Couverture : Delphine Dupuy
Illustrations : Rachid Maraï
Photographies : Léandre Chéron/Agence
Mathilde de L’Écotais

Mise en pages : Nord Compo

© Dunod, , 2013, 2020 pour la présente édition
11 rue Paul Bert, 92240 Malakoff
www.dunod.com

ISBN : 978-2-10-081498-5

Préface

J’aime cette phrase de Périclès : « Si l’on veut obtenir quelque chose que l’on n’a jamais eu, il faut tenter quelque chose que l’on n’a jamais fait. » Ma rencontre avec Raphaël a permis de mettre en pratique ce judicieux conseil. Raphaël donne la possibilité à l’artisan que je suis d’aller plus loin dans mon approche de la cuisine et des émotions qu’elle procure. Nous avons créé ensemble le Centre français d’innovation culinaire (CFIC), fruit de la collaboration originale entre un Chef et un chercheur. Cette collaboration va au-delà de l’interaction « science-cuisine » puisqu’elle initie un lien nouveau entre le monde de l’artisanat et le monde universitaire de la recherche. Ce centre est localisé sur le campus de l’université Paris Saclay.

Quand je suis au CFIC je me sens comme un filtre actif : perméable mais sensible. Je prends tout et je garde ce qui m’intéresse ou m’intrigue, puis je creuse l’idée, je lui cherche une base, une structure sur laquelle m’appuyer pour la faire évoluer. Petit à petit, elle acquiert une identité, à l’image de l’ADN cellulaire qui se réplique et se transforme pour s’adapter.

Le CFIC se veut un lieu de réflexion, un cerveau collectif, en permanente ébullition, autour d’une question principale : quelle sera la cuisine du futur ? En approfondissant les connaissances et la technique, la volonté du CFIC est d’explorer des innovations de rupture, en étant au plus près du produit, et sans jamais perdre la gourmandise. En parallèle à nos recherches, diverses actions sont menées : formations (continue et professionnelle), enseignements (CAP jusqu’à BTS, Licence, Master), actions de diffusion de la culture scientifique, notamment auprès des scolaires (création de « potagers moléculaires » et ateliers expérimentaux science-cuisine).

La cuisine est le résultat de pratiques millénaires, aussi peut-on prétendre innover ex nihilo ? Des créateurs reconnaissent qu’on relit le siècle à l’envers et que la mode n’a plus rien inventé. Dans mon métier, il suffit de s’intéresser à la cuisine chinoise pour plonger dans l’humilité, ou dans le guide culinaire d’Auguste Escoffier pour avoir l’impression que tout a déjà été exploré. Raphaël et moi croyons à l’esprit collégial dans le processus de création. La convergence de compétences complémentaires, qui s’enrichissent mutuellement et décuplent les angles de vision et d’attaque, peut transformer une idée en une véritable tendance de fond.

Enfin, il est difficile de dire si l’idée une fois concrétisée se pérennisera ou si elle disparaîtra. Mais nous ne travaillons pas avec un objectif précis. Ce qui est important pour nous c’est de faire vivre ce formidable incubateur qu’est le CFIC, de rester des agitateurs à mi-chemin entre la précision technique et l’innovation culinaire… Quoi de plus excitant en effet que d’ouvrir de nouvelles voies ?

Ce livre permettra au plus grand nombre de découvrir la science qui se cache en cuisine et comment nous cuisiniers nous pouvons utiliser ces connaissances pour faire progresser notre savoir faire.

Thierry Marx

Avant-propos

Qu’est-ce que la cuisine moléculaire ? Un chimiste qui cuisine ? Un cuisinier qui joue l’alchimiste ? Hé bien, ce n’est ni l’un ni l’autre, et heureusement ! Un scientifique fait des sciences et un cuisinier cuisine. Seulement, cuisiniers et scientifiques peuvent devenir amis, et remarquer qu’ils ont un langage parfois commun, une démarche similaire, et qu’il peut être bénéfique pour eux de collaborer. Pourquoi ? Pour innover, pour agir différemment. D’ailleurs, qui, du scientifique ou du cuisinier, travaille dans un laboratoire ? Lequel fonde sa démarche sur des essais-erreurs ? Les deux ! L’un évolue en équipe, l’autre en brigade, mais les deux doivent produire des résultats, et se remettre en question en permanence pour proposer un travail différent des équipes voisines, et se démarquer.

