Pourquoi y a-t-il des bulles dans le Champagne ?

Le champagne est obtenu par fermentation de jus de raisins dans des fûts à l'abri de l'air et de la lumière. Des levures présentes naturellement à la surface des fruits métabolisent en anaérobie (sans oxygène) le sucre des fruits selon une fermentation de type alcoolique. C'est-à-dire que ces micro-organismes (des champignons mycéliens unicellulaires) transforment le sucre en alcool et en dioxyde de carbone selon l'équation-bilan suivante :
C6H12O6 (fructose et glucose) ® 2 C2H5OH (éthanol) + 2 CO2 (dioxyde de carbone gazeux).

La production de gaz augmente considérablement la pression à l'intérieur de la bouteille. Une partie du gaz est contenue dans le col entre le bouchon et la surface du liquide où la pression atteint 6 bars à température normale (c'est-à-dire 6 fois la pression atmosphérique à 20°C). Mais une grande quantité de gaz reste dissoute dans le Champagne faute de place. Lorsque le bouchon est sabré, le gaz du col s'échappe de suite, mais le gaz dissous ne peux pas diffuser librement à travers le liquide. Seule la formation de bulles peux l'y aider. Dans le champagne mais surtout sur la surface interne de la bouteille, se trouvent de nombreux germes microscopiques (d'une taille de l'ordre de l'Angström, 1 Å = 10-10 m) hydrophobes (dont les interactions d'ordre électrostatiques vis-à-vis de la polarité de la molécule d'eau ont pour conséquence de repousser ces dernières) de natures très divers (poussières de liège, cristaux, fibres de cellulose) offrent au gaz carbonique une interface rugueuse propre à l'agglutiner. Lorsque la micro-bulle devient suffisamment volumineuse, elle se détache du germe sous la poussée d'Archimède qui provoque son ascension vers la surface du liquide.

Une fois arrivée à la surface la bulle éclate à moins qu'il y ait assez de glycoprotéines (longues chaînes polypeptidiques) composée d'une protéine hydrophobe qui s'associe à la bulle et d'un sucre hydrophile (qui attire les molécules d'eau) qui tient les molécules d'eau à distance. Ces glycoprotéines font office de filet protecteur en créant un fin film autour des bulles, ce qui a pour effet de créer une mousse abondante.

C'est le même phénomène qui est a l'œuvre lorsque vous faites couler un bain. Les molécules de savon jouent le même rôle que les glycoprotéines car elles sont composées d'ions carboxylates (carboxylate de potassium ou de sodium) qui présentent deux extrémités l'une hydrophobe orienté dans la concavité de la bulle et l'autre hydrophile qui s'associe avec l'eau. Le robinet projette violemment l'eau chaude dans le bain, ce qui emprisonne de l'air dans des amas de chaînes de carboxylates : naissent alors les bulles de savon particulièrement stables.