Pourquoi je n'atteins jamais ma densité initiale ?
Ce qu'il y a de bien, quand plusieurs brasseurs brassent une même recette, c'est que l'on peut comparer plus facilement nos différentes façons de faire et l'efficacité de notre matériel. Le programme Motler-Testeur se prête bien à l'exercice : une même recette pour des dizaines de brasseurs. La période de brassage de la MT4 se termine ce week-end et parmi les échanges entre tous les participants, une phrase en particulier ressurgit (très) régulièrement : "Je n'ai pas atteint la densité initiale prévue". Parfois en-dessous, parfois au-dessus, force est de constater que même à partir d'une même recette, les différences peuvent se faire sentir et ça commence bien avant la fermentation.
⬆️ Avant d'entrer dans le vif du sujet, je tiens à remercier Jules, alias "Juju", l'un des participants au programme Motler-Testeur. C'est lui qui m'a suggéré ce sujet.
Alors c'est parti, aujourd'hui je m'attelle donc à trouver les raisons d'un tel phénomène. Bonne lecture.
- 1. Qu'est-ce que la densité initiale ?
- 2. Un problème aux origines diverses
- 3. Principaux problèmes liés à la densité initiale
- A) Mon efficacité réelle ne coïncide pas avec l'efficacité prévue dans la recette
- B) L'influence du concassage
- C) Les conditions de l'empâtage déterminent l'accès aux sucres
- D) Le rinçage pour récupérer un maximum de sucres
- E) Il y a ébullition et ébullition
- F) Des volumes d'eau à adapter au cas par cas
- G) C'est parfois simplement un problème de lecture
- 4. Conclusion
- 5. FAQ - Les questions fréquentes sur la densité initiale
1. Qu'est-ce que la densité initiale ?
Pour commencer, il convient de définir cette fameuse densité initiale. Selon Wikipédia, la densité initiale, ou "densité primitive de moût", c'est "le pourcentage en masse d'extrait sec d'un moût avant fermentation alcoolique ou fermentation acétique.".
Source image : wikipedia.org.
Pour l'expliquer avec des mots plus simples, la densité initiale permet de mesurer principalement la quantité de sucres présente dans le moût, avant la fermentation. Elle dépend de cette quantité de sucre et du volume d'eau dans lequel il est dissous et se mesure à l'aide d'un densimètre ou d'un réfractomètre.
2. Un problème aux origines diverses
Si la densité initiale souhaitée n'est pas obtenue (trop basse ou trop élevée), deux raisons peuvent directement nous sauter aux yeux. À savoir :
- soit une quantité de sucres trop ou pas assez extraite (par rapport à la recette),
- soit un volume de moût pas assez ou trop important (par rapport à la recette).
Que ce soit l'une ou l'autre de ces deux raisons, elles peuvent toutes deux avoir des origines diverses. Ça peut notamment être lié :
- au concassage,
- au rinçage des grains,
- à une température mal mesurée/retranscrite,
- à une ébullition trop vigoureuse ou trop longue,
- un mauvais calcul des volumes d'eau,
- ou simplement une mauvaise lecture
Maintenant qu'on a dressé cette liste, loin d'être exhaustive, on va la décortiquer point par point, dans l'ordre chronologique d'un brassin.
3. Principaux problèmes liés à la densité initiale
A) Mon efficacité réelle ne coïncide pas avec l'efficacité prévue dans la recette
Une recette n’est jamais totalement universelle. Elle est toujours calculée avec une efficacité de brassage donnée, c’est-à-dire une estimation de la quantité de sucres pour un équipement et une façon de brasser spécifique, celle de la personne qui a créé la recette.
Par exemple, si une recette est prévue pour une efficacité de 75 %, mais que votre équipement extrait plutôt 65 %, vous récupérerez moins de sucres que prévu. Résultat : votre densité initiale sera plus basse. À l’inverse, si votre installation est plus efficace que celle utilisée pour créer la recette, vous pourrez obtenir une densité plus haute.
Notez à chaque brassin la quantité de malt utilisée, le volume de moût obtenu et la densité avant ou après ébullition, puis entrez ces données dans votre logiciel de brassage ou un calculateur d’efficacité. Après quelques brassins, vous verrez une moyenne se dessiner : c’est cette valeur qu’il faudra utiliser pour adapter les recettes à votre propre matériel.
B) L'influence du concassage
La façon de concasser les grains aura également une influence sur l'efficacité (et donc sur la densité initiale). "Il faut bien écraser l'endosperme tout en laissant les enveloppes aussi intactes que possible." indique John Palmer. Un malt bien concassé permet de gagner en régularité de brassin en brassin et de mieux prévoir l'impact obtenu sur la densité initiale. Un concassage trop grossier ne permettrait pas d'extraire au maximum les sucres présents dans les grains et, à l'inverse, un concassage trop fin risque de donner un gâteau trop compact, entraîner des problèmes de filtration voire de brûler au fond de la cuve.