Je suis physico-chimiste. J’analyse les matériaux, et je travaille sur les relations entre les propriétés (macroscopiques) et la structure intime (microscopique, atomique) de la matière. Les aliments peuvent être considérés comme des matériaux, culinaires certes, mais des matériaux. Ils obéissent aux lois de la physique ; les molécules dont ils sont constitués interagissent au travers de nombreuses réactions que l’on peut analyser et prévoir. Il est légitime que la science des matériaux se tourne vers la cuisine, analyse les réactions mises en jeux, étudie, interprète, modélise et propose, comme le fait toute science. Les recherches peuvent être fondamentales et viser le long terme, ou bien être très appliquées pour une utilisation immédiate.

Les résultats de la gastronomie moléculaire sont un outil, un nouveau jeu de données et de connaissances en perpétuelle construction, au service de cuisiniers animés d’une démarche d’innovation. La cuisine moléculaire, quant à elle, n’a pas lieu d’être en tant que « mode ». C’est l’idée que nous allons développer.

Les travaux que nous menons au Centre français d’innovation culinaire de l’université Paris-Saclay montrent que, contrairement aux préjugés en vigueur, la cuisine moléculaire peut conduire à une cuisine plus saine et plus savoureuse, car plus respectueuse du produit. Plaisir et bien-être sont les marques de cette cuisine débarrassée des superflus. Il n’y a plus nécessairement besoin de farine pour faire un biscuit, d’œuf pour un soufflé, de levure chimique pour faire gonfler un gâteau, de sirop de sucre pour réaliser un sorbet… Cela n’a rien d’un tour de passe-passe moléculaire. Il faut simplement un minimum de connaissance, ne pas craindre de se remettre en question et user d’outils techniques nouveaux. La cuisine est de moins en moins empirique, de plus en plus précise, mais toujours plus gourmande !

Prenons un exemple. Je décris et analyse un pneu de voiture, un chewing-gum, une pâte à pain ou un sac plastique avec les mêmes outils : la rhéologie m’apprend que si je tire peu sur un de ces objets (imaginez un chewing-gum dans vos doigts), puis que je relâche la contrainte, le chewing-gum revient rigoureusement à sa position initiale : c’est l’état élastique. Si je continue l’expérience et que j’étire suffisamment (ce qui revient à dépasser une valeur seuil), puis que je relâche de nouveau la contrainte, le chewing-gum se rétracte un peu mais présente un allongement résiduel : il « pendouille ». Enfin, si je tire trop, il finira par casser. Élastique, plastique, rupture. Trois mots et trois états pour décrire le comportement de nombreux matériaux sous contrainte mécanique. Un chewing-gum, de la pâte à pain, un pneu de voiture ou un sac en plastique présentent ces trois états. Les valeurs d’allongement (« ça pendouillera plus ou moins »), les forces à appliquer pour faire bouger la matière et la contrainte maximale pour rompre les matériaux y sont très différentes, mais l’allure globale des courbes contrainte-allongement reste semblable. Pour être complet, nous ajouterons que certains autres matériaux ne pendouilleront jamais et casseront dans leur domaine élastique. Par exemple, un verre de vitre, du sucre coulé ou une assiette s’allongeront très faiblement (invisible à l’œil nu) et casseront sous une forte contrainte. Il s’agit de matériaux fragiles, par opposition aux autres décrits précédemment, qui sont, eux, dits ductiles.

Le plus important n’est pas tant ces définitions exactes, mais le fait que les ingrédients sont des matériaux, alimentaires, certes, mais des matériaux avant tout, dont la structure intime conditionne les propriétés (mécaniques, gustatives…). Du caramel casse comme du verre de silice, alors qu’une pâte à pizza s’étire comme un élastomère, parce que leurs structures internes respectives sont semblables. Verre de vitre et caramel sont des solides amorphes, que l’on peut représenter comme des liquides figés, désordonnés : la structure interne n’autorise donc pas de mouvement collectif. Sous l’effet d’une contrainte, les forces de liaisons se rompent, et, macroscopiquement, le matériau casse. Au contraire, comme les macromolécules des élastomères, les protéines de gluten de la pâte à pizza s’entremêlent au cours du pétrissage, et forment un réseau élastique : les molécules peuvent donc glisser les unes par rapport aux autres le long de la direction dans laquelle on réalise la contrainte : la pâte s’allonge mais ne rompt pas facilement. De tous ces exemples, nous retiendrons que tout ce que l’on connaît de la science des matériaux peut être utilisé et transféré en cuisine. Voilà mon rôle. Un transfert de connaissances, une application d’outils scientifiques, et bien sûr un travail de recherche, fondamentale comme très appliquée.

