Il y a eu une sorte de course aux armements au comptoir du café. Le café infusé à l'azote, les infusions froides, les variations de café et les 1, 7 millions de permutations d'espresso et de lait de Starbucks ne cessent d'augmenter presque chaque année. Mais la dernière tendance concerne les lattes en couches, dans lesquels la boisson de couleur chocolat normalement uniforme est servie, séparée en plusieurs nuances de brun distinctes et agréables.
Faire un n'est pas trop difficile. Mais comprendre pourquoi il forme des couches est un peu plus difficile. Comme le rapportent Joanna Klein du New York Times, les physiciens ont compris le problème et la réponse pourrait être utile dans d'autres domaines aussi variés que l'industrie manufacturière et l'océanographie.
Comme le rapporte Klein, la bonne façon de faire un café au lait est de verser un coup ou deux d'espresso dans le verre avant de verser du lait cuit à la vapeur dans du café. Mais faire l'inverse - verser lentement le café dans un verre de lait cuit à la vapeur - provoque souvent la formation de couches. L'ingénieur en retraite Bob Fankhauser a accidentellement fabriqué un café au lait chez lui à Portland (Oregon) et a été intrigué par la formation des couches.
Il a envoyé une image de son mélange rayé à Howard Stone, chercheur en dynamique des fluides à Princeton, pour obtenir des explications. Stone était aussi décontenancé par cette astuce et a demandé à son étudiante diplômée Nan Xue d’enquêter sur la physique du latte en couches. Ils ont détaillé leur découverte dans la revue Nature Communications . «C'est un phénomène vraiment intrigant», explique Fankhauser à Klein. "Il n'y a aucune raison évidente pour que le liquide s'organise en différentes couches de densité."
Selon un communiqué de presse, Xue a commencé à étudier le phénomène en fabriquant des lattes dans son laboratoire. L’analyse des températures et des débits a amené Xue à croire qu’il était possible de décrire la physique se déroulant dans la boisson. L'équipe s'est donc tournée vers un substitut moins appétissant en utilisant de l'eau colorée chauffée contenant des particules de traceur pour imiter l'espresso et de l'eau de mer chaude et relativement dense pour le lait. Xue a ensuite éclairé le modèle avec des DEL et a frappé cette configuration avec un laser, photographiant le processus de mélange de l'eau colorée avec de l'eau salée.
L’équipe a découvert un processus appelé convection à double diffusion: c’est le même phénomène qui crée des couches dans l’océan, rapporte Klein. Dans ce processus, lorsque des liquides de températures et de densités différentes, tels que de l'espresso chaud et du lait tiède, sont versés ensemble, ils ne s'assemblent pas complètement. Au lieu de cela, seules les limites de ces couches se mélangent: le liquide plus chaud réchauffe une partie du liquide plus froid et plus dense (comme le lait), ce qui provoque une légère augmentation, et la couche plus dense plus froide refroidit une partie de la couche moins dense (café) le faisant couler légèrement. Ce processus crée des «cellules de convection» qui se déplacent horizontalement et non verticalement (ce qui détruirait les calques), ce qui produirait une série de bandes de couleurs. Comme le rapporte Klein, le mélange est étonnamment stable et, du moins dans le café, peut durer des heures, voire des jours, à condition que le mélange soit plus chaud que l'air ambiant.
Mais ce n'est pas aussi simple que de verser le café dans le lait. Selon le communiqué de presse, la vitesse à laquelle le café est versé est également importante. Ajoutez-le trop lentement et le café se mélangera uniformément au lait, empêchant ainsi les couches de se former.
Bien que ce soit une expérience scientifique plutôt cool pour les baristas ennuyés, cela pourrait également avoir des conséquences pour les fabricants. Dans le communiqué de presse, Stone indique que la création de couches en une seule coulée pourrait aider les processus nécessitant actuellement la création d’une structure couche par couche.
Detlef Lohse de l'Université de Twente aux Pays-Bas, qui n'a pas participé à l'étude, indique également que l'étude pourrait aider les chercheurs à comprendre le monde naturel. "La conclusion la plus impressionnante est peut-être qu'il existe une analogie parfaite entre la superposition dans un café au lait, et la superposition connue et extrêmement pertinente d'une eau présentant différentes températures et concentrations de sel dans l'océan", dit-il dans le communiqué.
Ce qui évoque une autre variante possible du café: le café au lait d'eau de mer. Ce doit être mieux qu'un Frappuccino Cotton Candy.
