La teneur en eau d'un miel :
Le miel est une substance naturelle hygroscopique (= il a la faculté d'absorber l'humidité ambiante). Pour une bonne conservation, il est nécessaire que la teneur en eau du miel ne soit pas trop élevée le jour de son extraction. Il faut donc pouvoir mesurer cette teneur en eau.
Teneur en eau d'un miel
« La teneur en eau du miel est un des critères primordiaux lorsque l'on veut mettre sur le marché un produit de qualité. Un miel trop sec montre une viscosité élevée et peut poser des problèmes lors de la cristallisation, un miel trop humide risque de fermenter... La limite légale fixée par la directive européenne CEE 2001/110 est de maximum 20 %.Toutefois, bien des apiculteurs s'accorderont à dire qu'il ne faut pas dépasser une teneur en eau de 18 %.
Un moyen simple de mesurer l’humidité du miel est d'en déterminer l’indice de réfraction.
PRINCIPE :
Le miel est composé de plusieurs substances en solution : des sucres (glucose, fructose, saccharose...), des acides organiques, des minéraux et bien d’autres composés. Selon sa concentration, chacune de ces substances a sa propre influence sur le parcours lumineux. L’indice de réfraction du miel est en quelque sorte la résultante de chacun de ses constituants. La méthode EHC (European Honey Commission) pour la détermination de la teneur en eau du miel établit la corrélation suivante :
où nD20° est l'indice de réfraction du miel à 20°C.
(…) On considère que la mesure de la teneur en eau d'un miel peut se trouver comprise entre 13 % et 25 %»
Extrait de Abeilles et Cie – Janvier 2008
Le matériel
Le matériel:
On a vu en tronc commun la mesure de l'indice de réfraction du plexiglas avec le matériel suivant :
Pour la mesure de l'indice de réfraction d'un liquide, un récipient en forme de demi-cylindre peut venir remplacer le demi-cylindre de plexi :
Son grand volume n'est pas trop gênant pour la mesure de l'indice de l'eau, mais pour des liquides plus "précieux" tels que le miel, cela pose problème !
Remédier à ce problème fut l'un des derniers travaux de Jean-Luc Trioux avant son départ en retraite. Le cahier des charges étant fixé, il a réalisé un prototype qui s'est avéré parfaitement fonctionnel. Brigitte Quenson et Valentin Ledieu (son remplaçant) se sont attelés à la tâche de la fabrication en série :
ll ne faudra que peu de miel pour en mesurer l'indice de réfraction
La liste de matériel :
- tube en PMMA (polyméthacrylate de méthyle dont le nom commercial est le Plexiglas) dimension 40 mm extérieur et 36 mm intérieur. Source d'approvisionnement possible : Société Vink
- plaque de PMMA en épaisseur 2 mm : se trouve facilement dans les magasins de bricolage.
- une boite de Ferrero Rocher :
...il faut avoir le don du sacrifice quand on fait des sciences !
- colle utilisée :Sader progressive epoxy prise 2H.Elle se présente sous forme de 2 tubes seringues accolés avec lequel on fait un mélange :
du ruban adhésif noir (type électricien)
La réalisation :
On donne ici la construction faite pour une adaptation au dispositif de réfraction que l'on possède au lycée. Chacun pourra en faire une adaptation personnelle.
La réalisation doit être soignée pour que le rayon incident arrive au centre du demi-cercle, et ressorte donc perpendiculairement à la face circulaire.
1- Couper le tube de PMMA en deux dans le sens de la longueur, avec une scie à métaux. (La coupe doit être précise : il faut couper exactement sur le diamètre.)
2- Découper au cutter un rectangle dans la boite de Ferrero Rocher (préalablement vidée de son contenu...) : ce rectangle sera ajusté et collé contre le morceau de demi-tube coupé. Il constituera la face verticale de notre cuve hémicylindrique. (On trouvera de quoi faire plusieurs rectangles dans une seule boîte). Laisser sécher 24 heures.
3- Découper à la scie à métaux une barrette dans la plaque de PMMA de 2 mm d'épaisseur. Cette barrette constituera le fond de la cuve. Sa longueur a été choisie suffisamment grande pour pouvoir y percer 2 trous (diamètre 5,5) permettant de la placer dans les fiches de fixation qui servaient à tenir le demi-cylindre de Plexiglas originel. (Pour notre appareil les dimensions de cette barrette sont : longueur 23,5 cm largeur 3,2 cm). Coller sur cette barrette l'assemblage obtenu la veille. Laisser sécher la colle 24 heures.
4- S'assurer de l'étanchéité en la remplissant avec de l'eau. Sinon, remettre un point de colle sur la fuite.
5- Sur cette barrette, coller un ruban adhésif noir pour occulter la lumière qui passe par elle (on ne laisse passer que la lumière qui passe dans la cuve)
Précisons que ce dispositif est complètement amovible, ce qui permet de repositionner le demi-cylindre de Plexiglas originel en quelques secondes.
Le montage vu de dessus
Le texte de l'activité
Résultats de mesures
Les élèves ont à disposition le fichier tableur : mesures_refraction.ods
dans lequel la conversion des ° en radians était déjà préparée.L'objectif de la séance, au niveau tableur, était la création du graphique et l'obtention de la courbe de tendance avec son équation.
Voici les résultats de mesure pour l'eau :
Pour le miel, on a utilisé celui-ci :
Une mesure au réfractomètre numérique a donné :
- pour l'eau n = 1,3332
- pour ce miel n = 1,4935
La cuillère dans le pot de miel
La cuillère dans le pot de miel :
Sur cette photo, les deux pots sont identiques. L'un contient de l'eau, et l'autre du miel d'acacia. Les deux cuillères sont identiques .... mais :
Besoin d'un indice ?