Des mathématiciens dévoilent les secrets de la transformation trouble de l’ouzo

Des mathématiciens de l’Université de Loughborough ont porté leur attention sur une observation fascinante qui a intrigué les scientifiques et les amateurs de cocktails : la manière mystérieuse dont l’ouzo, une liqueur populaire aromatisée à l’anis, devient trouble lorsqu’on y ajoute de l’eau.

L’exploration par les chercheurs de ce phénomène apparemment simple, connu sous le nom d’« effet Ouzo », a donné lieu à un nouveau modèle mathématique qui offre un aperçu de la formation spontanée de gouttelettes microscopiques et de la façon dont elles peuvent rester en suspension dans un liquide pendant une longue période.

Révéler les mathématiques qui se déroulent dans le verre pourrait avoir des implications de grande portée au-delà du monde des boissons, comme la création de nouveaux matériaux.

« L’ouzo est essentiellement composé de trois choses : de l’alcool, de l’huile d’anis et de l’eau », explique le Dr David Sibley, expert en modélisation mathématique.

« Lorsqu’on ajoute de l’eau, des gouttelettes microscopiques se forment, constituées principalement d’huile, et elles sont le résultat de la séparation de l’huile d’anis du mélange alcool-eau. Cela rend la boisson trouble car les gouttelettes dispersent la lumière. »

Il a poursuivi : « Cette émulsification, c’est-à-dire la suspension de gouttelettes d’huile bien mélangées dans le liquide, est quelque chose qui nécessite beaucoup d’énergie dans d’autres systèmes et aliments. Par exemple, les émulsions alimentaires telles que la mayonnaise et les vinaigrettes nécessitent un fouettage vigoureux pour obtenir un mélange lisse et stable. Pour l’ouzo, en revanche, l’émulsification se produit spontanément.

« Ce qui est également surprenant, c’est la durée pendant laquelle ces gouttelettes et la turbidité qui en résulte restent stables dans le mélange sans se séparer, surtout si on les compare à d’autres émulsions alimentaires. Si vous avez déjà préparé une vinaigrette à l’huile d’olive et au vinaigre balsamique, vous remarquerez que les deux liquides commencent à se séparer après un court laps de temps, ce qui nécessite de fouetter davantage pour les réunir. L’émulsion ouzo-eau reste stable pendant une période beaucoup plus longue.

« Comprendre comment et pourquoi cela se produit dans l’ouzo pourrait conduire au développement de nouveaux matériaux, en particulier dans des domaines tels que les produits pharmaceutiques, les cosmétiques et les produits alimentaires, où la stabilité et la distribution des particules microscopiques sont essentielles. »

Les chercheurs de Loughborough, en collaboration avec des experts de l’Université d’Édimbourg et de l’Université de Nottingham Trent, ont découvert les principes mathématiques qui expliquent comment les gouttelettes et le liquide environnant – deux « phases » distinctes au sein du mélange – se forment et peuvent rester stables ensemble pendant de longues périodes.

En mélangeant de l’alcool, de l’huile et de l’eau dans des proportions variables, ils ont pu observer la séparation de phase et mesurer des propriétés clés comme la tension superficielle.

Ils ont utilisé ces données et une méthode de modélisation mécanique statistique connue sous le nom de « théorie classique de la fonctionnelle de la densité » pour développer leur modèle mathématique.

Ce modèle a été utilisé pour calculer un diagramme de phase qui détaille les combinaisons stables des ingrédients de l’ouzo.

La recherche a été publiée dans la revue Matière molle et figure sur la couverture du dernier numéro. L’article est intitulé « Diagramme de phase volumique expérimental et théorique et tension interfaciale de l’ouzo ».

« On pourrait dire que ce qui semblait trouble est désormais plus clair », a déclaré le professeur Andrew Archer, premier auteur de l’article.

« Ce qui est également amusant, c’est que des modèles simples comme celui-ci peuvent prédire beaucoup de choses, à l’instar des recherches parallèles récentes que nous avons menées et qui révèlent combien de temps les gouttelettes que nous éternuons dans l’air peuvent persister.

« Comme c’est souvent le cas, la recherche fondamentale sur le « ciel bleu » peut révéler quelque chose de profond sur une expérience qui se produit dans la vie quotidienne, comme servir et boire de l’ouzo. »