Alors comment savoir si son grain est concassé comme il faut ? J'avais lu quelque part que, pour un grain idéalement concassé, il fallait laisser entre les deux rouleaux du moulin, juste l'espace suffisant pour laisser passer une carte bancaire. Si vous avez des doutes ou si vous souhaitez être sûr d'avoir un bon concassage, vous pouvez également commander vos grains déjà concassés, dans votre boutique d'ingrédients préférée.
Test de la carte bancaire, brassin d'une Pale Ale au seigle, octobre 2021
C) Les conditions de l'empâtage déterminent l'accès aux sucres
L'empâtage est le moment où le malt, en se mélangeant à de l'eau chaude, transforme son amidon en sucres qui seront ensuite dissous dans le moût et mesurés par le densimètre. Il a un énorme impact sur la densité initiale : si la conversion et l'extraction se déroulent correctement, le moût contiendra la quantité de sucres attendue. À particulièrement surveiller lors de cette étape :
- la température : généralement située entre environ 65°C et 71°C.
- le pH : idéalement entre 5,2 et 5,6 pour favoriser une meilleure extraction des sucres.
Petite anecdote qui m'est arrivée sur mon dernier brassin : j'ai empâté mes grains pendant une heure à 65°C et au moment de mesurer la densité pré-ébullition : OH SURPRISE, elle était beaucoup, beaucoup plus basse que prévu (de 21 points, ce qui est énorme). Après quelques minutes de bug et d'incompréhension, j'ai trouvé la cause : ma sonde de température décalibrée. Je n'avais finalement pas empâté à 65°C comme prévu mais plutôt aux alentours de 50°C.. Comme quoi, même après des années de brassage, mieux vaut toujours, toujours vérifier.
D) Le rinçage pour récupérer un maximum de sucres
Le rinçage, ou «sparge», qui consiste à rincer le grain après l'empâtage, permet de récupérer davantage de sucres "coincés" dans les grains. Étape très largement répandue dans le monde du brassage, elle permet d'améliorer son efficacité (et donc d'impacter la densité initiale, vous suivez ?). Selon le matériel dont on dispose, le rinçage sera plus ou moins indispensable. J'entends par là que, bien sûr, ça sera toujours mieux de le faire mais que, si notre équipement nous le permet on peut éventuellement s'en passer. Même si ce n'est pas quelque chose que je vais jusqu'à recommander, c'est mon cas. Je sais que je perds justement quelques points d'efficacité en m'en passant, mais je le compense en ajoutant un peu plus de grains que prévu. À chacun de peser le pour et le contre.
E) Il y a ébullition et ébullition
L'ébullition permet de concentrer le moût à travers l'évaporation d'une partie de l'eau de notre moût, tandis que les sucres restent dans la cuve. Si le volume diminue, la concentration en sucres augmente, tout comme la densité initiale. Et inversement, vous voyez l'idée.
Le problème, c’est qu'il y a ce que j'appelle "ébullition et ébullition". Je m'explique : selon son degré d'intensité, une quantité plus ou moins grande d'eau va s'évaporer. Ainsi, connaître notre taux d'évaporation nous aidera à avoir un plus grand contrôle sur notre densité initiale : si votre recette prévoit que vous obteniez 21L, mais que votre ébullition évapore moins et que vous obtenez 23L, les mêmes sucres sont plus dilués et la densité baisse. À l'inverse, si vous évaporez plus et que vous obtenez 19L, le moût sera plus concentré et la densité augmente. En résumé : l'ébullition modifie la quantité d'eau dans laquelle le sucre reste dissous, c'est pourquoi, pour déterminer correctement la densité initiale, on doit connaître le volume réel perdu par notre équipement pendant l'ébullition.
Début d'ébu, brassin d'un Dry Stout, mars 2022
F) Des volumes d'eau à adapter au cas par cas
Les volumes réels vont également impacter la densité initiale car celle-ci dépend de la quantité de sucres dissous ET de la quantité d'eau dans laquelle ils ont été dissous. Au cours du processus, il y a des pertes de volume qui ne correspondent pas toujours à ce que le logiciel ou la recette avait prévu, notamment :
- l'eau absorbée par le grain durant l'empâtage,
- l'espace mort dans le fond de la cuve (sous le faux-fond),
- l'évaporation de l'eau lors de l'ébullition
- le liquide qui reste dans le système de recirculation (tuyaux...)
Connaître ces facteurs sur son propre matériel permet de déterminer au mieux votre volume cible dans votre cas, sur votre matériel. C'est d'ailleurs pour ça que je ne donne jamais les volumes d'eau dans mes recettes. À la place, je préfère proposer les outils pour que chacun puisse l'adapter. Notamment cette vidéo où j'explique pas à pas chaque calcul.
