Tête de Moine, un fromage suisse semi-dure qui trouve souvent son chemin sur les planches et les salades de charcuterie, non seulement une saveur riche, noisette et crémeuse, mais ajoute également une fusée dramatique à la présentation. Au lieu de trancher, ce fromage est rasé en rosettes délicates à l'aide d'un outil appelé girolle dont la lame rotative gratte doucement les couches minces de fromage dans des boucles à volants. Ces jolies fleurs de fromage sont connues pour améliorer la saveur et la texture en raison de leur rapport surface / volume élevé.
La manière inhabituelle, Tête de Moine forme des rides lorsqu'il est rasé, a piqué l'intérêt d'une équipe de physiciens qui, dans une étude publiée dans Lettres d'examen physiqueentrez-vous d'étudier les mécanismes physiques derrière ces formes complexes.
Des modèles morphogénétiques similaires peuvent être observés dans les bords à froufrous des feuilles, des champignons, des coraux ou même des feuilles de plastique déchirées, mais les mécanismes qui expliquent les formes similaires de ces matériaux ne tiennent pas compte des propriétés physiques distinctives du fromage.
Cette étude a découvert que les formes à froufrous résultent des variations des propriétés du fromage – telles que la fermeté et l'élasticité – dans une seule roue Tête de Moine, du centre au bord. La forme de fleur distinctive est entraînée principalement par des changements de frottement provoqués par la texture inhomogène du fromage et non par des variations des propriétés mécaniques comme la limite d'élasticité ou l'énergie de fracture.
Un girolle typique a une base en bois, une pointe en acier centrale et une lame rotative amovible avec une poignée attachée. Avant de servir, le fromage est embroché sur une tige en acier jusqu'à ce qu'il atteigne la base en bois, puis la lame rotative qui se trouve sur le fromage est montée sur la tige. La rotation de la poignée de la lame éraflue des couches minces du fromage à froufrous.
Pour cette étude, les chercheurs ont opté pour des roues de fromage d'une seule marque et l'âge a été utilisé pour maintenir la cohérence. Ils ont également modifié le girolle pour inclure: une base motorisée du girolle pour faire pivoter le fromage à une vitesse régulière de 1,14 rad / s, la lame à une hauteur fixe et une inclinaison de -14,7 ° pour assurer le découpage cohérent et des poids réglables pour contrôler la force de coupe verticale précisément.
Pour comprendre les forces physiques derrière la forme unique du fromage, l'équipe a mesuré les propriétés clés comme la profondeur de coupe, les propriétés mécaniques telles que le module de Young, la limite d'élasticité et l'énergie de fracture, ainsi que le coefficient de frottement à diverses positions sur la roue de fromage.
Ils ont également intégré une imagerie stable en temps réel dans la configuration, capturant des instantanés de vue latérale du processus de coupe. Cela leur a permis de confirmer visuellement le mécanisme de coupe et d'observer comment les boucles de fromage se sont formées le long du bord de la roue.
Les expériences ont révélé que les fleurs de fromage se forment en raison de la contraction plastique inhomogène pendant le grattage, et non de la déformation élastique.
À mesure que la roue de fromage vieillit, elle mûrit à différents rythmes dans différentes zones – le noyau reste plus doux tandis que le bord devient plus difficile. Il en résulte un frottement variable à travers le volant, avec une contraction beaucoup plus grande dans la région centrale intérieure de la fleur de fromage, conduisant à son flambage caractéristique et à sa forme à froufrous.
Cela a en outre été confirmé par l'observation selon laquelle l'élimination de la couche extérieure à faible coffrage a produit des tranches de fromage plates et non filées.
Les chercheurs soulignent que le mécanisme de mise en forme présenté dans cette étude pourrait aider à développer de nouveaux outils pour le traitement contrôlé des matériaux doux et à permettre la conception de formes complexes grâce à une simple technique de grattage.