Mon travail de recherche sur les aliments s’effectue en collaboration étroite avec un cuisinier. Ce cuisinier, désormais ami, c’est Thierry Marx. Je l’ai rencontré il y a près de dix ans, et cela a bouleversé ma carrière, et donc ma vie. Je finissais ma thèse de doctorat sur la structure des matériaux, et j’entendais ce cuisinier parler, lui aussi, de structure et déstructure. Sa cuisine, épurée, franche et précise me fascinait tout autant que le discours. Une vraie cohérence. Son objectif est de donner du plaisir et de l’émotion, et de « proposer un voyage différent vers une destination familière ». Une phrase magnifique et une réalité. Je l’ai contacté. Aussitôt, il m’a proposé de venir passer quelques jours dans ses cuisines, situées à Cordeillan-Bages à l’époque. J’ai aussitôt chargé ma voiture avec tout le matériel de labo dont je disposais (centrifugeuse à 10 000 tours par minute, colonne à distiller, dessiccateur, pH-mètre…) et suis parti. Je me suis installé dans un coin de cuisine et ai commencé à faire quelques manips, essais de textures… L’accueil a été on ne peut plus généreux. Quartier libre, accès à tous les réfrigérateurs, déjeuner sur le passe (mes plus beaux moments). J’ai observé beaucoup, analysé encore plus, et participé à tous les services. Le week-end se prolongea en une semaine de « travail » inoubliable. Le rapprochement science-cuisine s’opéra naturellement, au travers de nombreux tests, questions, manipulations et un dialogue de plus en plus construit avec toute la brigade, qui fut bénéfique des deux côtés. Thierry et moi avons compris que nous avions un intérêt commun à travailler ensemble, et surtout, nous avions cette envie !

Nous avons une approche complémentaire de la matière, mais avec le même respect. La beauté de l’émotion culinaire pour l’un, la beauté de la science sous-jacente pour l’autre, mais la recherche de cette même beauté de la matière. Et une recherche, oui, une démarche de recherche : un rêve d’idéal et d’absolu qui fait avancer les artistes comme les scientifiques.

Ce livre explique pourquoi un chewing-gum pendouille alors qu’un caramel fige et casse comme du verre. Mais au-delà de ces explications scientifiques de la cuisine, je m’emploierai à démontrer comment, en croisant des univers a priori disjoints, tels que l’université et l’artisanat, on parvient à avancer différemment, à innover, et à prendre beaucoup de plaisir à ce que l’on fait, et j’espère à transmettre ces mêmes passions. Nous avons construit cet ouvrage avec divers niveaux de lecture : des encarts « côté cuisine » et des encarts « côté labo » viendront approfondir certaines notions et apporter des compléments et des recettes.

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Cuisine… Chimie…

« Les progrès de la civilisation vont de pair avec ceux de la cuisine »

Fannie Farmer

La cuisine moléculaire n’existe pas

La cuisine moléculaire n’existe pas. Disons-le clairement ! La blanquette de veau de mémé est aussi « moléculaire » que le dernier espuma à la mode, de même qu’un jus de carotte bio est aussi « chimique » que des bonbons fluo ! Pourquoi avoir introduit ce terme dans le dictionnaire ? D’autant que de nombreuses personnes confondent les termes « chimique », « naturel », « synthétique », « artificiel », « toxique », etc., et nombreux sont les cuisiniers qui veulent opposer les termes « traditionnel » et « moléculaire ». N’y a-t-il pas suffisamment de confusions comme cela ? Était-il utile d’en ajouter avec cette malheureuse expression ?