Je propose également ce fichier Excel où vous pouvez directement entrer vos données, téléchargez-le gratuitement en cliquant ici.
G) C'est parfois simplement un problème de lecture
Dernier point, qui peut paraître tout bête mais, qu'on peut tout de même oublier parfois. Je mentionnais ces outils en début d'article, pour lire la densité initiale, on utilise généralement soit un densimètre, soit un réfractomètre.
Si vous optez pour le premier outil, attention à bien l'utiliser dans un moût à température ambiante sous peine d'une mauvaise lecture, la densité variant selon la température. Si vous souhaitez connaître la densité initiale d'un moût plus chaud avec un densimètre, certains sites proposent des outils pour obtenir la mesure corrigée. Personnellement j'ai pris l'habitude d'aller sur le site de Brewer's Friend. Ci-dessous un exemple pratique avec la lecture au densimètre, d'un moût de 1,048 à 35°C. La densité, une fois corrigée, est toute autre : 1,052.
Source image : https://www.brewersfriend.com/hydrometer-temp/
4. Conclusion
Comme toujours dans le brassage, ne pas atteindre son objectif (que ce soit la densité initiale ou autre), vient souvent d'un ou plusieurs petits détails auxquels on n'aurait pas forcément pensé. Multipliez par autant de brasseurs, de façons de brasser et d'équipements différents et vous obtenez des différences qui peuvent être plus ou moins marquées, même sur une même recette suivie à la lettre.
La bonne nouvelle, c’est qu’au fil des brassins, on peut peaufiner chaque détail et finir par (presque) toujours atteindre cette fameuse DI, ou du moins, s'en rapprocher grandement.
J'espère que cette liste non exhaustive vous aura donné des pistes de réponses, n'hésitez pas à partager les vôtres en commentaire :)
5. FAQ - Les questions fréquentes sur la densité initiale
Parce que ce sujet revient très souvent chez les brasseurs, voici les réponses courtes aux questions les plus fréquentes. L’idée est de comprendre d’où vient la différence pour mieux ajuster les prochains brassins.
Pourquoi ma densité initiale est-elle trop basse ?
Une densité initiale trop basse signifie généralement que votre moût contient moins de sucres que prévu, ou qu’il est trop dilué. Les causes les plus fréquentes sont une efficacité de brassage plus faible que celle prévue par la recette, un concassage trop grossier, un empâtage mal maîtrisé, un rinçage incomplet ou un volume final trop élevé.
Pourquoi ma densité initiale est-elle trop haute ?
Une densité initiale trop haute indique souvent que le moût est plus concentré que prévu. Cela peut venir d’une meilleure efficacité que celle prévue dans la recette, d’une évaporation trop importante pendant l’ébullition ou d’un volume final plus bas que prévu.
Comment corriger une densité initiale trop basse pendant le brassin ?
Si vous vous en rendez compte avant ou pendant l’ébullition, vous pouvez prolonger légèrement l’ébullition pour concentrer le moût. Dans certains cas, vous pouvez aussi ajouter un peu d’extrait de malt pour augmenter la quantité de sucres, mais le plus important reste de noter l’écart pour mieux ajuster vos prochaines recettes.
Comment corriger une densité initiale trop haute ?
Si votre densité initiale est trop haute, vous pouvez diluer le moût avec de l’eau propre et adaptée au brassage. Faites-le progressivement, en mesurant à nouveau la densité, pour éviter de trop diluer votre bière.
Quelle efficacité utiliser quand je suis une recette ?
L’idéal est d’utiliser l’efficacité réelle de votre propre matériel, et non celle indiquée par défaut dans la recette. Pour la connaître, notez à chaque brassin la quantité de malt utilisée, le volume obtenu et la densité mesurée, puis faites une moyenne après plusieurs brassins.
Est-ce grave de ne pas atteindre exactement la densité prévue ?
Pas forcément. Un petit écart ne veut pas dire que votre bière est ratée. En revanche, si l’écart revient souvent, cela indique qu’il faut ajuster vos recettes à votre matériel, mieux mesurer vos volumes ou revoir une étape comme le concassage, l’empâtage ou le rinçage.
À quelle température faut-il mesurer la densité ?
La plupart des densimètres sont calibrés autour de 20 °C. Si votre échantillon est trop chaud, la lecture peut être faussée. Le plus sûr est donc de refroidir l’échantillon avant de mesurer, ou d’utiliser une correction de température si nécessaire.
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Pour aller plus loin
How to Brew, John Palmer,
https://howtobrew.com/section-3/chapter-17/
https://howtobrew.com/section-3/chapter-14/
https://crispmalt.com/news/milling-guide/
https://www.brewersfriend.com/2012/11/30/making-sense-of-efficiency-definitions/
https://www.brewersfriend.com/hydrometer-temp/