Les aliments adhèrent à la poêle en raison du phénomène de convection thermocapillaire.

Vous êtes fièrement en train de frire à la poêle vos patates douces agrémentées de courgettes et quelques autres légumes quand, soudain, ce drame récurrent survient : les aliments collent à la poêle, et vous devez gratter avec votre spatule pour fluidifier la préparation. Pourtant, vous aviez bel et bien mis de l’huile dans votre poêle. De quelle fantasmagorie est-ce donc le nom ? Rien que la science ne puisse pas expliquer.

Il s’agit là d’un phénomène du quotidien qui peut sembler banal, mais qui repose sur une mécanique physico-chimique liée à l’interaction entre un fluide (l’huile) et la tension provoquée par la chaleur. Deux chercheurs se sont penchés sur le sujet pour « expliquer de manière expérimentale » le phénomène d’adhésion des aliments pendant la cuisson à la poêle. Les résultats ont été publiés dans Physics of Fluid le 2 février 2021.

Un « point sec » au centre de la poêle

À l’œuvre derrière l’adhésion des aliments à la poêle, le phénomène de convection thermocapillaire, ou effet Marangoni. En physique des fluides, la présence d’une tension superficielle — la tension vient ici de l’augmentation de l’énergie provoquée par la chaleur — peut forcer le liquide à migrer en périphérie, du centre vers l’extérieur. La convection thermocapillaire «  provoque la formation d’un point sec au centre de la poêle à frire lors du réchauffement du film d’huile », expliquent les auteurs de l’expérimentation. Ils ont pu observer, grâce à une observation filmée, un gradient de tension qui part du centre de la poêle pour se répartir progressivement vers ses bords.

L’explication de l’adhésion se comprend alors assez facilement. L’huile étant « poussée » à la périphérie de la poêle par ce gradient de tension provoqué par convection thermocapillaire, les aliments collent beaucoup plus facilement à la poêle.

Sur cette photo issue de l’étude, vous pouvez observer le point sec qui s’est formé au centre de la poêle. // Source : A. I. Fedorchenko, J. Hruby

Plus la tension exercée est forte, plus le liquide migre en périphérie. En conséquence, plus la poêle est chauffée par le bas, plus l’huile migre sur les bords de la poêle et plus les aliments vont alors adhérer. Cela explique pourquoi une cuisson à des températures élevées provoque plus facilement cette adhésion des aliments.

À partir de l’explication du phénomène, les deux scientifiques derrière cette expérimentation délivrent quelques conseils. Pour « éviter la formation indésirable de points secs au centre de la poêle », ils suggèrent ces mesures : augmenter l’épaisseur du film d’huile, chauffer plus modérément, humidifier complètement la surface de la poêle avec de l’huile, utiliser une poêle à fond épais et remuer régulièrement les aliments pendant la cuisson. Bon, il n’y a clairement rien de révolutionnaire dans ces quelques conseils, mais au moins, maintenant, vous connaîtrez dans les grandes lignes le phénomène physico-chimique de convection thermocapillaire qui vous pousse à moins chauffer, mieux répartir l’huile, ou mieux remuer les aliments que vous voulez faire frire. Voilà qui est apaisant pour notre quotidien culinaire.

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