Un plat traditionnel n’est-il pas le plat innovant d’une époque, qui a fait ses preuves et a perduré ? Le Paris-Brest devait être très innovant (et déconcertant pour plus d’un) à ses débuts ! Aujourd’hui, c’est un « standard ». « Ce qui est utile restera », selon Nietzsche. Ce qui procure de l’émotion (texture et saveurs) restera aussi, en cuisine ! À nous de démontrer, d’expliquer, et de redonner les justes définitions.

Tous les phénomènes ont une explication scientifique, rationnelle, donc finalement, tout est question de macromolécules, de molécules, d’atomes, d’électrons de neutrons ou même de quark… À quoi sert alors le suffixe « moléculaire » derrière la cuisine ? L’expression « cuisine moléculaire » est un pléonasme, une figure de style inutile, qui n’apporte rien (sauf peut-être des ennuis…). Et même, quitte à vouloir apporter des précisions (toujours inutiles), pourquoi d’ailleurs ne pas aller plus loin, et proposer les dénominations de « cuisine atomique », « ionique » ou même « électronique » ? En effet, alors que la cuisson d’un blanc d’œuf est effectivement une question de coagulation de protéines, donc de molécules, mettre du sel de cuisine (NaCl) dans de l’eau (si l’on veut cuire des pâtes par exemple) met en jeu des phénomènes chimiques complexes, au-delà de l’échelle (simplement) moléculaire ! L’opération, pourtant d’une banalité affligeante, revient en effet à rompre des liaisons ioniques, à créer des sphères de solvatations des ions Na⁺ et Cl⁻, et même à localement polariser les molécules d’eau, donc à modifier le nuage électronique des atomes d’hydrogène et d’oxygène !

Il n’est alors plus seulement question de cuisine moléculaire, puisque, ici, des ions et des échanges de charges électroniques entrent en jeu, et ce à des échelles beaucoup plus petites que celle des molécules ! Mangeriez-vous toujours de ces « pâtes cuites dans une solution ionique » si on vous les présentait comme telles ? Quel chef aurait intérêt à mettre ce plat à la carte ?! Ce décryptage physico-chimique de la dissolution du sel dans de l’eau est volontairement détaillé, mais il souligne le fait que tout est molécules, atomes, et électrons, et que l’expression « cuisine moléculaire » n’a pas de raison d’exister. Du moins, pour nuancer, disons que la cuisine « moléculaire » n’est pas la suite moderne d’une cuisine classique, traditionnelle, qui serait « non moléculaire ». Il n’y a pas de conflit entre tradition et innovation. Associer les termes « cuisine » et « moléculaire » est plus que malheureux, parce qu’on associe deux univers émotionnellement disjoints et pourtant rationnellement et indubitablement corrélés.

Ce magnifique dessert qui arrive, avec sa mousse incroyablement légère qui vous émeut, n’est autre qu’une émulsion mousseuse, un colloïde concentré en tensioactifs et molécules sapides… Alors qu’est-ce que la « cuisine moléculaire » ? La vraie question, beaucoup plus passionnante et, elle, vraiment utile, n’est-elle pas plutôt : pourquoi cette mousse légère vous émeut-elle ?

Plongé dans le noir, ou au contraire assis devant des tables et assiettes rétroéclairées sur lesquelles sont diffusés des films (vagues immenses, plaines avec bœuf de Kobe, etc.) en accord avec les plats, le client est aujourd’hui immergé dans un univers pictural, sonore, gustatif… L’expérientiel culinaire est la cuisine 2.0. Il suffit de regarder le travail du chef français Paul Pairet pour s’en convaincre. Trois étoiles au guide Michelin et sacré meilleur restaurateur au monde en 2018, le chef de l’« Ultra-violet », à Shangai, défend le concept de psychotaste (psycho-goût), jouant sur les émotions associées aux aliments. Dans les années à venir, les casques de réalité virtuelle viendront encore exacerber ce voyage multisensoriel autour de la nourriture.

