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Ébullition
L’ébullition est une vaporisation rapide qui se produit dans le liquide. Pour l’eau, le repère le plus simple est 100 °C à la pression atmosphérique normale.
Que se passe-t-il quand un liquide bout ?
Lorsqu’un liquide bout, des bulles de vapeur se forment à l’intérieur du liquide, grossissent puis remontent vers la surface. C’est ce qui distingue visuellement l’ébullition d’une simple évaporation. Dans une casserole d’eau, les premières petites bulles visibles ne signifient d’ailleurs pas toujours que l’eau bout : de l’air dissous peut d’abord se dégager. À l’ébullition franche, des bulles de vapeur d’eau se forment continuellement dans le liquide.
Pour l’eau, retenez 100 °C
À la pression atmosphérique normale, l’eau pure bout à environ 100 °C. C’est le repère utile dans la vie courante et dans les exercices d’introduction. Pendant l’ébullition d’une eau pure à pression constante, l’énergie fournie sert en grande partie au changement d’état : la température reste proche de la température d’ébullition tant que liquide et vapeur coexistent.
Pourquoi des bulles peuvent-elles se former ?
Un liquide possède une pression de vapeur qui augmente lorsque sa température augmente. L’ébullition devient possible lorsque la pression de vapeur du liquide atteint la pression exercée sur lui. Des bulles de vapeur peuvent alors subsister et croître au lieu d’être immédiatement écrasées par la pression environnante.
Cette explication permet de comprendre pourquoi la température d’ébullition dépend de la pression sans compliquer le phénomène : plus la pression extérieure est faible, moins il faut chauffer pour permettre la formation durable de bulles de vapeur.
Ébullition et évaporation
Elle se produit à la surface et peut avoir lieu à température ambiante. Une flaque peut donc disparaître sans jamais atteindre 100 °C.
Elle se produit dans le liquide avec formation de bulles. Pour l’eau à pression atmosphérique normale, elle apparaît vers 100 °C.
Les deux phénomènes transforment un liquide en gaz. Ce sont deux formes de vaporisation, mais leurs conditions et leur aspect ne sont pas les mêmes. Voir aussi l’évaporation.
Pourquoi l’eau bout-elle plus bas en altitude ?
En altitude, la pression atmosphérique diminue. La pression de vapeur nécessaire pour que les bulles puissent se développer est donc atteinte à une température plus basse. L’eau y bout à moins de 100 °C. Cela ne signifie pas qu’elle est « plus chaude » ou qu’elle cuit mieux : au contraire, l’eau bouillante peut y être moins chaude, ce qui peut allonger certaines cuissons.
Une casserole peut bouillir vigoureusement sans que sa température soit supérieure à celle d’une autre casserole qui bout au même endroit. Augmenter fortement la puissance chauffe surtout plus vite et produit davantage de vapeur une fois l’ébullition installée ; cela ne fait pas monter indéfiniment la température de l’eau liquide.
Et dans une cocotte-minute ?
Le principe est inverse de l’altitude. La vapeur étant retenue, la pression à l’intérieur augmente. L’eau peut alors rester liquide au-delà de 100 °C avant de bouillir. La température de cuisson plus élevée explique en partie pourquoi les aliments cuisent plus rapidement sous pression.
L’essentiel
L’ébullition est le passage rapide d’un liquide vers la vapeur avec formation de bulles dans tout le liquide. Pour l’eau, on retient 100 °C à pression atmosphérique normale. La pression explique les écarts observés en altitude ou dans un récipient sous pression. Il ne faut surtout pas confondre ébullition et évaporation, qui peut avoir lieu bien avant 100 °C.