7. La percolation sous pression: un des trois facteurs clé dans

(D’après Espresso Coffee: The Chemistry of Quality, by Andrea Illy and Rintanonio Viani, 1998)

Dans la longue tradition italienne de la consommation d’espresso, trois éléments sont fondamentaux à sa qualité:-l’extraction est extemporanée, c’est-à-dire réalisée juste avant le service de la boisson-l’extraction doit être brève-l’extraction doit se faire par l’application d’énergie mécanique, la pression sur le gâteau de mouture. Dans le cas d’une extraction à l’aide d’une machine à espresso, la percolation se fait par une faible quantité d’eau chaude sous pression qui traverse une couche de café torréfié moulu, le gâteau. Il en résulte avec grande efficacité une infusion concentrée chargée en composants issus d’un lessivage et non d’une diffusion de l’intérieur du grain vers la solution moins concentrée comme dans le cas de long temps d’infusion.

D’un point de vue chimique, l’espresso contient comme tout café des solides solubles mais également des substances lipophiles extraites par ces conditions précises de temps, température et pression. Ce sont ces substances lipophiles qui forment une émulsion de gouttelettes d’huile microscopiques (0,5-10 Em de diamètre, visible au microscope optique) dans une phase aqueuse. Cette émulsion le rend opaque, forme le créma, confère à l’espresso cette sensation unique de plénitude en bouche et renferme dans ces gouttelettes d’huile un concentré de molécules volatiles aromatiques dont beaucoup s’échappent avec d’autres techniques.

D’un point de vue physique, les lois de la mécanique des fluides s’appliquent pour comprendre la percolation. Elle correspond au passage de l’eau sous pression d’environ 10 bar (9 atmosphères) et un peu plus de 90 °C au travers du gâteau poreux formé par la mouture de l’espresso. Ce gâteau est contenu dans le volume du panier et obtenu par compression manuelle avec une force d’environ 20 kg sur une quantité d’environ 5-8 g pour un simple et 13 g pour un double-espresso. Il offre une résistance hydraulique qui laisse le temps à l’eau de se charger de molécules pendant son passage. Cette résistance hydraulique du gâteau formé par des particules peu cohérentes au départ évolue et le flot n’obéit pas aux lois classiques de l’hydraulique, les lois de Darcy d’après lesquelles «la perte de charge (pression) d’un liquide dans une tuyau est proportionnelle au débit de liquide à travers celui-ci».

Deux principaux phénomènes expliquent ce comportement: premièrement le gonflement des grains par absorption d’eau rend le réseau plus dense et crée une phase stationnaire dans l’écoulement et d’autre part par l’inhomogénéité de la taille des particules avec une tendance des plus fines à s’agglomérer au fond du panier et à former une résistance supplémentaire. Pour une durée totale de percolation de 20 à30 secondes les meilleures qualité d’espresso ont été obtenues.

A ce jour, les nombreux paramètres qui influencent la qualité de l’espresso au cours de sa percolation n’ont été en fait que peu étudiés. La plupart des valeurs indiquées ci-dessus résultent de connaissances empiriques. La première tentative d’établissement d’un modèle mathématique fut en 1963 par Bulo & Illy(Considérations sur le procédé d’extraction, Café Cacao Thé7(4), 395-399). L’anomalie du comportement du flot d’eau au travers du gâteau a été étudiée pour la première fois en profondeur par Petracco M et Suggi Levrani en 1993 («Espresso coffee brewing dynamics: development of mathematical and computational models; Proc 15th ASIC Coll, 702-711).