La métamorphose de la crème glacée

Pourquoi la crème glacée est-elle un sujet intéressant pour les nivologues ? Ce n'est pas uniquement parce qu'ils aiment la déguster ! Ils sont également soucieux d'appliquer et d'étendre leurs connaissances acquises avec la neige et la glace naturelles, moins savoureuses.

Le SLF possède un équipement unique de microtomographie des échantillons gelés. Dans un local réfrigéré, les échantillons de neige ou de crème glacée peuvent être examinés à différentes températures pendant plusieurs jours, voire plusieurs semaines d'affilée. Ceci permet de suivre en permanence les évolutions de forme des cristaux de glace, des bulles d'air et de la solution sucrée constituant la crème glacée. Cette méthodologie est similaire à celle appliquée à l'observation du métamorphisme de la neige en détail (voir le site ATGM).

Dans un projet conjoint avec les scientifiques du Centre de recherche de Nestlé à Lausanne, l'évolution de la crème glacée a été étudiée grâce à la tomographie. Ses propriétés sont affectées par les cristaux de glace qui altèrent sa texture et sa structure quand ils grandissent et changent de forme. Ces évolutions surviennent notamment lorsque la température du congélateur fluctue dans une plage de quelques degrés, en provoquant une décongélation puis recongélation légère, ce qui arrive souvent dans les réfrigérateurs ménagers. Dans ces conditions, avec le temps, la crème glacée peut perdre son goût et sa texture crémeuse, et devenir granuleuse et élastique.

Crème glacée dans le tomographe informatique (Fig. SLF/B. Pinzer)

La technologie de tomographie aux rayons X disponible au SLF a été utilisée pour étudier la structure et les phases de la crème glacée pendant son stockage, avec pour but de comprendre comment maintenir la texture originale du produit plus longtemps. Nous avons montré que la croissance des cristaux de glace était grandement influencée par l'amplitude des cycles de température, tandis que la coalescence des bulles d'air dépendait de la durée du cycle chaud. Cette technique nous permet de mieux appréhender le processus de granularisation de la crème glacée. Les résultats de cette étude ont été publiés dans le journal Soft Matter en février 2012.

Animations

Représentation tridimensionnelle des bulles d'air dans un petit volume de crème glacée (2,4 x 2,4 x 0,18 mm³). Les images ont été prises à quatre heures d'intervalle, la température de la crème glacée est indiquée en partie inférieure. Copyright © 2012, Royal Society of Chemistry

Cette animation montre le même phénomène pour les cristaux de glace. Copyright © 2012, Royal Society of Chemistry