Des scientifiques néerlandais ont tenté de concevoir la structure parfaite du chocolat pour obtenir un craquement agréable, en utilisant de nouvelles techniques d’impression 3D pour donner forme à ce matériau notoirement difficile.
Une équipe de scientifiques néerlandais s’est attelée à la tâche éreintante de concevoir le morceau de chocolat parfait, en utilisant de nouvelles techniques d’impression 3D pour créer des modèles qui se brisent de la manière la plus agréable lorsqu’on les mord. Il est clair que des tests approfondis sont nécessaires.
Certains d’entre nous se contentent d’avaler des poignées de chocolat de qualité supermarché et de regarder leur progéniture avec des dents brunes. Pour d’autres, le chocolat est un plaisir à prendre très au sérieux. Il existe des cours de dégustation de chocolat qui permettent d’explorer les subtilités de la saveur, de la texture, de la sensation en bouche et du fondant, ce qui permet de gâcher les M&M pour toujours.
Un chocolatier expert doit agir un peu comme un forgeron, en chauffant et en refroidissant son émulsion avec précision pour sélectionner la formation parfaite de la structure du réseau cristallin – le beurre de cacao, comme l’explique le physicien et propriétaire du magasin de chocolat Richard Tango-Lowy à Chemistry World, « est un cristal polymorphe à six phases. » La phase V est la plus souhaitable – elle craque et fond au lieu de s’effriter, et donne aux chocolats haut de gamme leur éclat délectable et brillant. Mais il faut parfois des semaines pour qu’un morceau de chocolat correctement tempéré cristallise complètement et, de plus, les cristaux de phase V sont instables et ont tendance à se dégrader en cristaux de phase IV ternes avec le temps.
Tout ceci pour illustrer le fait que chaque étape de la fabrication d’un bonbon haut de gamme requiert une grande réflexion et une expertise, ainsi qu’une quantité non négligeable de science. Il n’est donc pas surprenant d’apprendre qu’elle a attiré l’attention des spécialistes des métamatériaux et de l’impression 3D de l’université d’Amsterdam, qui viennent de publier un article dans la revue Soft Matter sur leur exploration des structures parfaites pour une sensation en bouche optimale du chocolat.
Les modèles en spirale offrent une possibilité prometteuse de régler et d’optimiser les « événements de fracture » par bouchée.
Les chercheurs sont partis d’une idée raisonnable : la plupart des gens apprécient l’expérience du chocolat qui craque lorsqu’ils le mordent, et plus il craque, mieux c’est. Ils ont commencé à essayer de concevoir des formes qui maximiseraient ces « événements de fracture », en constatant que les formes en spirale offraient de nombreuses possibilités de concevoir et d’ajuster les points de craquement, selon la direction d’où venait la bouchée.
Ils ont soumis une série de modèles à un panel d’essai « très volontaire » et ont réalisé des enregistrements sonores de ces personnes en train de mordre chaque modèle. Ils ont constaté qu’un plus grand nombre d’enroulements en spirale produisait un plus grand nombre de craquements audibles, et ils ont confirmé que les participants au test étaient capables de faire la distinction entre les modèles les plus et les moins craquants, et oui, « l’évaluation sensorielle globale, ainsi que le nombre de craquements perçus, présentent une corrélation positive avec le nombre de craquements mesurés à partir de la courbe force-déplacement ».
Ils ont ensuite commencé à expérimenter des « structures maximalement anisotropes », c’est-à-dire des modèles qui sont solides s’ils sont mordus dans une direction, mais fragiles et fissurés dans une autre, et ils ont obtenu une série d’autres modèles intéressants.
Une étude anisotrope, qui tente de concevoir des chocolats super solides lorsqu’une force est appliquée sur un axe, et super craquants lorsqu’elle est appliquée sur un autre.
Pour créer ces chocolats de qualité recherche, l’équipe a dû faire fonctionner ce matériau notoirement difficile dans une imprimante 3D tout en veillant à ce qu’il soit correctement tempéré pour maximiser la formation de ces précieux cristaux de phase V. Pour ce faire, ils ont chauffé le chocolat pour qu’il devienne un matériau de qualité supérieure. Pour ce faire, ils ont chauffé le chocolat à 45 °C pour détruire tous ses cristaux, puis l’ont laissé refroidir, en ajoutant des pastilles solides de chocolat préchauffé pour « amorcer » la formation des cristaux de phase V, jusqu’à ce qu’il descende en dessous de 34 °C, le point de fusion des cristaux de phase V. À ce moment-là, ils ont chargé le chocolat dans l’imprimante 3D et l’ont soumis à un test de température.
À ce stade, ils ont chargé le chocolat dans des seringues, qu’ils ont placées dans des cartouches pour un Bioplotter 3D, qui ont été conservées à 32 °C. Ensuite, ils ont imprimé leurs formes, couche par couche, sur une base d’impression maintenue à 12 °C, avec un ventilateur faisant circuler l’air pour encourager le chocolat à se solidifier aussi vite que possible, prêt pour la couche suivante.
Ils ont rencontré des difficultés : le chocolat a commencé à se cristalliser dans le tube de la seringue, si bien que la machine devait être constamment recalibrée à mesure que l’épaisseur des lignes imprimées changeait. Le chocolat s’épaississait également au fur et à mesure de l’impression, ce qui nécessitait des ajustements importants de la pression et de la vitesse au fur et à mesure de la progression de l’impression. De plus, chaque fois qu’une ligne s’arrêtait ou démarrait, des gouttes de chocolat incohérentes restaient sur la buse, ce qui rendait encore plus difficile toute tentative d’uniformité totale entre les échantillons.
Si l’équipe a progressé dans la découverte des motifs en chocolat les plus intéressants, les plus craquants et les plus agréables à manger, il reste encore beaucoup à faire pour concevoir un système d’impression 3D capable de fabriquer de manière fiable les motifs en chocolat tempéré de qualité supérieure.
