La physique des résidus esthétiques du whisky

Un photographe s’est associé à des scientifiques pour comprendre la dynamique des fluides derrière les motifs laissés dans les verres à whisky

De nombreuses âmes ont cherché des réponses au fond d’un verre de whisky. Pour Ernie Button, artiste et photographe basé à Phoenix, cette quête a révélé une beauté inattendue et l’a lancé dans une quête de vérité.

Au cours des dernières années, Button a capturé des images époustouflantes, comme celles vues ci-dessus, des motifs séchés que le whisky laisse au fond d’un verre. Récemment, il s’est associé à Howard Stone, ingénieur à l’Université de Princeton, dont le laboratoire a découvert que certaines dynamiques de base des fluides sont à l’origine de la formation unique du whisky. Ils ont présenté leurs résultats aujourd’hui lors d’une réunion de l’American Physical Society (APS) à San Francisco, en Californie.

La fascination de Button pour le whisky a commencé lorsqu’il s’est marié avec la famille de sa femme, qui buvait du scotch. En faisant la vaisselle à la maison, il a remarqué que des lignes de dentelle recouvraient le fond d’un verre de scotch single malt. D’autres verres semblaient produire divers motifs de sédiments séchés. «C’est un peu comme des flocons de neige, dans le sens où chaque fois que le scotch sèche, le verre donne des motifs et des résultats différents», explique Button. Il pensait qu’essayer de capturer les motifs pourrait constituer un projet photographique intéressant.

La création des images a nécessité un peu de Macgyvering. À elles seules, les lignes de sédiments grisâtres sont un peu décevantes par rapport au liquide ambré qui les crée. Button a donc dû expérimenter différents verres et systèmes d’éclairage. À l’aide de lampes de poche et de lampes de bureau, Button met en valeur les motifs avec différentes teintes. « Cela crée l’illusion d’un paysage, terrestre ou extraterrestre », explique Button. Pour lui, de nombreuses images semblent célestes, peut-être quelque chose qu’une caméra satellite pourrait prendre au-dessus de la Terre. D’autres images pourraient facilement être des vues polaires glaciales ou des boîtes de Pétri de colonies bactériennes.

Button a capturé beaucoup de variété à travers l’objectif de son appareil photo, et il a commencé à se demander si cela avait quelque chose à voir avec l’âge du liquide. Après quelques expérimentations, cependant, il a constaté peu de différence entre les versions plus jeunes et plus anciennes du même type de whisky. En cherchant sur Google, il est tombé sur le laboratoire de Stone, alors à Harvard et maintenant à Princeton. Stone et ses collègues ont répondu avec plaisir aux questions par courrier électronique, et la conversation les a également fait réfléchir.

Stone a d’abord soupçonné que quelque chose appelé l’effet d’anneau de café pourrait être en jeu : lorsque le café sèche, les particules sont attirées vers le bord où le liquide entre en contact avec la tasse, créant des motifs en forme d’anneau à mesure que l’eau s’évapore. De même, les différentes tendances d’évaporation de l’alcool et de l’eau peuvent créer des motifs intéressants, comme les « pattes » d’un verre à vin. Ceci est largement dû à l’effet Marangoni, décrit pour la première fois par le physicien Carlo Marangoni du XIXe siècle. L’alcool et l’eau ont des tensions superficielles différentes : c’est le degré d’attraction des molécules liquides sur d’autres surfaces (dans ce cas, une tasse ou un verre). L’alcool a une tension superficielle inférieure à celle de l’eau, et l’évaporation de l’alcool fait augmenter la tension superficielle et éloigne davantage de liquide des zones à forte concentration d’alcool.

Dans le cas du whisky, les motifs étaient plus uniformes, avec des particules se déposant au milieu d’une gouttelette de liquide. Alors, y avait-il quelque chose dans le whisky qui créait des modèles uniques par rapport aux autres types de liqueurs ?

N’étant pas lui-même un buveur de whisky, Stone a couru au magasin pour acheter une bouteille ou deux, et son équipe a commencé à bricoler dans le laboratoire. Au microscope, ils ont réalisé des vidéos de séchage du whisky et les ont comparées à des vidéos d’un mélange d’alcool et d’eau qui imite les proportions du whisky (environ 40 % d’éthanol, 60 % d’eau). Le faux whisky a suivi le flux de Marangoni : l’éthanol s’est évaporé en premier, attirant les particules selon un motif en forme d’anneau. Plus la teneur en alcool est élevée, plus l’anneau est petit. Mais le whisky, comme Button l’avait observé, ne produisait pas d’anneaux nets. « Cela signifie qu’il manque quelque chose dans votre mélange », explique Stone.

Ensuite, ils ont ajouté à leur faux-whisky un composé semblable à du savon, qui adhère à la surface de l’eau. De nombreux composés peuvent faire cela, alors ils ont pensé que le whisky pourrait contenir quelque chose de similaire. Mais les schémas n’étaient toujours pas tout à fait corrects. Ensuite, ils ont ajouté une molécule plus grosse (un polymère) qui pourrait aider le whisky à adhérer à la surface du verre. Finalement, les gouttelettes du mélange faisaient à peu près la même chose que les gouttelettes de whisky.

Sur la base de ces travaux, l’équipe du laboratoire a émis une hypothèse : « De très petites quantités d’additifs provenant de la fabrication du whisky contribuent aux types de modèles que vous voyez réellement », explique Stone. Différents additifs ou variations dans le processus de fabrication peuvent éventuellement produire différents modèles.

La recherche a certaines implications pratiques. Une meilleure compréhension de ces types d’écoulements de fluides pourrait s’avérer utile dans de nombreuses situations industrielles impliquant des liquides, en particulier des liquides contenant des particules de sédiments ou d’autres matériaux, tels que les encres d’imprimerie. En attendant, Button espère que ses images soulèveront des questions dans l’esprit des téléspectateurs, ce qui pourrait leur donner des sujets de conversation intéressants lors de cocktails. « La science derrière l’imagerie apporte une couche supplémentaire de réflexion et de complexité », dit-il.

Pour plus d’images et d’informations sur le travail d’Ernie Button et ses expositions à venir, consultez son site web.