Guide d’animation de l’expérience de la crème glacée dans un sac

Utilisez ces points pour explorer les liens avec les sciences et expliquer les propriétés de la crème glacée. 

Pour les élèves de la maternelle à la 6^e année :  

• La chaleur et les variations de température
  • La chaleur se déplace des zones plus chaudes vers les zones plus froides. Dans cette expérience, le mélange de crème doit perdre de la chaleur avant de pouvoir geler. C’est pourquoi le sac contenant la crème est entouré de glace.

• • Seule, la glace n’est pas assez froide pour faire geler rapidement la crème. L’ajout de sel abaisse la température de la glace, ce qui permet à la chaleur de passer de la crème vers la glace. Le mélange de crème peut ainsi geler. 

• • Le sucre abaisse le point de congélation du mélange de crème et contribue à garder la crème glacée tendre et facile à servir à la cuillère. 
• La texture de la crème glacée
  • Les matières grasses et le sucre sont nécessaires pour obtenir une crème glacée onctueuse et crémeuse. 

• • Le fait de secouer le sac incorpore de l’air au mélange de crème. Des bulles d’air se forment et sont maintenues en place par les matières grasses. Le fait de secouer constamment le mélange produit de plus petites bulles d’air et aide à prévenir la formation de cristaux de glace. 

• • Si vous ne secouiez pas le mélange de crème, de plus gros cristaux de glace se formeraient. Le mélange gèlerait alors en un bloc solide, qui ressemblerait davantage à un bâtonnet glacé. 
• Le sel et la sécurité hivernale
  • Cette expérience montre comment le sel abaisse le point de congélation de l’eau. C’est pourquoi, dans certaines régions, on répand du sel sur les routes et les trottoirs en hiver. 

• • Le sel fait fondre la glace et empêche qu’elle ne gèle de nouveau sur les routes et les trottoirs, ce qui contribue à assurer notre sécurité en hiver.  
• Le mal de tête causé par le froid
  • Avez-vous déjà mangé de la crème glacée trop rapidement et eu mal à la tête? Pourquoi cela se produit-il? 

• • Votre bouche et votre gorge deviennent très froides, et votre corps cherche à les réchauffer. 

• • Le froid provoque un rétrécissement des vaisseaux sanguins. Votre corps envoie alors du sang vers cette région pour la réchauffer, ce qui fait dilater les vaisseaux sanguins.
  • Des nerfs sensibles situés près des vaisseaux sanguins détectent ce changement soudain et envoient un message à votre cerveau. Cela provoque une douleur au visage et à la tête.
  • Si vous mangez ou buvez quelque chose de chaud ou si vous appuyez votre langue contre le palais, cela réchauffera votre bouche et aidera à soulager la douleur.  

Pour les élèves de la 7^e à la 12^e année : 

• L’abaissement du point de congélation et le transfert de chaleur
  • Le point de congélation de la crème est d’environ –0,5 °C.
  • L’ajout de sucre à la crème abaisse son point de congélation. 

• • La température du mélange de crème doit descendre sous le point de congélation de l’eau pour que la crème se transforme en crème glacée. Seuls, les glaçons ne sont pas assez froids. L’ajout de sel à la glace provoque un abaissement du point de congélation de l’eau. 

• • Le mélange de glace et de sel contribue à accélérer le transfert de chaleur. La chaleur se déplace toujours des zones plus chaudes vers les zones plus froides, c’est-à-dire des zones où l’énergie est plus élevée vers celles où elle est plus faible. Le mélange de crème est plus chaud, alors la chaleur se transfère de la crème vers la glace. Ce transfert de chaleur fait passer la crème de l’état liquide à l’état solide.
• Les états de la matière
  • Dans la plupart des environnements, la matière existe sous trois états : solide, liquide et gazeux. 

• • Dans cette expérience, la glace est passée de l’état solide à l’état liquide. La surface des glaçons a fondu dans le grand sac. 

• • La vapeur d’eau est passée de l’état gazeux à l’état liquide, ce qui a entraîné la formation de condensation à l’extérieur du grand sac. 

• • La condensation à l’extérieur du sac moyen est ensuite passée de l’état liquide à l’état solide. Cette couche de glace a contribué à faire geler le mélange de crème et à le transformer en solide. 
• L’agitation et l’énergie thermique
  • Un transfert de chaleur rapide et uniforme est nécessaire pour obtenir une crème glacée onctueuse et crémeuse. 

• • L’agitation favorise le transfert de chaleur du mélange de crème vers l’eau glacée. Cela permet à la crème de geler plus uniformément et de former des cristaux de glace plus petits. Sans agitation, de gros cristaux de glace se formeraient de façon inégale, ce qui donnerait une texture qui ressemblerait davantage à celle d’un bâtonnet glacé. 
• Le rôle de chaque ingrédient
  • La crème contient des matières grasses qui donnent sa saveur à la crème glacée. Les matières grasses donnent également une structure qui permet de retenir les bulles d’air pendant que la crème glacée gèle. Cela donne une texture onctueuse. 

• • Le sucre est ajouté pour donner du goût. Il aide également à contrôler la quantité de glace qui se forme pendant le processus de congélation, ce qui donne une crème glacée plus onctueuse. 

• • La vanille est ajoutée pour donner du goût. 
• Crème glacée industrielle 
  • Avez-vous remarqué une différence entre la texture de votre crème glacée maison et celle de la crème glacée industrielle? 

• • La crème glacée achetée en magasin ou dans une crèmerie est fabriquée à l’aide d’une technologie appelée « congélation rapide ». 

• • Les ingrédients de la crème glacée sont mélangés et refroidis à –4 °C pendant moins de 30 secondes. Cela produit une crème glacée de type molle, avec de petits cristaux de glace. La crème glacée est ensuite mise dans des contenants et placée dans un congélateur de durcissement à –30 °C pendant trois heures. 

• • Votre crème glacée a été préparée en secouant le mélange de crème pendant 10 minutes dans le sac. Comparativement à un refroidissement de 30 secondes, cette congélation plus longue a produit de plus gros cristaux de glace et une texture différente. 

• • D’autres ingrédients sont également ajoutés aux recettes de crème glacée industrielle. Les stabilisants et les émulsifiants, notamment, contribuent eux aussi à obtenir une texture plus onctueuse. 

• L’ingrédient principal de cette recette est la crème, qui provient du lait de vache. La crème remonte naturellement à la surface du lait frais lorsqu’il est collecté à la ferme. Avant que le lait et la crème soient séparés, le lait frais doit être pasteurisé afin de répondre à des normes strictes de qualité et de salubrité. 
• Le lait provient de fermes situées partout au Canada. Regardez la vidéo animée de la série Sam découvre les aliments: Ferme laitière d’Éducation Nutrition pour en savoir plus.