Vous avez dit « pression de vapeur saturante » ?

Je reçois cette question d’un professionnel:

 

L’eau a une température d’évaporation saturante, mais à toute température ?  Si l’on congèle un produit, est-ce que l’eau va s’évaporer de celui-ci même à -40°C par exemple.

 

Observons qu’il est d'abord question de “température d'évaporation saturante” : je ne sais pas ce que cela signifie ou, plus exactement, en lisant bien les mots, je crois que cela ne signifie rien.

Les physiciens, eux,  connaissent la “pression de vapeur saturante”, que nous allons considérer.

 

Faisons simple : au lieu de dire des mots compliqués que nous ne comprenons pas, partons d’un récipient fermé, qui contient de l’eau et de l’air.

 

Quand ce système est “à l'équilibre”, c'est-à-dire qu'il est à  une température constante pendant un temps suffisant (disons environ une heure, pour fixer les idées), alors une partie de l'eau s'évapore et vient dans  l'air. Ou, si l’on veut le dire en termes moléculaires : certaines molécules d’eau qui étaient dans l’eau liquide viennent dans l’air, et, d’ailleurs, des molécules de l’air viennent dans l’eau (on parle de “gaz dissous”, et c’est ce qui forme les premières bulles qui apparaissent quand on chauffe l’eau dans une casserole, avant l’ébullition.

Mais revenons à notre système eau+air dans un récipient fermé à l’équilibre : la pression du gaz, au-dessus du liquide, est égale à la somme de la pression de l'air et de la pression de vapeur d'eau. Dans de telles conditions, l'air est saturé en vapeur  (pour la température fixée), et la pression de vapeur d'eau est ce que l’on nomme la “pression de vapeur saturante''.

On observe que, à l'air libre, on n'est pas toujours dans ces mêmes conditions, car il n'y a pas toujours suffisamment d'eau évaporée pour atteindre la pression de vapeur saturante. Et c'est ainsi que dans l'air que nous respirons, il y a certes de la vapeur d'eau mais pas jusqu'au maximum que l'air peut porter à une température donnée.

 

Ayant expliqué cette expression compliquée de pression de vapeur saturante, ayant balayé l'expression fautive de “ température d'évaporation saturante”, nous pouvons maintenant revenir à la question de l'évaporation.

 

Quand il y a de l'eau liquide, c'est qu'il y a les molécules d'eau qui s'entrechoquent, mais qui restent assez cohérente en raison de forces qui s'exercent entre elles et dont les plus fortes (pour simplifier) sont les “liaisons hydrogène”.

Cela étant, on verra dans mon livre Les secrets de la casserole que, dans de l’eau liquide, il y a des molécules plus ou moins rapides : les plus lentes sont comme des cailloux qu'on lance en l'air et qui retombent, alors que les plus rapides sont comme des fusées qui s'échappent dans l'espace.

Autrement dit, il y a toujours de l'eau qui s'évapore d'eau liquide quoi et cela quelle que soit la température au dessus de zéro degré et jusqu'à 100 degrés, où la pression de vapeur saturante devient égale à la pression atmosphérique. Mais c'est là une histoire compliquée que nous éviterons.

Arrivons maintenant à la question de la glace puisqu'elle est évoquée dans la phrase initiale du professionnel qui m'interroge. 

 

Il suffit de mettre une viande ou un légume pendant plusieurs mois dans un congélateur à - 20 degrés ou à - 40 degrés, dans un sac fermé, pour observer que de la glace se forme à l’intérieur du sac : c’est le phénomène  de “sublimation”, qui correspond au passage des molécules d'eau directement de l'état solide à l'état vapeur, puis à l'état solide.

Et c'est ainsi que les ingrédients conservés à moins de zéro degré ne peuvent pas l'être correctement pendant un temps trop long. Bien sûr, plus la température est basse, moins ce phénomène a lieu, mais il a lieu quand même.

Et donc pour répondre à la question finale : oui, les ingrédients perdre de l'eau a moins de zéro degré, par exemple -40, perdent progressivement leur eau, ce qui change leur structure. N’oublions pas les “commandements de la cuisine” (voir mon livre Mon histoire de cuisine).

 

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