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Mach 1 à 2, le jet supersonique du débouchage d’une bouteille de Champagne
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Tout un film
Mach 1 à 2, le jet supersonique du débouchage d’une bouteille de Champagne

Réussissant à faire tout un film de l’ouverture d’un vin effervescent, le professeur Gérard Liger-Belair permet de nouvelles découvertes : le vol d’un bouchon tient désormais de Top Gun.
Par Alexandre Abellan Le 28 octobre 2022
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Mach 1 à 2, le jet supersonique du débouchage d’une bouteille de Champagne
Avec le suivi par microseconde d’un saut de bouchon, on observe la formation d’un panache bleu de neige carbonique et d’une onde de choc (un disque de Mach). - crédit photo : Photos du professeur Gérard Liger-Belair (Université de Reims)
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tes-vous plutôt "pop !" ou "big bang !" au débouchage d’une bouteille de vin effervescent ? Sautant de sa bouteille, un bouchon de Champagne annonce plus que de festivités pour le professeur Gérard Liger-Belair (Université de Reims Champagne-Ardenne). L’expert en physique des bulles y pressent des phénomènes physiques aussi complexes que fascinants. Comme le montre le chercheur dans la dernière Revue française d’Œnologie (n°313, septembre-octobre 2022), « pendant la toute première milliseconde qui suit l’expulsion du bouchon, le goulot d’une bouteille de champagne se comporte un peu comme la tuyère d’un réacteur de fusée ».

Après avoir dissipé en 2015 les origines de la fumerole blanche apparaissant au débouchage (par diffusion de la lumière dans les gouttelettes suivant la décompression soudaine dans le goulot), le chercheur poursuit son travail d’imagerie à haute vitesse avec l’interprofession champenoise pour maîtriser le gerbage (la production excessive de mousse et de bulles au moment du dégorgement). Si ces travaux sont encore en cours, le suivi de bouteilles débouchées à 4, 16 et 20°C permet de nouvelles découvertes : à 20°C il n’y a plus de panache blanc, mais un jet bleu.

Neige carbonique

Comme l’explique Gérard Liger-Belair, l’effet de détente du débouchage met à pression ambiante le gaz carbonique contenu dans le goulot de la bouteille, ce qui fait fortement chuter sa température. Cette dernière dépendant de la température de stockage, puisqu’elle a un impact sur la solubilité du gaz carbonique. Plus la température de conservation de la bouteille est élevée, plus forte est la chute de température des gaz détendus, passant pour une bouteille à 20°C en dessous de la température de condensation du gaz carbonique (-78,5°C). La vapeur d’eau présente dans le col se cristallisant à ce moment, elle sert de noyaux solides à la condensation du gaz carbonique, devenant neige carbonique.

« Le panache bleu azur* qui apparaît dans le sillage du bouchon qui saute et dans le col de la bouteille à 20°C est la signature de la transformation des vapeurs CO2 en cristaux de neige carbonique » résume Gérard Liger-Belair, pointant que cette cristallisation est similaire à celle se déroulant lors de la combustion des gaz d’un moteur de fusée. Les parallèles avec l’aéronautique ne s’arrêtent pas là, comme la vitesse d’expulsion du bouchon dépend de la température de la bouteille. En témoigne sa mesure en Mach (rapport entre la vitesse mesurée et celle de la vitesse du son). Plus la température d’une bouteille de champagne est élevée, plus la vitesse de sortie du bouchon est importante :  de 1,6 Mach à 5°C de service à 2 Mach pour 20°C (soit 2 400 km/h). « Le jet de gaz est toujours supersonique » pointe Gérard Liger-Belair, notant qu’« en filmant à très haute vitesse le bouchon qui jaillit hors du goulot de bouteilles stockées à 20°C on distingue même une onde de choc caractéristique des jets supersoniques », les disques de Mach (voir photos ci-dessous). Un phénomène désormais modélisé mathématiquement pour les vins de Champagne (et tous les vins effervescents en méthode traditionnelle, comme les crémants).

En miniature, la création de l’univers

En ouvrant une bouteille de Champagne, le consommateur laisse voler un bouchon tenant de l’avion de chasse et de la fusée spatiale. « Ce sont des images incroyables : on ne se rend pas compte de tout ce qui se passe dans du Champagne » glisse Gérard Liger-Belair. Tout un univers : avec un "pop" tenant du big bang. « Ce qu’avec son équipe Gérard Liger-Belair traque, fixe, photographie, trouve, montre, c’est, en miniature, la création de l’univers. Car la création de cet univers bulleux ramasse en lui la création de tout univers » écrit justement Michel Onfray dans la préface d’Un Monde de bulles (éditions Ellipses, 2020), ajoutant que « chaque fois qu’une bouteille de ce vin de fête est ouverte, il y a matière à penser le monde dans lequel nous nous trouvons. »

 

* : Avec une couleur bleue liée à la petite taille des cristaux, inférieure aux longueurs d’onde du spectre de la lumière ambiante explique le chercheur (selon la diffusion de Rayleigh, le même phénomène expliquant que le ciel est bleu le jour sur Terre).

 

 

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Tous les commentaires (1)
Cqcvin Le 31 octobre 2022 à 16:20:28
Passionnant. Merci.
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