Les secrets de la découpe : que se passe-t-il lorsqu'on découpe une saucisse ?
Des chercheurs étudient les processus de découpe des tissus mous
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Celui qui croque dans une saucisse à griller ou s'en coupe un morceau à la foire de Noël ou à la fête foraine a généralement pratiqué cette technique depuis l'enfance. Presque personne ne pense à ce processus quotidien, l'essentiel étant que cela ait du goût. Pourtant, la découpe de ces matériaux tendres recèle encore quelques secrets, et la science moderne ne sait encore que peu de choses sur les détails de la découpe de saucisses, de gélatine ou d'élastomères synthétiques ressemblant au caoutchouc. C'est précisément ce que Miguel Angel Moreno-Mateos de la chaire de mécanique technique de l'université Friedrich-Alexander d'Erlangen-Nuremberg (FAU) est en train de changer pour de bonnes raisons : les fabricants de produits alimentaires et les chirurgiens aimeraient en savoir plus afin d'améliorer leur technique pour le bien des consommateurs et des patients. Les résultats viennent d'être publiés dans Nature Computational Materials.
Couteau à pain ou à rôti, ou plutôt couteau à gâteau ?
Les pâtissiers amateurs ne sont pas les seuls à se demander s'ils doivent utiliser un couteau à pain ou un couteau à rôtir pour couper leur gâteau à la crème ou à la chantilly fait maison. Comme les deux possibilités fonctionnent plutôt mal que bien, le couteau à gâteau proposé spécialement à cet effet reste probablement le meilleur choix, comme le montre l'expérience. Miguel Ángel Moreno-Mateos examine pourquoi il en est ainsi. Non pas sur une tarte, mais sur la gélatine, qui contient beaucoup d'eau. C'est pourquoi ce matériau fabriqué à partir de peaux et d'os d'animaux est à la fois très souple et très résistant. Les élastomères synthétiques, qui se déforment facilement comme le caoutchouc, sont un autre objet d'étude. Et les saucisses de la ville de Nuremberg qui, pour simplifier, sont composées de minuscules morceaux de viande et de graisse.
"Les trois matériaux sont mous, mais se comportent différemment lorsqu'on les coupe", explique l'ingénieur de la FAU. Il en va de même pour différentes substances dans la nature. C'est pourquoi les fourmis qui coupent des feuilles ont des outils de mastication complètement différents de ceux de l'homme qui coupe des pommes de terre ou des fraises. Miguel Ángel Moreno-Mateos et le titulaire de la chaire Paul Steinmann ont d'abord observé ce qui se passe lors de la découpe de matériaux tendres lors d'essais, puis l'ont reproduit avec des modèles informatiques.
Lorsque la lame appuie sur la gélatine, elle déforme d'abord très fortement la structure avant de finalement couper brusquement le matériau, car les forces de résistance internes s'effondrent soudainement. Le comportement d'une lame qui appuie sur un élastomère et le coupe de manière très régulière est tout à fait différent. Dans le cas de la saucisse de Nuremberg, la graisse molle lubrifie le contact entre la lame et les morceaux de viande et permet ainsi une découpe régulière sans cassures ni changements rapides. C'est sans doute pour cette raison que les saucisses à griller sont beaucoup plus douces que la viande lorsqu'on les mâche : Les dents ou la lame n'ouvrent pas une surface relativement résistante, mais glissent plutôt comme à travers une substance visqueuse qui offre peu de résistance.
Les simulations peuvent rendre les opérations plus sûres
Les modèles informatiques montrent ensuite ce qui se passe en détail : Comment les forces de frottement influencent-elles la découpe de ces matériaux mous ? Combien de temps la lame déforme-t-elle le matériau et quand commence-t-elle à le couper ? Ces simulations ne montrent pas seulement aux fabricants de produits alimentaires comment améliorer leurs processus et quelles lames utiliser, et avec quelle précision, pour obtenir le meilleur résultat.
Elles peuvent également faciliter le travail des chirurgiens et rendre les opérations beaucoup plus sûres. Les médecins coupent en effet avec leurs scalpels à travers des couches très différentes, de la peau au tissu conjonctif, jusqu'à ce qu'ils atteignent leur but. L'incision doit être la plus douce possible et provoquer peu de blessures, qui guérissent assez rapidement. Néanmoins, elle endommage facilement les veines, le sang qui s'écoule interrompt le contact entre le scalpel et les tissus. C'est pourquoi les chirurgiens chauffent un peu leurs lames, ce qui permet d'arrêter plus rapidement le saignement et de poursuivre l'opération. De plus, les scalpels sont percés de minuscules trous qui réduisent la surface et le risque que la lame reste coincée.
Aussi sophistiquées que soient ces techniques, elles peuvent encore être améliorées grâce aux expériences sur les matériaux souples et aux simulations informatiques. Cela réduit les risques des opérations et améliore la guérison. Ce ne sont donc pas seulement les chirurgiens, mais aussi et surtout les patients qui profitent de ces expériences et de celles à venir de Miguel Ángel Moreno-Mateos. Et qui, lors de leurs visites sur les marchés de Noël et les fêtes populaires, comprennent beaucoup mieux ce qui se passe exactement lorsqu'ils croquent dans une saucisse à griller.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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