Quand on chauffe de l'eau jusqu'à sa température ébullition (100°c à la pression atmosphérique au niveau de la mer), elle passe de l'état liquide à l'état gazeux. Cela se produit d'abord au fond de la casserole, près de la source de chaleur, là où la température est la plus élevée. Des bulles de vapeur se forment et remontent rapidement exploser à la surface du liquide. Pour le lait c'est un peu différent.

Le lait de vache, puisque c'est celui-ci qui nous intéresse aujourd'hui, est composé à 87% d'eau. C'est elle qui entre en ébullition quand nous chauffons le lait. Mais le lait est bien plus que de l'eau et c'est pour ça qu'il est si nourrissant. C'est un liquide complexe composé de 4% de matières grasses, 4% de protéines et 5% de sucres (essentiellement du lactose), plus quelques sels minéraux. Comment tout cela se mélange-t-il ? Pour les sucres, c'est facile : ils sont solubles dans l'eau. Par contre les graisses ne le sont pas et elles forment une émulsion dans le lait. Les protéines non plus ne sont pas solubles et se retrouvent en suspension. Solution, émulsion, et suspension : le lait est vraiment un mélange instable. Soit ! Et alors ?

Essentiellement, trois phénomènes entrent en jeu pour expliquer pourquoi le lait déborde :

(1) Quand on chauffe du lait, les protéines qui sont de très longues molécules changent de structure et se déplient. Elles ont alors tendance à s'enrouler autour des bulles d'air qui commencent à se former. Ce faisant, elles ralentissent leur remontée dans le liquide et contribuent à former cette mousse qui s'épaissit peu à peu à la surface et finit par déborder.

(2) De plus, les gouttelettes de graisses en émulsion dans le liquide ont un point d'ébullition plus élevé que l'eau. Elles conduisent donc la chaleur dans tout le volume de liquide (et non plus seulement sur les parois) ce qui a pour effet d'augmenter encore la quantité de vapeur d'eau produite qui s'accumule rapidement sous la couche de crème à la surface du liquide.

tension superficielle (3) Enfin, il faut aussi tenir compte d'un dernier phénomène : la tension superficielle (aussi appelée énergie de surface) due aux attractions inter-moléculaires. Cette tension est assez élevée dans le cas de l'eau. Elle explique par exemple les phénomènes de capillarité, la stabilité des petites gouttes de rosée sur l'herbe ou encore le fait que certains insectes arrivent à marcher sur l'eau ou à transporter une goutte d'eau dans leurs mandibules sans la crever.

bulle de lait Quel rapport avec notre problème ? Quand une bulle d'air remonte et éclate à la surface de l'eau, le cratère formé par la bulle se referme très vite. Mais la tension superficielle du lait est nettement plus basse. Les bulles éclatées se referment moins vite que dans l'eau. Ce qui augmente encore l'effet de "mousse". Si vous ne me croyez pas, il existe un moyen de tester expérimentalement cette histoire de tension superficielle. Ajoutez un peu de liquide vaisselle (ce qui va diminuer la tension superficielle) dans de l'eau que vous porterez ensuite à ébullition. Vous verrez qu'elle va déborder.

Perette me signale judicieusement qu'il existe une grande variété de laits : lait de chèvre, brebis, jument, anesse, chamelle, bufflone, sans oublier le lait de coco, d'amande douce, de poule, en poudre, concentré ou le lait démaquillant. Comment se comportent-ils lors du chauffage ? Franchement j'en sais rien. Je vous laisse faire l'expérience.