Une cuisine techno-émotionnelle

Mais comment ce cuisinier a-t-il réalisé ce nuage de framboise ? Voilà la vraie question ! Comment a-t-il réussi à procurer tant d’émotion ? Bien plus que de « donner à manger aux clients » – évolution heureuse de sa mission ancestrale de « rassasier les clients » – le cuisinier donne maintenant de l’émotion : on ne va plus au restaurant pour manger, mais pour y découvrir une signature de Chef. Et pour que le repas soit un « bon moment », il faut bien sûr et avant tout que ce soit « délicieux », et que le cuisinier ait usé d’un savoir-faire et d’une technicité telle qu’il ait transformé les framboises en ce nuage mousseux « inoubliable ». De la technique pour des émotions… peut-être une ébauche de définition pour cette cuisine moléculaire, une cuisine techno-émotionnelle, comme l’a proposé Ferran Adrià. Soit, mais s’il faut de la technique pour réaliser cette mousse de framboise, parce que cela nécessite effectivement d’injecter de l’air dans un liquide, donc d’utiliser et de mettre en œuvre des cartouches de gaz, tuyaux, siphons, il faut aussi, et même avant tout, que la mousse se forme et tienne, c’est-à-dire que l’air que l’on incorpore dans le liquide y reste, pour former la mousse ; sinon, parce qu’il est beaucoup plus léger que le liquide, l’air remontera très vite à la surface et aucune mousse ne se formera. Et tous les compresseurs et injecteurs sophistiqués du monde n’y feront rien. Il faut donc stabiliser la mousse, et pour ce faire savoir pourquoi et comment « ça mousse ». Il convient alors d’avoir recours à quelques définitions scientifiques simples, qui, elles seules, expliquent le pourquoi et le comment des phénomènes.

Une cuisine rationnelle

Une autre définition de la cuisine moléculaire pourrait pointer une cuisine réfléchie, rationnelle, qui se pose les questions de savoir pourquoi et comment « ça marche » en vue d’une application concrète. Celui qui comprend, ou qui du moins cherche à comprendre ce qu’il fait, quels phénomènes se produisent pendant qu’il prépare et associe des produits, pourra prétendre maîtriser, reproduire à l’exactitude, anticiper, et de ce fait aller plus loin : prédire, et ainsi créer des choses nouvelles. C’est exactement cela que cherche un grand cuisinier : maîtriser le goût, la texture et toutes les propriétés organoleptiques de ses plats. Mais là encore, nous n’avons rien inventé ! Auguste Escoffier, chef cuisinier et restaurateur de renom, écrivait en 1907 en préface du Guide culinaire :

« En un mot, la cuisine, sans cesser d’être un art, deviendra scientifique et devra soumettre ses formules, empiriques trop souvent encore, à une méthode et à une précision qui ne laisseront rien au hasard. »

Nous disposons aujourd’hui de techniques plus sophistiquées qu’au début du siècle dernier (micro-onde, induction, ultra-son, sous vide, diazote liquide…), mais aussi d’outils d’analyses nouveaux et de connaissances plus approfondies. La cuisine moléculaire n’est-elle pas, tout simplement, la cuisine d’aujourd’hui faite avec les outils et connaissances de notre époque ? Avant de défendre la cuisine note à note (utilisant les composés chimiques purs), Hervé This définissait la cuisine moléculaire comme « une mode culinaire qui fait usage de résultats de la science, et introduit de “nouveaux” ingrédients, méthodes et ustensiles » ; le terme « nouveau » est évidemment imprécis, mais il désigne ce qui n’était pas présent en cuisine, en France et dans les pays occidentaux avant les années 1980.

Un débat fructueux consisterait à discuter du terme « mode », et du souhait (ou non) de donner une date qui marquerait l’avènement de la cuisine moléculaire. Mais qui dit mode dit aussi risque d’être démodé, et ainsi d’annoncer la fin prévisible de cette cuisine : or, je suis convaincu que ces avancées resteront, que tout ce qu’il y a d’utile restera aux cuisiniers. Pas de suite à promouvoir à tout prix pour être « à la mode » ! Continuons plutôt le travail entamé. De nouveaux concepts peuvent voir le jour, tel le « foodpairing », mais ce ne sont que des outils supplémentaires qui s’inscrivent dans la même démarche d’évolution de la cuisine par le truchement des sciences ; ce qui n’est autre que la définition de la cuisine moléculaire.

Quoi qu’il en soit, une grande majorité convient que l’accumulation des connaissances et les avancées scientifiques restreignent la place du hasard en cuisine. Les avancées d’Appert et Pasteur sont des exemples évidents, qui démontrent combien la science a aidé la cuisine et lui a permis d’évoluer. Laisser de moins en moins de place au hasard, s’éloigner de l’empirisme et mieux contrôler. Maîtriser, donc, mais aussi innover.

