Vous vous êtes peut-être demandé ce qui se passe quand débouchez une bouteille de champagne ?
Voici la réponse à la question de savoir pourquoi le champagne produit une puissante onde de choc lorsque vous le débouchez…
Photo : Walker et Walker
Le col d’une bouteille de champagne se comporte comme la tuyère d’un moteur de fusée, selon notre partenaire The Conversation.
Cette « explosion » a pu être observée et étudiée à l’aide de caméras à grande vitesse.
L’analyse a été réalisée par Gérard Liger-Belair, professeur de physique au laboratoire d’œnologie de l’Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA).
Ces dernières années, l’imagerie rapide a connu des progrès vertigineux, notamment avec l’avènement des capteurs numériques et la miniaturisation des circuits électroniques. Des caméras ultra-rapides capables de révéler des phénomènes extrêmement fugaces sont désormais disponibles. Nous avons utilisé une telle caméra pour examiner les détails des mécanismes en jeu lorsqu’une bouteille de champagne est débouchée.
Lors de leur seconde fermentation (appelée prise de mousse), les vins de Champagne produisent du dioxyde de carbone (CO2) – l’équivalent de près de 5 litres pour une seule bouteille de 75 centilitres – qui est piégé sous pression dans la bouteille fermée. La pression dans une bouteille bouchée varie fortement en fonction de sa température. A 20°C, par exemple, la pression atteint presque 8 bars, l’équivalent de 8 fois la pression atmosphérique, c’est-à-dire la pression à 70 m sous la mer ! La séquence vidéo dans l’image ci-dessus illustre les phénomènes qui se produisent après le bouchage d’une bouteille à une pression initiale de 8 bars.
Lorsque vous débouchez une bouteille de champagne le bouchon saute, le volume de dioxyde de carbone sous pression dans le goulot de la bouteille se dilate soudainement. Sa pression chute alors de 8 bars à la pression ambiante de 1 bar. Ce phénomène s’accompagne d’une baisse de la température : les physiciens appellent cela la dilatation adiabatique. En fonction de sa température et de sa pression, une substance pure peut exister en trois phases : gaz, liquide et solide.
Ainsi, sous une pression de 1 bar, l’eau est liquide à 20°C, se transforme en glace en dessous de 0°C et bout en vapeur à 100°C. Mais qu’en est-il du CO2 ? À une pression de 1 bar, le CO2 reste à l’état gazeux au-dessus d’une température de -78,5°C ; en dessous de cette température critique, il existe sous sa forme solide : la glace sèche.
Débouchez une bouteille de champagne VS de la glace sèche et une onde de choc
Pour cette bouteille, sous une pression initiale de 8 bars, la température du dioxyde de carbone qui se dilate soudainement tombe à près de -90°C. Les vapeurs de CO2 se transforment alors en petits cristaux de glace sèche, qui peuvent disperser la lumière ambiante. La couleur bleu clair du panache indique la très petite taille de ces cristaux. En effet, les particules ou les molécules plus petites que les longueurs d’onde du spectre de la lumière ambiante (centrées autour de 0,6 µm) se diffusent beaucoup plus efficacement aux courtes longueurs d’onde du spectre (comme le bleu) qu’aux grandes longueurs d’onde (comme le rouge) : c’est ce qu’on appelle la diffusion de Rayleigh.
C’est le même phénomène qui explique pourquoi le ciel nous paraît bleu : les molécules qui composent l’atmosphère de notre planète sont beaucoup plus petites que les longueurs d’onde de la lumière solaire, de sorte que le bleu se diffuse beaucoup plus efficacement que les autres couleurs du spectre.
Avez-vous remarqué la petite ligne horizontale qui traverse le panache bleu ? Il s’agit d’une onde de choc caractéristique des jets supersoniques, appelés disques de Mach. Il apparaît environ 500 µs après le débouchage, progresse dans le sillage du bouchon et s’estompe environ 500 µs plus tard. On retrouve des ondes de choc similaires dans le panache supersonique qui sort des tuyères des avions de chasse et des fusées.
Pendant la première milliseconde après l’éjection du bouchon, le col d’une bouteille de champagne se comporte un peu comme la tuyère d’un moteur de fusée. Qui l’aurait cru.
Ne buvez pas au volant. Consommez avec modération.