E41 Élasticité Masse

Topique

Cette pâte, qu'il s'agisse de pain, de pizza ou de pâtes, est un matériau viscoélastique présentant à la fois un comportement élastique (elle reprend sa forme initiale une fois la charge appliquée relâchée, comme un solide) et un comportement visqueux (elle s'écoule lentement sous une charge soutenue, comme un liquide). Cette élasticité provient principalement du réseau de gluten qui se développe lors du pétrissage. Plus le réseau de gluten est développé, plus le comportement élastique domine le comportement visqueux.

La loi de Hooke décrit la réponse élastique linéaire de cette pâte aux petites déformations, et c'est son module de Young qui caractérise sa rigidité : un module de Young élevé indique une pâte plus ferme et plus difficile à étirer. Le module de cisaillement est particulièrement important lors du pétrissage et de l'étirage, où la déformation appliquée est principalement un cisaillement plutôt qu'une traction directe. Le fait que cette pâte ait un module de Young élevé signifie qu'étirer cette pâte demande un effort plus important. Le module complexe de cette masse décompose sa réponse en une composante élastique, le module de conservation qui restitue l'énergie élastique accumulée au sein de la masse, et une composante visqueuse, le module de perte qui dissipe cette même énergie. Le rapport entre ce module de perte et ce module de conservation indique le comportement dominant de cette masse : une masse bien développée, avec un rapport inférieur à un, est plus élastique que visqueuse, tandis qu'une masse avec ce même rapport supérieur à un est, au contraire, plus fluide et plus difficile à mouler. Un rapport plus faible entre ce module de perte et ce module de conservation rend donc cette masse plus élastique et plus facile à mouler.

Ce modèle, avec son module complexe et le rapport entre ses deux parties qui a présidé à son élaboration, définit donc, par le biais du temps de relaxation de cette masse, l'échelle de temps nécessaire à celle-ci pour « oublier » une déformation qui lui a été appliquée. Pour une pâte à pain, ce temps de relaxation varie de quelques dizaines à plusieurs centaines de secondes. C'est cette même échelle de temps qui explique pourquoi il est conseillé de laisser reposer la pâte après l'avoir étirée : pendant ce repos, les tensions internes se relâchent et la pâte ne reprend plus sa forme initiale lorsqu'on la relâche. Le modèle de Maxwell rend également compte de l'allongement progressif que subit cette même masse sous son propre poids ou sous une charge constante, un comportement qui se manifeste concrètement par l'affaissement caractéristique d'une pâte à pizza lorsqu'on la tient par une extrémité. Un temps de relaxation plus court pour cette masse signifie qu'elle « oublie » plus rapidement une déformation appliquée et que l'affaissement prédit par le modèle de Maxwell se produit plus facilement.

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