Innover avant tout pour son art, mais aussi pour faire différemment des autres et s’en démarquer. Au XIXe siècle, l’Académie française propose que la gastronomie devienne un art, « celui de faire bonne chère ». « Faire bonne chère » signifiait « faire un bon repas » ; la « chère » signifiait alors la quantité, la qualité, et la préparation des mets. Peut-être la cuisine « rationnelle » date-t-elle de cette époque, lorsque les chefs se sont demandé comment bien faire, comment mieux faire, comment exceller dans cet art (dans le but de se démarquer, d’inventer sa propre signature) ? Toutes questions qui, pour les résoudre, nous imposent de savoir pourquoi et comment « ça marche » en cuisine, de se renseigner sur les produits et leurs interactions, de savoir comment les aliments réagissent à froid, à chaud, sous vide, sous pression… et finalement de se tourner vers les médecins et pharmaciens (à l’époque), et aujourd’hui d’avoir recours à des données scientifiques.

Les grands chefs ont acquis des savoir-faire par leur expérience (professionnelle), et maîtrisent parfaitement les émulsions, les mousses et les cuissons (nous discuterons de la gélification et de la réticulation des réseaux de protéines dans le chapitre 2), mais ignorent peut-être ce qu’est « réellement » une émulsion, une mousse et une « dénaturation de protéine ». Qu’apporte la cuisine moléculaire à ces gens de talents ? Si on rationalise la cuisine et qu’on donne justement les clefs des savoirs, pourquoi ça émulsionne, pourquoi ça mousse, pourquoi/comment/quand ça cuit, alors les cuisiniers seront à même de maîtriser parfaitement leurs émulsions, leurs mousses et leurs cuissons, et ils nous proposeront de ce fait de justes cuissons, dans le plus grand respect (des protéines) du produit. Ils auront forcément l’envie de faire émulsionner et mousser des ingrédients et des préparations nouvelles ou encore de détourner les principes de la cuisson. Maîtrise et innovation, voilà les maîtres mots. Cette cuisine, rationnelle, parce qu’elle est liée aux connaissances scientifiques, permet de « gagner du temps », d’éviter des essais-erreurs et entêtements inutiles. Elle permet surtout d’aller plus loin en transférant et en appliquant les savoirs et les lois de la physique et de la chimie au monde de la cuisine.

Une question se pose alors. Le caractère plus rationnel laissera-t-il moins de place à la liberté créative du chef ? Bien au contraire, nous pensons que les connaissances et outils nouveaux réservent la plus belle part à la créativité, via l’innovation. Prédire le résultat de manipulations « techniques » permet de créer des plats inédits, d’associer de nouvelles textures et de nouvelles saveurs. C’est une cuisine un peu moins empirique, certes, mais plus créative, et toujours plus gourmande !

Une cuisine chimique ?

La cuisine moléculaire est trop souvent assimilée à une cuisine chimique usant d’additifs. Selon cette caricature, la cuisine deviendrait une pharmacie dans laquelle un cuisinier jouerait au petit chimiste… Argument aisé pour les détracteurs mais un peu trop simpliste.

