Quand la sauce devient un phénomène physique
Le ketchup, la purée de tomate et même la peinture partagent une particularité surprenante : ils s’écoulent plus facilement lorsqu’on leur applique une contrainte. Cette propriété, appelée shear thinning, les classe parmi les fluides non newtoniens, dont le comportement diffère de celui des liquides classiques comme l’eau.
Qu’est‑ce qu’un fluide non newtonien ?
Contrairement aux fluides newtoniens, dont la viscosité reste constante quel que soit le taux de cisaillement, les fluides non newtoniens voient leur résistance à l’écoulement varier. Dans le cas du ketchup, la viscosité diminue dès que l’on secoue la bouteille ou que l’on frappe le fond. Cette diminution résulte d’une réorganisation interne des particules et des polymères présents dans le mélange.
La structure interne du ketchup
Le ketchup est composé d’eau, de sucres dissous, de pectine (un polymère naturel) et de fragments de cellules de tomate. Au repos, ces éléments forment un réseau désordonné qui entrave le mouvement. Lorsqu’on agit sur le mélange – par agitation, pressage ou secouage – les chaînes de pectine s’allongent et s’alignent dans la direction du flux. Cette orientation partielle désorganise le réseau, réduisant ainsi la friction interne et facilitant le glissement du fluide.
Un contraste avec la pâte de maïs
Un mélange de maïzena et d’eau se comporte de façon opposée. Lors d’une sollicitation lente, les granules d’amidon glissent les uns sur les autres, offrant une consistance fluide. En revanche, un choc brutal pousse les particules à se comprimer, augmentant les contacts de frottement et rendant le mélange quasi solide. Cette dualité explique pourquoi on peut s’enfoncer lentement dans une flaque de pâte de maïs, mais théoriquement courir dessus sans s’enfoncer.
Applications pratiques et curiosités
Comprendre le comportement shear‑thinning du ketchup a des implications concrètes. Les fabricants peuvent ajuster la formulation pour garantir qu’une petite pression suffit à libérer le produit, tout en assurant qu’il reste suffisamment épais pour adhérer aux aliments. De même, les peintres profitent de la même dynamique : la peinture s’étale aisément sous le pinceau, puis se solidifie rapidement sur la surface, évitant les coulures.
En somme, ces « liquides étranges » illustrent la richesse de la rhéologie, la science qui étudie les déformations des matériaux sous contrainte. La prochaine fois que vous tapoterez votre bouteille de ketchup, rappelez‑vous que vous déclenchez un véritable phénomène physique.
Source: https://scientias.nl/tomatenketchup-is-gaaf-het-is-een-shear-thinning-non-newtonian-fluid/
