L'envol du bouchon

Un jet supersonique

Dans une bouteille fermée à 20 °C, la pression de CO2 est d'environ 7,5 bar ; à 30 °C, d'environ 10,2 bar.¹ Pour le CO2 gazeux, un jet devient supersonique (sous-détendu) lorsque le rapport entre la pression de la bouteille et la pression ambiante dépasse 1,83. Les deux bouteilles de l'étude de 2019 se situaient bien au-delà.¹

L'imagerie à haute vitesse réalisée à Reims a saisi le résultat. Un disque de Mach, onde de choc stationnaire dans le jet, est apparu environ 580 µs après la sortie du bouchon et a disparu environ 1 ms après le débouchage. Le jet est redevenu subsonique au bout d'environ 750 µs pour les bouteilles à 20 °C et d'environ 920 µs à 30 °C.¹ Le bouchon est bien plus lent que le gaz qui le suit, à environ 15 m/s.¹

Brume froide et voile bleu

Le gaz qui s'échappe se détend si vite qu'il se refroidit fortement : jusqu'à environ -89 °C pour une bouteille à 20 °C et environ -95 °C pour une bouteille à 30 °C.¹ Une étude antérieure a mesuré le gaz dans le col entre environ -76 °C (bouteille à 6 °C) et -89 °C (bouteille à 20 °C).³

Ce froid crée la brume gris-blanc visible au-dessus du goulot. Dans les bouteilles à 12 °C et 20 °C, un voile bleu de CO2 en cours de congélation est aussi apparu dans le col, environ 0,8 ms après le débouchage à 20 °C. Il n'a jamais été observé dans les bouteilles conservées à 6 °C.³

Vitesse du bouchon et température

Une étude de 2013 a filmé des bouchons avec des caméras infrarouges. Elle cite des vitesses de bouchon de 10-15 m/s et a constaté que la vitesse augmentait avec la température du vin, sur des bouteilles d'environ 4 à 18 °C.² Le volume de gaz s'échappant au débouchage augmentait aussi avec la température.² Seule une faible part de l'énergie libérée, environ 5 %, servait à mettre en mouvement le bouchon de 10 g.²

Pour situer, 10-15 m/s correspondent à environ 36-54 km/h.²

Pourquoi c'est important

La pression et la vitesse du bouchon augmentent toutes deux avec la température : une bouteille bien fraîche s'ouvre donc plus calmement. C'est le fondement physique des conseils pour ouvrir une bouteille : la rafraîchir d'abord, l'orienter loin des personnes et dégager le bouchon à la main. Pour le bouchon et le muselet eux-mêmes, voir bouchon et muselet.