Nos recherches actuelles portent sur l’extraction naturelle de toutes les vertus intéressantes d’un produit, afin qu’un professionnel n’ait justement pas à recourir systématiquement à un agent de texture. C’est un travail important que nous menons au laboratoire. Notre volonté est de débarrasser au maximum la cuisine de tous les artifices, et, par ce biais, de redonner une plus juste définition à cette cuisine moléculaire : comprendre un produit pour mieux l’apprêter. Pour cela, il faut faire de la recherche, (s’en) donner les moyens, éduquer et former. Les cours que nous donnons aux professionnels et aux jeunes apprentis vont dans ce sens : nous montrons comment des pépins peuvent servir de condiments, comment une infusion de peaux de légumes mousse naturellement (sans recourir à des méthycelluloses, sucroesters d’acides gras…), comment recristalliser le sel contenu dans le jus de céleri, comment obtenir le lycopène (colorant rouge naturel de la pastèque et de la tomate)… Remettre en question nos gestes (jeter les épluchures, jeter les pépins, ne prélever que les filets d’un poisson et jeter le reste, tourner un légume, ôter les fibres centrales…), et revenir à l’essence même d’un produit : plutôt que d’apprendre d’où vient la meilleure carotte, il conviendrait d’apprendre de quoi la carotte est constituée, à quoi servent ses composants, nutriments, minéraux, fibres… en vue de proposer une cuisine plus précise et plus respectueuse des saveurs originelles. De surcroît, cette approche est réellement bioresponsable : moins de gaspillage, moins d’énergie dissipée, et des apports plus précis pour notre organisme. Prenons un exemple simple : si l’on cuit aux justes températures (de coagulation, dénaturation, hydrolyse…), on préservera mieux les propriétés nutritives et organoleptiques : rappelons que les molécules aromatiques, les vitamines et les piments sont très sensibles à la chaleur. En ce sens, la cuisine ainsi revisitée est réellement plus proche des produits et également plus goûteuse. Le paradoxe est que les détracteurs de la cuisine moléculaire sont souvent les chefs qui surcuisent les légumes à grosses ébullitions : destruction des vitamines, migration et perte des arômes du légume dans l’eau de cuisson, grande dépense d’énergie et d’eau. D’autres (parfois les mêmes, hélas !) colorent les jus de viande avec des oignons brûlés sur le fourneau (riches en pyrobenzènes cancérigènes), ou façonnent des mousses en collant des blancs en neige avec de la gélatine, des blancs en poudre, de la crème de tartre… Finalement, qui est le « mauvais » chimiste ? Ce qui est certain pour le consommateur, c’est qu’une mousse constituée uniquement de jus de pamplemousse et de la juste quantité d’algues kanten produira une réelle explosion de pamplemousse en bouche. En d’autres termes, pour faire une mousse, plus besoin de blanc en neige, de cuisson, et autres superflus. Il faut revenir à l’essence du produit et à l’essentiel de la recette : qu’est-ce qu’une mousse ? qu’est-ce que cuire ? qu’est-ce qu’un pamplemousse ? Grâce à cette démarche, la cuisine est dépouillée et se recentre vers le produit, pour le produit, et pour les émotions qu’il procure. En cela, elle rejoint l’esthétique japonaise et le sens de l’épure. Une simple intensité dans un trait de calligraphie, juste un geste, quelques mots dans un Haïku, une juste coupe, un juste dosage et une juste cuisson.

Structure, texture et émotions culinaires

Pour donner de l’émotion au client, le cuisinier doit jouer sur les perceptions organoleptiques en juxtaposant les volumes, les couleurs, les odeurs, les goûts et les textures en bouche. Le scientifique lui, peut aider un chef en travaillant les textures via la structure, à laquelle elles sont en effet étroitement liées. Attention toutefois à ne pas confondre les deux. Prenons un exemple : pour un scientifique, le chocolat est une émulsion inverse d’eau dispersée dans une phase grasse cristallisée. Vu comme cela, le chocolat est d’une tristesse absolue ! Néanmoins, à cette structure vont être associées deux textures très différentes : alors que certains aiment croquer le chocolat (texture cassante), d’autres préféreront le laisser fondre en bouche (texture fondante). Les perceptions ne seront pas les mêmes mais l’émotion doit être là : prendre du plaisir ! (Avec cette émulsion inverse ! Voir la figure 1 des planches couleurs.) Ici s’articule cette relation complexe entre science et cuisine qui permet d’anticiper les textures via la compréhension des structures, avec pour seul objectif le confort de dégustation.

Des outils scientifiques pour les cuisiniers

Ainsi, la cuisine, c’est de la physique-chimie. Il faut le dire, l’assumer, et ne pas en avoir honte. Quels que soient les domaines, les applications de la recherche scientifique améliorent notre quotidien. Tout est question de physique-chimie : smartphone et nouvelles technologies, batteries et nouvelles énergies « vertes », optiques et vitrages intelligents, automobile, peinture, revêtements et matériaux pour l’habitat, isolation et maisons à énergie positive, etc. Le monde évolue avec les savoirs nouveaux. La cuisine n’échappe pas à la règle, et son évolution ne pourra se faire que si nous lui transférons aussi des données nouvelles. Pour cela, il faut au préalable identifier les concepts scientifiques dont nous avons besoin pour décrire la cuisine.

