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e concours de blanc en neige

Commentaire pédagogique    
   


4. Comparaison avec de l’eau pure que l’on fouetterait.
5. On reprend le battage jusqu’à ce qu’il y ait plusieurs couches de bulles assez grosses dans le blanc. Observation des bulles, de la couleur générale.
Cette fois, on observe la formation de bulles, mais elles ne sont pas stables. On conclut que les bulles ne sont pas stabilisées, de sorte qu’elles explosent à l’air. On corrobore l’explication précédente.
  
On observera que les bulles deviennent de plus en plus nombreuses, et de plus en plus petites. On fera discuter les enfants pour qu’ils disent que le fouet divise répétitivement les bulles déjà formées tandis qu’il en introduit de nouvelles. Constitution de plusieurs couches de bulles.

Puis on s’interrogera sur la couleur blanche qui apparaît progressivement (à partir de trois couches de bulles environ : on pourra manipuler les bulles à l’aide d’un crayon afin de voir à partir de quelle quantité de couches la couleur blanche apparaît).
On observera chaque bulle, à la recherche des reflets lumineux déjà observés. On conclura que chaque bulle porte encore des reflets, que les bulles deviennent presque imperceptibles à l’oeil nu, mais que l’on continue de voir des reflets, de plus en plus nombreux. Finalement, on ne voit que les reflets, et plus les bulles. Les reflets étant blancs, le blanc d’oeuf fouetté apparaît blanc.

On observera alors la mousse en formation à l’aide de la lumière colorée, et l’on verra qu’elle est de la couleur de la lumière. Interprétation en termes de reflets.
Discussion sur la dénomination du nom "blanc en neige" en relation avec la couleur. Éventuellement, comparaison avec la neige (composition, structure, formation).



Axel H
 
 
6. On poursuit le battage (les deux membres du binôme alternent). Observation des mousses obtenues.
Pour le vérifier, on posera une plaque transparente en biais dans un saladier, et on regardera une lumière à travers des couches d’épaisseur croissante de blanc en neige. On verra qu’à partir d’une quinzaine de centimètres, la lumière ne parvient plus à l’oeil. En revanche, si l’on se place du côté de la lumière, on verra que la couleur blanche se constitue progressivement, des zones les plus minces (très peu de reflets) aux zones les plus épaisses (réflexion quasi totale). On conclura qu’il fait noir dans un blanc en neige de plus de 15 cm de rayon.

Fermeté des mousses formées : on se demandera pourquoi le blanc battu en neige est ferme, alors qu’il est composé de blanc d’oeuf, qui est liquide, et d’air, qui est gazeux.
Pour l’expliquer, on reprendra l’observation précédente, où les bulles peu nombreuses pouvaient bouger. Dans le blanc bien battu, les bulles sont tassées les unes contre les autres, et elles ne bougent pas facilement, individuellement. Si aucune ne peut bouger, l’ensemble ne bouge pas facilement, et il ne s’écoule pas, notamment. On pourra prononcer le nom de "mousse", qui est celui par lequel les physiciens décrivent un tel système.
 
On cherchera quand des blancs en neige sont suffisamment battus. Qu’est-ce qu’un blanc ferme ? Généralement les enfants pensent que les blancs en neige sont fermes quand ils ne coulent pas si l’on renverse le saladier. On signalera que les professionnels battent jusqu’à ce que les blancs en neige supportent un oeuf entier, dans sa coquille, sans que ce dernier s’enfonce.
Observation de la mousse à ce stade : les bulles ne sont plus visibles à l’oeil nu, mais une loupe permet encore de les voir.

