Cuisiner, c'est faire de la science ! Si Hervé Thys nous a maintenant habitués à la chimie (l'alchimie ?) des aliments, la physique des
fourneaux a elle aussi son rôle ! Outil important pour la bonne chère, les différentes plaques de cuisson font intervenir trois phénomènes physiques différents :
1) la conduction thermique, entre deux surfaces
en contact (la plaque et la casserole) est le premier procédé, historique, depuis l'ancienne cuisinière aux plaques de fonte jusqu'aux premières « plaques électriques » métalliques. La plaque de
fonte (fer allié à 4% de carbone) est conductrice, on lui imprime un courant i, elle s'échauffe par effet Joule Ri², transmet sa chaleur à la casserole par effet de conduction (équilibrage des
températures)
2) le rayonnement infrarouge de chaleur est à
l'œuvre dans les plaques vitrocéramiques de première génération, dits panneaux radiants. Des bobines métalliques sous la plaque sont portées à incandescence (comme un filament d'ampoule
électrique) ; le métal incandescent chauffe la plaque et donc le fond de la casserole par conduction, mais le métal émet la grande partie de la chaleur par rayonnement infrarouge (d'où
le nom parfois donné de plaques infrarouges). Le verre de la plaque laisse passer le rayonnement infrarouge. Dans la variété « plaque halogène » de ce type de plaque (figure en bas
gauche), seul le rayonnement infrarouge est à l'œuvre.
3) L'induction électromagnétique est à l'œuvre dans les plaques
vitrocéramiques de seconde génération, dites plaques à induction. Sous la plaque, des bobines sont parcourues par des courants de haute fréquence (25 à 50 000 Hz à comparer aux 50 Hz fournis à la
prise de courant), produisant un champ magnétique très variable en intensité. Par induction (conducteur mobile dans champ magnétique fixe, ou conducteur fixe dans champ magnétique variable, ce
qui est le cas ici), ces champs magnétiques variables créent des courants induits dans le fond de la casserole, qui par effet Joule Ri² s'échauffe. Le fonds de la casserole doit être assez épais
et surtout sensible au champ magnétique, fait dans un métal dit « ferromagnétique ». A noter qu'il n'y a pas d'échauffement de la plaque par le système, elle est simplement chauffée par la
casserole elle-même par conduction (à l'inverse du premier procédé, c'est la casserole qui échauffe la plaque) .
Quelques tests :
1) la rayonnement infrarouge traverse le verre de la plaque. Prenez votre télécommande de télé et actionnez-la depuis votre jardin à travers la vitre.
2) Un métal ferromagnétique attire l'aimant ; quand vous avez acheté une plaque à induction, vous n'avez pu garder vos casseroles en aluminium, cuivre, verre. Testez le fond de vos casseroles avec le pin's de votre frigidaire pour savoir si elles peuvent aller sur la plaque à induction.
Maintenant, tout çà c'est bien beau, mais certaines cuisinier(e)s vous diront qu'on fait de la meilleure cuisine différemment suivants ces procédés . C'est encore de la physique, mais c'est aussi du savoir-faire. Si vous en avez sur ce sujet, à vos commentaires !
Quelques tests :
1) la rayonnement infrarouge traverse le verre de la plaque. Prenez votre télécommande de télé et actionnez-la depuis votre jardin à travers la vitre.
2) Un métal ferromagnétique attire l'aimant ; quand vous avez acheté une plaque à induction, vous n'avez pu garder vos casseroles en aluminium, cuivre, verre. Testez le fond de vos casseroles avec le pin's de votre frigidaire pour savoir si elles peuvent aller sur la plaque à induction.
Maintenant, tout çà c'est bien beau, mais certaines cuisinier(e)s vous diront qu'on fait de la meilleure cuisine différemment suivants ces procédés . C'est encore de la physique, mais c'est aussi du savoir-faire. Si vous en avez sur ce sujet, à vos commentaires !
par Alexandre Moatti
publié dans :
D'autres quasi-indispensables physiques
par Alexandre Moatti
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Livres de sciences/sites internet/manifestations
La fluorescence, découverte par Edmond Becquerel (1820-1891), sert à détecter les faux billets, le saviez-vous ?
Le billet de banque est fabriqué avec des pigments fluorescents : lors d'un éclairage par lampe ultraviolette (on voit ces
détecteurs dans de nombreux magasins), certains motifs, non visibles à la lumière du jour, apparaissent par fluorescence. Rappelons que la fluorescence (chapitre 17 de mon livre, où je mentionne
l'application « gilets de sécurité ») est la faculté qu'ont certains matériaux et pigments naturels de réémettre en lumière visible une lumière absorbée en non visible (ultraviolet).