Cuisiner consiste à transformer des aliments. Deux grandes catégories se dégagent : le monde végétal (fruit, légume) et le monde animal (poisson, viande, œuf). Le dénominateur commun est l’eau, présente en très grande quantité dans tous les aliments. La chimie de l’eau est primordiale (acidité, diffusion, solubilité, absorption perméabilité…). En cuisinant, on joue principalement sur la température, la pression dans une moindre mesure, et sur le temps. Voici nos trois paramètres physiques influents. En ce qui concerne les sauces (au sens très large), la physico-chimie est celle de la matière molle, pouvant se simplifier en trois grandes catégories : les mousses, les gels et les émulsions. Armés de ces outils, nous décrivons 99,99 % des recettes.

La vinaigrette en équation ?

L’approche moléculaire de la cuisine permet de créer des textures réellement nouvelles, tout en explorant un ensemble complet de données. Il ne s’agit en aucun cas de mettre en équation pour le plaisir de modéliser la cuisine en disant « Regardez ! je fais des choses savantes », ni même de complexifier abusivement cette approche scientifique de la cuisine en sous-entendant que « cette cuisine de haute voltige n’est pas à la portée de n’importe qui, sauf d’une élite dont je fais partie… » Nous pouvons même nous affranchir de formules, lettres ou chiffres et ne formaliser tout ceci que par des schémas, ce qui sera notre approche dans la suite. De la sorte, cette cuisine aidée de la science peut être accessible au plus grand nombre.

Mousse, émulsion et gel

Observation au microscope d’une mousse, d’une émulsion et d’un gel, et schématisation proposée pour décrire ces systèmes.

Dans les formations et cours que je dispense, et ce, quels que soient le « niveau » et le public auquel je m’adresse (lycée, CAP, Bac Pro, BTS, Licence, formation de professeurs ou de cuisiniers) je propose un jeu de construction, tel un chef qui construit justement une texture. Pour cela, il nous faut des briques élémentaires, telles des pièces de Lego®. Trois suffisent : mousse, gel et émulsion. La maîtrise de ces systèmes est une nécessité. Il faut apprendre à jouer avec ce qui peut devenir un outil fécond d’inventivité et de plaisir.

Ainsi, une mousse est une dispersion de bulles de gaz dans un liquide. La première brique sera une grosse bulle (rond vide). De même, une émulsion est une dispersion de fines gouttelettes de matière grasse dans un autre liquide : des petits ronds pleins représenteront cette matière grasse. Enfin, un gel est un liquide répandu dans un solide : le réseau de molécules gélifiantes (pectine, albumine, agar-agar…) sera représenté par des traits entremêlés. Puisque l’eau est présente dans la plupart des aliments, et ce en grande quantité (> 75 % dans les poissons, > 90 % dans les légumes, > 60 % dans les viandes, 90 % dans le blanc d’œuf…), l’eau constituera le fond continu de nos dessins. Nous reviendrons sur ces descriptions et jouerons avec ces représentations dans le chapitre 5.

Maîtrise et innovation

La maîtrise des préparations ne peut s’effectuer que par la maîtrise des concepts chimiques ici présentés : une mayonnaise ne sera réussie que si l’on parvient à disperser des gouttelettes d’huile dans de l’eau via un tensioactif. Colorer une viande est un subtil paramétrage de la réaction de Maillard : protéine-sucre-eau et température-temps. Préserver le croustillant d’une pâte sablée met en jeu la diffusion de l’eau. C’est ce que nous verrons dans les chapitres suivants.

Dès lors, l’innovation en cuisine consiste à croiser tous ces paramètres. Superposer les textures (émulsion mousseuse, émulsion gélifiée…), et jouer avec les paramètres physiques (force centrifugeuse, effet du vide, couplage température-pression…) conduisent indubitablement à des plats inédits. Nous évoquerons dans la suite l’œuf brouillé à froid, l’œuf mollet cubique, les ravioles de vinaigrette, l’ultra-spongecake, une ratatouille en rubik’s cube, la ganache au chocolat sans crème, la mousse au chocolat sans œuf ni beurre, du chocolat incolore, une tarte liquide et de nombreuses autres innovations proposées au laboratoire par Thierry Marx et moi-même.