Ouvrir une bouteille de champagne crée des ondes de choc comme celles de l'échappement supersonique d'un avion de chasse, selon une nouvelle étude.
Le pop d'un demi-seconde d'un bouchon de champagne est créé par une fuite rapide de gaz haute pression longtemps coincé dans le col de la bouteille. Maintenant, un groupe de chercheurs a utilisé la photographie à haute vitesse pour visualiser la chimie derrière cette pop emblématique.
Pour l'expérience, ils ont acquis six bouteilles de champagne rosé, dont deux qu'ils ont stockées à 30 degrés Celsius (86 degrés Fahrenheit) et deux à 20 C (68 F) pendant trois jours. Ces bouteilles avaient été préalablement vieillies pendant 42 mois, subissant ce qu'on appelle le "prix de mousse", un type de fermentation alcoolique. Au cours de ce processus, la levure se nourrit de sucre pour créer du dioxyde de carbone, donnant au champagne son pétillement.
Les chercheurs ont ensuite utilisé une caméra à haute vitesse pour enregistrer le moment où les bouchons ont éclaté. L'appareil photo à haute vitesse était attaché à un microphone qui a enregistré le coup et a déclenché l'appareil photo pour prendre une série de photos.
Voici ce que les scientifiques ont vu: lorsque le bouchon est sorti de la bouteille, il a été violemment poussé par une expansion rapide du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau qui avaient longtemps été confinés dans le col de la bouteille. Ce changement soudain de pression a fait que le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau se refroidissaient en cristaux de glace et se condensaient en un brouillard qui flottait avec le liège.
Mais à leur grande surprise, les chercheurs ont découvert que dans la première milliseconde du bouchon de liège, cette chute soudaine de pression à l'intérieur de la bouteille a provoqué des ondes de choc visibles, appelées «disques Mach». Ces disques Mach, qui sont également créés dans l'échappement des avions de chasse, se forment parce que le gaz qui s'échappe se répand dans l'air très rapidement - à plus de deux fois la vitesse du son. Ils disparaissent tout aussi rapidement, lorsque la pression dans la bouteille revient à la normale.
La formation de ces disques Mach "a été une grosse surprise", a déclaré l'auteur principal Gérard Liger-Belair, professeur de physique chimique à l'Université de Reims Champagne-Ardenne en France. "La physique était déjà connue en génie aérospatial, mais pas tous dans la science du champagne."
De plus, les chercheurs ont découvert que les bouteilles stockées à température ambiante créaient un «pop» assez différent de celles stockées à des températures plus chaudes.
Parce que le dioxyde de carbone est moins soluble à des températures plus élevées, il y a une plus grande quantité de gaz dans le goulot des bouteilles stockées à des températures plus chaudes. Ainsi, le gaz à l'intérieur des bouteilles stockées à 30 C est sous une pression supérieure à celles stockées à 20 C. Lorsque le bouchon dans la bouteille 30 C se libère, la chute de pression et de température est plus importante que dans les bouteilles stockées à des températures plus fraîches.
La bouteille plus chaude crée de gros cristaux de glace et, grâce à la façon dont ces cristaux diffusent la lumière, un brouillard blanc grisâtre. La bouteille à température ambiante, quant à elle, crée des cristaux de glace plus petits, formant un brouillard plus bleu. "J'espère que les gens se sentiront touchés par la belle science cachée dans une simple bouteille de champagne ou de vin mousseux", a déclaré Liger-Belair.
Les résultats ont été publiés le 20 septembre dans la revue Science Advances.