Ainsi, sur ce document (extrait du manuel de formation de la Banque centrale
européenne), sous la lampe ultraviolette du détecteur, apparaissent: des fibres incorporées qui ressortent en rouge, bleu, vert ; à gauche au recto, le drapeau bleu à étoiles jaunes devient
vert à étoiles oranges, la signature devient verte, les étoiles à peine visibles deviennent vives ; à droite au verso, le chiffre de valeur et le pont (il y a un pont au verso de tous les billets
en euros, je l'apprends !) ressortent en vert.
C'est beau la science du XIX° s appliquée aux outils du XX° ?
C'est beau la science du XIX° s appliquée aux outils du XX° ?
Image des billets en euros sous le détecteur à lumière ultraviolette
par Alexandre Moatti
publié dans :
Le saviez-vous?
Lors d'un récent colloque, l'animateur Philippe Lazar a eu une belle phrase à propos de la science, ou de la connaissance en
général :
A travers cette image, qui je trouve s'applique particulièrement bien à la physique de l'univers, l'orateur proposait un certain nombre de messages, comme :
« La connaissance est un ouvert, au sens mathématique du terme ».
Les férus de mathématiques et de topologie apprécieront cette image dans sa globalité, celle d'un ouvert en dimension quelconque. On
peut aussi se donner une représentation en dimension 1 de l'ouvert, celle de l'intervalle à bornes ouvertes ].....[ (par exemple ] 0,1 [ qui contient
tous les nombres réels entre 0 et 1, sauf justement les bornes 0 et 1).A travers cette image, qui je trouve s'applique particulièrement bien à la physique de l'univers, l'orateur proposait un certain nombre de messages, comme :
- — On n'a jamais fini d'apprendre.
-
— La science, même si elle s'approche toujours plus près de la vérité, aura néanmoins toujours une marge de progrès
supplémentaire.
par Alexandre Moatti
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Enseignement des sciences / Recherche
On prend un carré de côté 1, et on décompose ses côtés en n segments égaux, donc un quadrillage de n² petits carrés qu'on va densifier. On trace
la courbe violette qui part, comme la diagonale, d'en bas à gauche pour aller en haut à droite, mais en suivant des marches d'escalier comme
indiqué.La longueur de la courbe violette est toujours 2, puisque ses éléments verticaux se superposent au côté vertical de longueur 1, et ses éléments horizontaux se superposent au côté horizontal de longueur 1.
Quelle que soit la valeur de n (par exemple si l'on décompose en deux à chaque fois, n= 2 puissance p), la surface comprise entre la courbe violette et la diagonale se compose de 2n triangles de côté 1/2n donc de surface 1/8n². Cette surface vaut 2n x 1/8n² = 1/4n elle tend vers 0 quand on fait croître n : la courbe violette se rapproche de la diagonale. On a donc une courbe de longueur 2 qui tend vers une courbe de longueur √2, longueur de la diagonale. Soit ce paradoxe qui nous ferait dire 2 = √2.
J'aime bien une première explication avec les fractales. La courbe composée des petits triangles est de périmètre constant égal à 2 et
délimitant une surface (comprise entre la courbe et la diagonale) nulle à l'infini (1/4n). C'est une fractale de dimension inférieure à 1, une « poussière de
points (ou poussière de Cantor) » (pour ceux qui connaissent les dimensions fractales, voir mon livre chapitre XXI, on a P = facteur de similarité = 2, Q = facteur d'homothétie =
4, Dimension= LogP/LogQ= ½). Dans le flocon fractal, on « crée de la matière » (dimension fractale comprise entre 1 et 2) ; dans les poussières de points, on « évide de la matière » (dimension
fractale comprise entre 0 et 1) ; mais cette poussière de points reste non dénombrable, ce qui explique qu'en fait « 2 n'est pas égal à √2
».
J'ai trouvé une autre explication dans Albert Jacquard, L'équation du nénuphar : il invoque aussi Cantor pour indiquer que le nombre de tournants de la courbe violette tend vers l'infini des nombres entiers (aleph 0), alors que la diagonale représente l'infini des nombres réels (aleph 1) : ces deux infinis sont différents, donc « 2 n'est pas égal à √2 ».
Ces deux explications ne sont pas contradictoires, si vous avez vous-même d'autres idées d'interprétation, n'hésitez pas à nous en faire part en commentaires !
J'ai trouvé une autre explication dans Albert Jacquard, L'équation du nénuphar : il invoque aussi Cantor pour indiquer que le nombre de tournants de la courbe violette tend vers l'infini des nombres entiers (aleph 0), alors que la diagonale représente l'infini des nombres réels (aleph 1) : ces deux infinis sont différents, donc « 2 n'est pas égal à √2 ».
Ces deux explications ne sont pas contradictoires, si vous avez vous-même d'autres idées d'interprétation, n'hésitez pas à nous en faire part en commentaires !
par Alexandre Moatti
publié dans :
D'autres quasi-indispensables mathématiques
