Pourquoi certaines bières conservent-elles leur mousse longtemps, tandis que d'autres la voient disparaître en un instant ? Des chercheurs se sont penchés sur cette énigme, révélant des mécanismes qui dépassent le simple plaisir gustatif.
Les scientifiques de l'ETH Zurich, dirigés par Jan Vermant, ont consacré sept ans de leur carrière à étudier la stabilité de la mousse de bière. Leur travail, publié dans la revue
Physics of Fluids, montre que les bières belges à triple fermentation, comme les bières trappistes, ont la mousse la plus stable. À l'inverse, les bières de type lager, avec une seule fermentation, voient leur mousse s'effondrer rapidement. Cette différence s'explique par des processus physico-chimiques distincts liés aux protéines et aux tensions de surface.
Dans les bières à fermentation unique, la viscosité de surface joue un rôle clé. Les protéines, issues de l'orge, forment une couche visqueuse autour des bulles, les stabilisant. Plus la bière est riche en protéines, plus la mousse dure longtemps. Cependant, cette approche simple ne suffit pas pour les bières à multiples fermentations, où d'autres forces entrent en jeu.
La protéine LTP1 est un acteur central. Dans les lagers, elle reste sous sa forme originelle, agissant comme de petites particules qui se densifient à la surface des bulles. Lors des fermentations supplémentaires, elle se dénature, formant d'abord un réseau membraneux, puis des fragments aux propriétés tensioactives, similaires à ceux des détergents, optimisant la stabilité. Cette évolution explique pourquoi les bières à triple fermentation ont une mousse si résistante.
Pour les bières trappistes, la stabilité provient des contraintes de Marangoni, des forces résultant de différences de tension superficielle.
Les contraintes de Marangoni sont des forces qui apparaissent lorsque la tension superficielle d'un liquide varie à sa surface. Cette variation peut être causée par des différences de température, de concentration en solutés, ou par l'ajout de substances comme des tensioactifs.
Dans le cas de la bière, ces contraintes créent des mouvements à la surface des bulles, qui aident à maintenir leur intégrité. Par exemple, si une zone a une tension superficielle plus faible, le liquide est tiré vers les zones où la tension est plus élevée, générant des courants stabilisateurs.
Ce phénomène est observable dans la vie quotidienne, comme lorsqu'une goutte d'alcool est ajoutée à de l'eau, provoquant des tourbillons. En science des matériaux, on trouve des situation où il est crucial pour concevoir des mousses stables dans divers produits, des aliments aux cosmétiques.
Comprendre ces mécanismes permet aux ingénieurs de manipuler les propriétés des fluides pour des applications allant de l'industrie pharmaceutique à la protection de l'environnement, où le contrôle des mousses est essentiel.