Couleur : on poursuivra les observations de (5), en regardant les bulles à la loupe, et en voyant les reflets. On conclura que les blancs en neige sont blancs parce que les bulles, devenues invisibles à l’oeil nu réfléchissent la lumière blanche.
D’où la question que l’on introduira : si la lumière est réfléchie par les bulles, elle n’entre pas dans les blancs ; de ce fait, quelle est la couleur à l’intérieur d’un blanc en neige ? Discussion à organiser pour faire conclure qu’il fait sans doute noir (pas de lumière).
7. Comparaison des mousses obtenues par jury composé de l’ensemble de la classe.
Cette évaluation doit montrer qu’à part des cas pathologiques (présence de jaunes, perte de blanc qui aurait débordé en cours de battage...), tous les blancs ont un volume du même ordre de grandeur. Le jury départage difficilement les concurrents sans une mesure objective.
Discussion des façons de mieux juger, mise au point (en discussion) de méthodes de comparaison ou de mesure.
 
A noter que l’on juge principalement le volume. Difficulté d’évaluation. Les blancs en neige peuvent être dispersés dans le saladier. Peut-on les réunir en une masse afin de juger plus facilement ? (Réponse : oui). En bougeant les blancs, ne risque-t-on pas de les faire retomber ? (Réponse : oui, mais peu).
 
8. Réflexion sur la méthode utilisée pour fouetter des blancs en neige. Examen des limitations.
l’eau, des protéines, de l’air.

On enchaînera en leur faisant dire que l’on obtient plus de blancs en neige quand on utilise plus de blanc d’oeuf. Pour une quantité de blanc d’oeuf limitée à un blanc, on leur fera comprendre que l’on manque soit d’eau, soit de protéines, soit d’air.
Puis on leur fera dire que l’air ne manque pas. On manque donc soit d’eau, soit de protéines. Comment savoir, lequel des deux, est l’élément limitant ? On dressera une liste des conjectures fournies par les enfants.
Puis on dira qu’on peut faire des expériences pour le savoir : ajouter de l’eau ou bien ajouter des protéines. On demandera aux élèves quelle est, à leur idée, l’expérience la plus simple. Et on conclura qu’il faut ajouter de l’eau.
 
Il s’agit de se demander pourquoi le volume de blanc en neige est limité à celui qui est finalement observé. En changeant la méthode, obtiendrait-on plus de volume ? Ici, on a fouetté, mais on pourrait aussi faire venir des bulles par le fond, tout comme des bulles se forment quand on souffle à l’aide d’une paille dans un verre. Quel volume obtiendrait-on alors ? Que serait alors la taille des bulles ? On pourra faire l'expérience.

Pourquoi le volume est-il limité ? On conduira l’analyse de cette question en faisant dire aux enfants
les composants du système : essentiellement de
 
9. Ajouter de l’eau dans les mousses et battage. On cherche ainsi quel volume maximal de mousse on peut atteindre.
volume sera finalement limité par la quantité de protéines (environ 10 pour cent d’un blanc d’oeuf, en masse). On montrera en schéma un blanc en neige, avec une ou deux couches de protéines autour de chaque bulle et on donnera la méthode de détermination du volume maximal du blanc en neige : ajouter progressivement de l’eau en fouettant. A noter que l’expérience montre que l’on obtient facilement plusieurs litres de blancs en neige à partir d’un seul blanc d’oeuf.

Conclusion sur la méthode expérimentale : on fera remarquer la méthode qui a été utilisée. On est parti d’une observation, et on a cherché à comprendre, en faisant l’hypothèse de l’existence des protéines, molécules aux propriétés tensioactives. Puis on a analysé la formation des blancs en neige, et on a prévu que l’eau manquait. Une expérience en a donné une confirmation.
 
On fera une expérience collective : dans un premier saladier, on mettra une cuillerée d’eau ; dans un deuxième deux cuillerées, etc. On fera reprendre le battage, et on observera que le volume obtenu augmente avec la quantité d’eau ajoutée (pour les fortes quantités d’eau ajoutées, on ajoutera l’eau progressivement).
On déduira de cette expérience que l’eau manquait pour obtenir un volume supérieur de mousse. On observera que la mousse est toutefois plus fragile qu’avec le blanc d'oeuf pur.

D’où la question : quel volume maximal peut-on atteindre ? Si l’on se contente d’ajouter de l’eau, ce