SCIENCES ENERGIZEQW ENVIRONNEMENT

AÉdité par Gaby Clark, relu par Robert Egan

Notes de la rédaction

Résumé

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Le café utilisé ici comme matériau expérimental est soit (a et b) un café Tumba du Rwanda, soit (c et d) un café Guayacán de Colombie. En (a) et (c), nous montrons le café moulu obtenu avec le réglage de mouture indiqué sur la figure. En (b) et (d), nous montrons des images au microscope optique du même café moulu (grossissement 1×) ; la largeur de la base de l’image est de 14 mm. Crédit : Royal Society Open Science (2026). DOI : 10.1098/rsos.252031

Chacun a sa propre idée du café parfait. Noir, avec un nuage de lait ou très sucré, chacun l’aime à sa façon. Mais existe-t-il une loi universelle qui régit la façon dont les arômes se retrouvent dans votre tasse ? Selon une nouvelle étude publiée dans la revue Royal Society Open Science, une partie de la réponse réside dans la perméabilité de la galette, ce lit de grains de café compactés à travers lequel l’eau passe sous haute pression.

Réussir un excellent espresso est avant tout une question d’essais et d’erreurs. Quel que soit le type de café, les baristas doivent constamment ajuster la finesse de la mouture et la quantité de café dans la galette pour obtenir le débit idéal. Ce débit correspond au volume de liquide qui traverse la galette pendant un laps de temps précis et détermine la durée du contact entre l’eau et le café moulu. Cette nouvelle étude contribue à simplifier le processus.

Au cœur du café moulu

Aucun modèle général ne permettait de prédire avec fiabilité l'évolution de la perméabilité en fonction de la finesse de la mouture et des conditions de tassement. Les chercheurs ont donc entrepris d'en élaborer un en examinant le café moulu à l'échelle microscopique.

Ils ont moulu deux variétés de café torréfiées (Tumba du Rwanda et Guayacán de Colombie) en 11 granulométries différentes, de très fine à grossière. Ils ont ensuite tassé les grains dans de petits tubes en plastique et utilisé la microtomographie à rayons X (XCT) pour créer des cartes numériques 3D de la structure interne du café. Ceci leur a permis de visualiser les tunnels et les interstices entre les grains, normalement invisibles à l'œil nu.

L'équipe a ensuite réalisé des tests d'écoulement numériques à travers ces cartes 3D afin de déterminer les zones de libre passage de l'eau et les zones de blocage.

Au cœur de leurs travaux se trouvait la théorie de la percolation, une branche de la physique qui étudie la circulation des fluides à travers des réseaux d'espaces interconnectés (appelés pores, les minuscules interstices et tunnels entre les grains de café). L'équipe a utilisé cette méthode pour déterminer la proportion de l'espace poreux formant des voies continues à travers la galette de café, plutôt que des impasses.

Prédiction de la perméabilité

En combinant tous ces éléments, ils ont établi une équation révélant que la perméabilité du café dépend principalement de la quantité d'espace poreux connecté, de la surface totale des grains, de leur taille moyenne et de leur degré de tassement. Cette perméabilité détermine la durée du contact entre l'eau et le café, ce qui influence fortement l'intensité des arômes en tasse.

« Nous constatons une excellente concordance avec notre théorie de la percolation, ce qui suggère une méthode pratique pour relier la granulométrie et le degré de tassement à la surface spécifique afin de prédire la perméabilité du café », ont commenté les chercheurs dans leur article.

Bien que leur équation nous rapproche de la tasse parfaite, les chercheurs admettent qu'il reste encore beaucoup à apprendre sur la façon dont les grains évoluent une fois mouillés. « Notre modèle indique que le gonflement des particules et son potentiel nécessitent une étude approfondie. »

Il est peu probable que cette recherche révolutionne la préparation du café par les baristas du jour au lendemain, mais elle pourrait les aider à mieux prédire l'influence de la granulométrie et du tassement sur l'écoulement. Cela pourrait également aider les ingénieurs à concevoir des machines intelligentes qui s'adaptent automatiquement aux différents cafés.

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RESUME

Une nouvelle équation pourrait aider les baristas à préparer un espresso parfait à chaque fois.

Un nouveau modèle prédit la perméabilité de la galette d'espresso en fonction de l'espace poreux interconnecté, de la surface du grain, de la taille moyenne des particules et de la densité de tassement. Grâce à l'imagerie 3D et à la théorie de la percolation, cette équation permet un contrôle plus précis du débit d'eau et de l'extraction, améliorant ainsi potentiellement la constance de l'espresso et éclairant les développements futurs.

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COMMENTAIRES

Je ms sns obligé de dire à mes élèves ce qu'on entend par percolation ;Qu'est-ce que la percolation en physique ?

La percolation désigne à l'origine le passage d'une substance à travers une matière absorbante, c'est-à-dire un milieu plus ou moins perméable.

Il s agit donc d un atricle  de technologie théoriquee 

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blication details

Fabian B. Wadsworth et al, A model for the permeability of coffee pucks validated using X-ray computed micro-tomography, Royal Society Open Science (2026). DOI: 10.1098/rsos.252031

Journal information: Royal Society Open Science