Le mélange eau – Maizéna

20 03 2011

Le mélange de la farine de maïs avec un peu d’eau donne une pâte aux propriétés étonnantes. Elle coule comme un liquide visqueux lorsqu’on la mélange doucement. En revanche elle se comporte comme un solide lorsqu’on la mélange brutalement. On dit que cette pâte est rhéoépaissisante car elle s’épaissit sous l’effet d’une contrainte. Ce phénomène est visible sur la vidéo suivante :

Cette propriété particulière explique qu’il est possible de marcher sur un bain de mélange de farine de maïs et d’eau alors que celui ci paraît plutôt liquide. La contrainte imposée par le poids du marcheur épaissit la pâte lors de son passage et lui permet de marcher sur une surface quasi solide.

Pour comprendre l’origine de cette propriété particulière du mélange eau-farine de maïs il faut l’observer au niveau microscopique.

On distingue sur la photo précédente des granules de diamètre compris entre 5 et 25 μm. On remarque aussi que la concentration en granule est importante. Lorsque la pâte est au repos ou mélangée doucement, ces granules ne sont pas liées et l’eau peut couler entre elles. La pâte a globalement les même propriétés que l’eau mais rendu plus visqueux par le fait que l’eau circule entre les granules. Mais lorsqu’une contrainte est appliquée à ce mélange, les granules s’accrochent pour former des agrégats. Ces agrégats crées une structure qui empêche l’eau de circuler ce qui se traduit à notre échelle par un épaississement de la pâte.

Plus fort, lorsque l’on soumet le mélange eau – farine de maïs à des vibrations verticales et que l’on perturbe sa surface, on assiste à une instabilité. En effet, après la perturbation la surface ne redevient pas plane mais on voit apparaître de véritables montres vivants.

Cette instabilité est la conséquence de deux phénomènes antagonistes. Premièrement la surface de la pâte est élastique, les zones étirées sont donc soumis à une tension comme le serait un élastique étiré. Cette tension tend à atténuer les perturbations créées à la surface de la pâte. Cependant ces défauts à la surface ne peuvent pas disparaître instantanément. En effet la pâte possède une viscosité qui freine les écoulement susceptible de faire disparaitre les bourrelets de la surface. Ce freinage est d’autant plus efficace que les vibrations sont fortes (en amplitude et en fréquence) car celles ci épaississent le mélange eau – farine de maïs. Il existe un seuil d’intensité des vibrations pour lequel la viscosité de la pâte est tel que l’élasticité de la surface ne suffit plus à faire disparaître les défauts crées. Ces défauts sont alors entretenus par les vibrations et donnent ces montres vivants.


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12 01 2014
Fidele ulrich

Une expe

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