Les images au microscope électronique à balayage montrent la rugosité des Mentos à la menthe (en haut et en bas à gauche) et des Mentos aux fruits (en haut et en bas à droite), les barres d’échelle représentant des longueurs de 20 à 200 micromètres

La réaction surprenante entre le Coke diète et les bonbons Mentos, rendue célèbre par des milliers de Vidéos YouTube, a enfin une explication scientifique. Une étude menée aux États-Unis a identifié les principaux facteurs qui alimentent les panaches pétillants des bouteilles de coke: la rugosité du bonbon et sa vitesse de chute à la base de la bouteille.

« Si vous déposez un paquet de Mentos dans une bouteille de coke diététique, vous obtenez cette énorme fontaine de spray et de mousse de coke diététique », explique Tonya Coffey, physicienne à l’Université d’État des Appalaches à Boone, en Caroline du Nord. « C’était un bon projet pour mes étudiants car il y avait encore un mystère. »

Lorsque des Mentos à la menthe ou aux fruits sont déposés dans une bouteille fraîche de Coke diététique, un jet de Coke sort de la bouche de la bouteille et peut atteindre une hauteur de 10 mètres. Les théories abondent sur les raisons pour lesquelles cela se produit, certains blogueurs spéculant qu’il s’agit d’une réaction acide-base car le coke est acide.

Des expériences dans une édition de 2006 du programme Discovery Channel Mythbusters ont suggéré que les produits chimiques responsables de la réaction sont la gomme arabique et la gélatine dans les bonbons, et la caféine, le benzoate de potassium et l’aspartame dans le Coke. Mais il n’y a eu aucune étude scientifique rigoureuse de la réaction jusqu’à présent.

Liquides pétillants

Pour en savoir plus, Coffey et une équipe d’étudiants ont testé les réactions entre le coke diététique et les Mentos aux fruits, les Mentos à la menthe et divers ingrédients tels que d’autres menthes, du détergent à vaisselle, du sel de table et du sable. Ils ont également comparé les réactions en utilisant d’autres liquides pétillants tels que des colas sans caféine et sucrés, ainsi que de l’eau gazeuse et de l’eau tonique.

Toutes les réactions se sont déroulées dans une bouteille inclinée à 10° de la verticale et les trajectoires de la fontaine ont été enregistrées sur vidéo. L’équipe a également étudié la masse totale perdue dans la fontaine et l’influence de la rugosité de surface du bonbon.

Les résultats ont montré que le coke diététique créait les explosions les plus spectaculaires avec des Mentos aux fruits ou à la menthe, les fontaines parcourant une distance horizontale allant jusqu’à 7 mètres.

Mais le coke diététique sans caféine a tout aussi bien fait, suggérant que la caféine n’accélère pas la réaction, du moins aux niveaux normaux de la boisson.

Les mesures du pH du Coke avant et après les expériences ont montré que son acidité ne changeait pas, écartant l’idée qu’une simple réaction acide-base anime les fontaines.

Au lieu de cela, la vigueur des jets dépend de divers facteurs qui affectent le taux de croissance des bulles de dioxyde de carbone.

Les surfaces rugueuses et alvéolées des Mentos favorisent la croissance des bulles car elles perturbent efficacement les attractions polaires entre les molécules d’eau, créant ainsi des sites de croissance des bulles.

Bonbons bruts

« Les molécules d’eau aiment être à côté d’autres molécules d’eau, donc fondamentalement tout ce que vous déposez dans la soude qui perturbe le réseau de molécules d’eau peut agir comme un site de croissance pour les bulles », a déclaré Coffey au New Scientist. « Et si vous avez des bonbons bruts avec un rapport surface / volume élevé, il y a plus d’endroits où aller pour les bulles. »

Une faible tension superficielle aide également les bulles à croître rapidement. Les mesures ont montré que la tension superficielle dans l’eau contenant l’édulcorant aspartame est plus faible que dans l’eau sucrée, ce qui explique pourquoi le coke diététique crée des fontaines plus spectaculaires que le coke sucré.

Un autre facteur est que les revêtements de Mentos contiennent de la gomme arabique, un tensioactif qui réduit davantage la tension superficielle dans le liquide. Les menthes à surface rugueuse sans tensioactif n’ont pas créé de si grandes fontaines.

Les mentos sont également assez denses et coulent rapidement, créant rapidement des bulles qui ensemencent d’autres bulles à mesure qu’elles montent. Des Mentos écrasés qui tombaient plus lentement créaient des fontaines chétives qui ne parcouraient que 30 centimètres environ.

« Les enseignants du collège amènent leurs élèves sur le terrain de baseball à côté de leur école et font cette réaction, et leurs élèves adorent ça », explique Coffey. « C’est un excellent moyen d’enthousiasmer les étudiants pour les sciences et d’apprendre quelque chose de nouveau. »