Si vous considérez le café comme votre allié matinal et que vous n’êtes pas barista professionnel, il y a des jours avec et des jours sans. Des jours où votre espresso titille délicieusement vos papilles, et d’autres où vous lui trouvez un goût atroce, trop amer ou trop dilué. C’est normal : la science n’avait pas encore totalement intégré dans un modèle unifié l’ensemble des facteurs qui font la différence entre un espresso qui vous réconcilie avec la vie et un jus tièdasse qui vous annonce déjà que votre journée sera longue.
Un flou qu’une équipe internationale de mathématiciens vient de dissiper, en proposant un modèle capable de mieux décrire et anticiper l’écoulement de l’eau à travers le café moulu. Leurs travaux, publiés le 1er avril dans la revue Royal Society Open Science, s’appuient sur un principe physique auquel vous ne pensez pas au comptoir d’un café ou devant votre machine : la percolation.
L’espresso, vu de l’intérieur
Dans toute machine à espresso, le café moulu est tassé dans un petit compartiment cylindrique : le panier filtre. Lorsque vous la lancez, l’eau chaude est propulsée sous une pression pouvant atteindre neuf à dix bars et se fraie un chemin à travers les grains pour en extraire les huiles, les sucres, les acides et la caféine.
C’est la phase d’extraction, et sa qualité dépend de nombreux critères : taille des grains, compactage, surface de la masse de café, organisation des interstices vides ou pleins, débit d’écoulement, temps de contact, etc. Si ces facteurs étaient déjà connus individuellement, jamais ils n’avaient été réunis en une seule équation prédictive.
Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé deux variétés de grains torréfiés – le Tumba, originaire du Rwanda, et le Guayacán, venu de Colombie – broyés selon onze niveaux de finesse différents. Chaque échantillon a ensuite été placé dans des tubes et soumis à une technologie d’imagerie appelée micro-tomographie aux rayons X, qui génère des cartographies tridimensionnelles de la structure interne des grains avec une précision micrométrique.
Sur ces images en 3D, les chercheurs ont pu simuler le trajet exact de l’eau à travers les grains en appliquant le principe physique de la percolation. Celui-ci décrit comment un fluide progresse dans un matériau poreux, en distinguant les passages qui forment des voies continues de ceux qui se referment sur eux-mêmes.
Lorsque l’eau traverse la masse de café, elle ne se répartit jamais uniformément, au contraire. Elle va emprunter les passages les plus ouverts, contournera les zones trop denses et se bloquera parfois à certains endroits avant d’atteindre la sortie. C’est en modélisant ce comportement, inhérent à la mécanique des fluides en milieu poreux, que les chercheurs ont pu établir leur équation : celle qui relie la taille des grains, leur compactage et la géométrie des interstices au temps de contact entre l’eau et le café. La variable qui, en définitive, conditionne la qualité du café qui arrivera dans votre tasse.
Comment faire votre meilleur espresso ?
C’est très bien tout cela. Mais vous n’êtes pas là pour faire de la simulation numérique, et souhaitez simplement vous faire un bon café. Nous allons ainsi vous expliquer comment appliquer simplement les conclusions des chercheurs. La clé, c’est le temps de contact entre l’eau et les grains : s’il est insuffisant, l’eau repart sans avoir extrait les sucres et les arômes : le café sera acide et sans intérêt. S’il est excessif, elle sur-extrait les tanins et les composés amers normalement laissés pour compte : amertume agressive, astringence, et goût de brûlé.
Vous pouvez influer sur ce temps en jouant sur quatre paramètres différents. La mouture tout d’abord : plus vos grains sont fins, plus les passages entre eux sont étroits, plus l’eau ralentit et plus le temps de contact s’allonge. À l’inverse, une mouture grossière ouvre des passages larges, l’eau s’écoule vite et repart avant d’avoir extrait ce qu’elle devait. Un espresso se prépare avec une mouture très fine, presque poudreuse. Si votre café coule en moins de vingt secondes, il faut l’affiner ; s’il met plus de trente secondes à s’écouler, il faut la grossir.
Le deuxième paramètre, c’est le compactage : en tassant le café dans le panier filtre, vous resserrez mécaniquement les interstices entre les grains et produisez le même effet qu’une mouture plus fine. Une pression ferme et homogène (environ quinze à vingt kg) suffit ; tasser trop fort risque de déséquilibrer l’extraction.
La dose ensuite : plus vous mettez de café dans le panier filtre, plus la galette de café est épaisse, plus l’eau a de chemin à parcourir et plus le contact est long. Un double espresso standard tourne autour de dix-huit à vingt grammes ; en dessous, la galette est trop mince et l’extraction trop rapide.
Enfin, la surface des grains : c’est une conséquence directe de la finesse de la mouture. Des grains fins sont plus nombreux et exposent collectivement une surface totale bien plus grande à l’eau, ce qui intensifie l’extraction à chaque instant du contact, indépendamment du débit.
Rendez-vous donc chez votre torréfacteur si vous en avez un près de chez vous, qui saura vous conseiller la meilleure mouture à espresso. Aussi surprenant que cela puisse paraître, les tarifs ne sont généralement pas forcément plus élevés que les cafés vendus en grandes surfaces. Autre solution : acheter le café en grain et le moudre vous-même avec un vrai moulin à café, qui propose plusieurs types de broyages. Si vous avez un budget serré, vous pouvez vous procurer un moulin manuel (ça vous fera les biceps), mais évitez, si vous le pouvez, les moulins à lames qui hâchent le café et le font chauffer, ce qui dénaturera son goût. Préférez un moulin à meules, qui conservera les arômes. N’importe quel amateur de café vous le dira : mieux vaut investir dans un bon moulin que dépenser une fortune dans une machine. C’est lui qui déterminera la qualité de votre breuvage avant tout le reste. Voilà, vous savez (presque) tout : votre prochaine tasse au goût de liquide vaisselle sera donc un acte pleinement conscient et assumé.
- Un modèle mathématique explique l’extraction optimale de l’eau à travers le café moulu pour un espresso parfait.
- La qualité d’un espresso dépend du temps de contact entre l’eau et le café, influencé par la mouture, le compactage et la dose.
- Pour améliorer votre café, privilégiez un moulin à meules pour moudre vos grains et ajustez la finesse selon le temps d’écoulement.
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