Baccalauréat - Exemple de sujet pour l'épreuve du grand oral en mathématiques et en Physique-chimie : les méthodes de cuisson et la plus rapide pour les pommes de terre !
Dans un souci de gain de temps, ou encore d’une meilleure préservation des vitamines et du goût, nous pouvons être amenés à nous demander comment nous pourrions faire pour cuire nos pommes de terre plus rapidement. Questionnement qui peut paraître banal à première vue, mais qui en réalité, comme nous allons le voir, mobilise nos connaissances en mathématiques et en physique-chimie lorsque nous cherchons des méthodes efficaces permettant de réduire le temps de cuisson. Ainsi, nous allons nous demander : comment pouvons-nous user de nos connaissances dans ces deux disciplines afin de faire cuire une pomme de terre plus rapidement ? Nous allons donc présenter nos méthodes, et expliquer, en mobilisant nos connaissances en mathématiques et en physique-chimie, comment et pourquoi ces méthodes marchent.
Choisir une méthode permettant de cuire à une température plus haute afin de réduire le temps de cuisson
Mathématiquement, nous pouvons modéliser le temps de cuisson avec un rapport d = (1/t)*a, où d correspond la durée de la cuisson, t à la température de cuisson et a à un nombre que l’on pourrait définir en connaissant le rapport chiffré exact entre le temps de cuisson et la température de cuisson. Nous notons 1/t et non t car la température est corrélée négativement avec la durée de la cuisson ; car en effet, plus la température est élevée, moins la cuisson est longue. Donc lorsque t augmente, d diminue ; et inversement.
Ainsi, en ayant posé cela, nous avons donc pour objectif de choisir une méthode de cuisson qui maximiserait t, et minimiserait donc d. Nous savons par exemple que l’utilisation du four permet de cuire à des températures plus importantes que la cuisson à l’eau. Ainsi, si nous avons un four à notre disposition et que nous avons pour objectif de cuire notre pomme de terre plus rapidement, c’est lui que nous choisirons.
Si on cuit à l’eau, opter pour une cocotte-minute au lieu d’une casserole afin de cuire avec une pression plus importante
Maintenant, si nous n’avons pas de four à notre disposition, et que nous ne pouvons cuire notre pomme de terre qu’à l’eau, nous pouvons aussi adapter l’ustensile. Grâce à nos connaissances en physique, nous savons que, contrairement à la casserole classique, la cocotte-minute permet d’augmenter la pression, ce qui permet une ébullition de l’eau à une température supérieure à 100°C, d’où son intérêt ; et par conséquent, pour reprendre notre formule mathématique, d diminue grâce à l’augmentation de t. Ainsi, si nous ne pouvons, pour une raison ou pour une autre, cuire notre pomme de terre qu’à l’eau, nous choisirons une cocotte-minute plutôt qu’une casserole classique.
Une cocotte-minute permet d’atteindre une pression approximant les 1,8 atm. Et comme nous pouvons le voir sur le graphique ci-dessus, ce niveau de pression atmosphérique permet en effet d’atteindre une température d’ébullition de l’eau légèrement supérieure à 100°C. Cependant, nous savons que les fours peuvent quant à eux atteindre des températures allant jusqu’à plusieurs centaines de degrés ; et pour atteindre une ébullition de l’eau à des températures similaires, il faudrait augmenter la pression de beaucoup plus que ce que peut permettre une cocotte-minute. Ainsi, la première méthode de cuisson reste malgré tout plus rapide que celle-ci.
Éplucher la pomme de terre et la découper en petits morceaux (ou au moins la percer) afin de minimiser la distance parcourue par la chaleur
Grâce à nos connaissances en physique, nous savons que pour que la pomme de terre puisse être cuite plus rapidement, la chaleur doit parcourir toute la pomme de terre également plus rapidement.
Prenons le centre de la pomme de terre, désigné en rouge sur le schéma ci-dessous. Si la pomme de terre est entière et avec son épluchure, la chaleur doit parcourir la distance d1, à savoir l’épluchure et tout le rayon de la pomme de terre pour atteindre son centre. Alors que si nous épluchons la pomme de terre et que nous la découpons en petits morceaux, c’est la distance d2 qui sera à parcourir, une distance nettement plus courte et ne comportant pas l’obstacle de la peau.
Ainsi, si nous souhaitons cuire notre pomme de terre plus rapidement, nous avons tout intérêt à la découper en petits morceaux.
Par ailleurs, si nous souhaitons, pour une raison ou pour une autre, cuire la pomme de terre avec son épluchure, nous avons tout intérêt à percer la pomme de terre afin de permettre une pénétration plus rapide par la chaleur. La cuisson sera alors plus lente que dans le premier cas, mais toujours plus rapide que si la pomme de terre est entièrement enveloppée.
Envelopper la pomme de terre avec un torchon humide pour une cuisson au micro-ondes pour générer une évaporation de l’eau
Si, par exemple, nous séjournons dans un hôtel, et n’avons à notre disposition que le four à micro-ondes pour faire cuire notre pomme de terre, nous pouvons utiliser l’astuce consistant à envelopper cette dernière dans un torchon humide afin de la faire cuire plus rapidement.
En effet, grâce à nos connaissances en physique, nous savons que le micro-ondes ne « chauffe » pas son intérieur, mais il envoie des ondes. Ainsi, pour qu’elles atteignent le centre de la pomme de terre, un temps d’attente conséquent peut être nécessaire.
Mais le fait d’envelopper la pomme de terre dans un torchon humide permet de créer une évaporation de l’eau présente sur le torchon autour de la pomme de terre, ce qui crée une « double » cuisson, à la fois par les ondes et par l’eau. De ce fait, la cuisson est ainsi accélérée.
Conclusion
Nous concluons que la méthode la plus rapide pour faire cuire la pomme de terre est la première évoquée, celle qui permet d’atteindre les températures de cuisson les plus importantes. Quant à la pression plus importante, c’est un moyen pour atteindre une température plus élevée grâce à l’augmentation de la température d’ébullition d’eau, mais pas un facteur déterminant du temps de cuisson en soi ; ainsi, le four dépasse même la cocotte-minute en matière de temps de cuisson. Mais si nous n’avons pas de possibilité d’utiliser un four traditionnel ou un autre ustensile nous permettant d’atteindre des températures vraiment élevées, nous avons également trouvé d’autres solutions permettant de réduire le temps de cuisson.
Nous avons ainsi vu que notre compréhension mathématique du rapport durée/température, des distances, ainsi que nos connaissances en physique, nous ont permis de trouver plusieurs solutions à une problématique qui à première vue pouvait nous paraître assez banale. Ce qui fait nous rendre compte qu’en réalité, nous faisons appel à nos connaissances dans les matières scientifiques au quotidien, parfois sans même nous en rendre compte ; et souligne une fois de plus l’importance et l’utilité de nos deux disciplines.
Source bibliographique
ATTAL, Kahina & LANGRAND, Christelle. (s.d). Physique-chimie. 2nde pro, enseignement agricole. Édition Vuibert. p. 7. Disponible sur : furet.com (consulté le 13/01/2026)
Jove. (s.d.) Diagramme de phase. Consulté le 13/01/2026 sur : app.jove.com
VAN NEERDEN, Timo. (2022, 16 mars). Pourquoi une cocotte-minute a une paroi si épaisse ? Couleur Science. Consulté le 08/01/2026 sur : couleur-science.eu