Un sujet d'étude qui n'a rien d'anecdotique. Ainsi la célèbre marque de champagne Moët et Chandon multiplie-t-elle les études scientifiques sur la formation et l'éclatement des bulles dans sa prestigieuse boisson. « Les producteurs se penchent très sérieusement sur la physique de ce problème, car c'est l'éclatement des bulles à la surface de la coupe qui, en projetant de très fines gouttelettes à peine visibles, propage les arômes. Il faut des bulles dans le Champagne ! », souligne Nicolas Vandewalle.

Enivrés par notre sujet, nous voici déjà trop loin. Revenons au début de l'histoire. Le champagne est un vin dans lequel du gaz carbonique (CO2) est dissous. En l'occurrence, c'est une fermentation particulière qui produit ce gaz. Mais d'autres boissons gazeuses le sont parce qu'on y a expressément rajouté le CO2 : sodas, eau pétillante, etc. Ce gaz présent dans une bouteille de champagne y crée une intense surpression : six atmosphères, soit six fois la pression de l'air autour du buveur. C'est d'ailleurs cette surpression qui explique que le bouchon « saute » à l'ouverture de la bouteille. « Quand on enlève le bouchon, le gaz dissous s'évacue par simple équilibrage de pression, reprend Nicolas Vandewalle. Et cela, il le fait en créant des bulles de gaz un peu partout en volume dans le liquide. »

Cette création de bulles de gaz dans une phase liquide s'appelle « nucléation ». Ce phénomène est demandeur en énergie. Il l'est un peu moins si la nucléation peut prendre racine sur une paroi solide, ce qui explique que les bulles se forment très principalement sur les bords de la bouteille ou du verre.

« Mieux que ça, des chercheurs ont montré récemment  que si l'on nettoie  scientifiquement la coupe, à l'acétone, avec des étuves, etc, il n'y a plus de bulles », souligne Nicolas Vandewalle. « Si le verre est parfaitement propre, ça ne pétille plus. Et on a compris que c'étaient en fait les fibres microscopiques de cellulose laissées par les essuies de vaisselle dans les verres et coupes qui servaient de noyau pour la nucléation. Ces fibres solides diminuent également l'énergie nécessaire à la nucléation, et c'est donc là que les bulles naissent, créant ces très visibles « trains de bulles » qui remontent vers la surface en file indienne dans les coupes de champagne. »   

Vous l'aurez compris, pour un meilleur champagne, qui dégage plus d'arômes, il convient donc de... ne pas nettoyer trop soigneusement les verres et utiliser des essuies de vaisselle fatigués qui abandonneront plus facilement leurs minuscules morceaux de fibres dans les verres ! « Ce phénomène de nucléation peut aussi se créer sur de petites impuretés qui flottent dans le liquide, créant alors des trains de bulles qui spiralent joliment dans le verre », précise le chercheur.

Continuons à suivre le trajet de nos bulles. Quand elles arrivent à la surface, la plupart éclatent. « Parce que la bulle est alors en fait un très fin film liquide, de l'ordre de quelques centaines de nanomètres (NDLR : un peu moins d'un millième de millimètre), entouré de part et d'autre d'air. Ce film liquide subit la force de gravité, qui fait glisser le liquide vers le bas, et le haut de la bulle s'amincit donc jusqu'à se casser. La bulle éclate. »

Certaines molécules, en s'installant à l'interface air-eau du film liquide et se repoussant comme des aimants, permettent de contrebalancer la force de la gravité et de maintenir donc la bulle en vie. Ces sont les « molécules de surfactant ». On les trouve par exemple en grande quantité dans tous les savons et détergents. Ce qui explique que ceux-ci « moussent » : les bulles survivent et s'agglomèrent en mousse. Voilà aussi pourquoi les enfants peuvent faire voler en l'air des bulles d'eau savonneuse, dont les jolies couleurs viennent d'ailleurs du fait que l'épaisseur du film liquide, d'une taille comparable à la longueur d'onde de la lumière, crée des interférences lumineuses.

« Ces molécules de surfactant sont actuellement un point d'étude très important », reprend le Pr Vandewalle. « Car les matières premières qui permettent de les produire, des hydrocarbures principalement, se raréfient. Or, elles sont très importantes pour l'industrie agro-alimentaire. Le fait qu'un produit de nettoyage (savon, dentifrice, détergent) mousse beaucoup n'améliore en rien ses qualités hygiéniques, mais c'est pourtant l'impression ressentie par le consommateur. Et puis il y a aussi toutes les mousses alimentaires, mousse au chocolat, par exemple. Pour l'industrie, il est important d'en contrôler les bulles : après tout, plus celles-ci sont grosses, plus on vous vend de l'air ! »

C'est ainsi que l'astronaute belge Frank De Winne a testé pour le Grasp dans sa station spatiale les propriétés moussantes de certains liquides en conditions de micro-gravité.

Vous voilà donc armés pour de doctes sujets de conversation quand sauteront les bouchons de champagne. De quoi, assurément, fermer le caquet de l'oncle Édouard !

Pierre Morel
Décembre 2009

Pierre Morel est journaliste indépendant.