Vous êtes un amateur de café en quête de la tasse parfaite ? Vous avez sans doute déjà entendu parler de la mouture. Mais la qualité de la mouture dépend de bien plus que la simple finesse de la poudre.
C’est là qu’intervient la granulométrie , un facteur crucial pour l’extraction et donc pour le goût de votre café. Ces dernières années, nous avons testé rigoureusement plus de 70 moulins à café, en explorant en profondeur l’analyse granulométrique. Dans cet article, nous expliquerons ce qu’est la granulométrie, comment la mesurer et quels sont les indicateurs clés réellement importants.
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Qu'est-ce que la distribution granulométrique (PSD) ?
Lorsque votre moulin à café moud les grains, il ne produit pas une seule granulométrie, mais tout un spectre, allant des particules très fines (« fines ») aux particules plus grossières (« gros cailloux »). La distribution granulométrique décrit précisément ce mélange : combien de particules de chaque taille composent votre café moulu ?
On observe généralement une distribution bimodale dans le café moulu pour espresso. Cela signifie qu'il y a généralement deux pics dans la distribution :
- Un pic net pour les particules de très petite taille.
- Un pic principal (pic nominal) qui constitue la plus grande proportion du matériau broyé et dont la position dépend fortement du réglage de mouture.
Cette répartition est cruciale, car elle influence considérablement la façon dont l'eau traverse le café pendant l'infusion, ainsi que les arômes extraits et la vitesse d'extraction. Une répartition inégale peut entraîner une extraction inégale : certaines particules sont alors sur-extraites (amertume), d'autres sous-extraites (acidité).
Comment mesure-t-on la distribution des particules ? Notre protocole
Afin d’obtenir des données objectives et comparables, nous collaborons étroitement avec l’équipe du Centre d’excellence du café de la Haute école spécialisée de Zurich (ZHAW). Nos mesures suivent un protocole standardisé :
- Dispositif de mesure : Nous utilisons un appareil de mesure de haute précision basé sur l’analyse d’images dynamiques (un Retsch Camsizer X2, affectueusement surnommé « Kevin » en interne). Les particules de café sont acheminées par une goulotte et capturées par des caméras. Contrairement à la diffraction laser, cette méthode nous fournit non seulement des informations sur la taille, mais aussi, en théorie, sur la forme, bien que nous nous concentrions ici sur la taille.
- Échantillonnage : Un échantillon représentatif est essentiel. Les particules fines et grossières pouvant se séparer dans le récipient, nous utilisons un diviseur d’échantillons. Celui-ci divise mécaniquement et équitablement l’échantillon broyé afin d’obtenir une petite quantité, mais représentative, pour l’analyse.
- Standardisation : Tous les moulins sont testés avec le même café (un café brésilien naturellement transformé de la coopérative APAS) et selon des recettes définies (T4 = Espresso, T5 = Ristretto, T6 = Lungo, T7 = retour à l'Espresso) pour assurer la comparabilité.
Les mesures les plus importantes en détail
Nous extrayons divers indicateurs clés de performance à partir des données de mesure. Les trois plus importants pour l'évaluation d'une usine sont :
x50 (médiane) :
x₅₀ (taille médiane des particules) : Il s’agit de la taille moyenne des particules, au sens statistique du terme. Plus précisément : 50 % des particules sont plus petites que x₅₀ et 50 % sont plus grandes. x₅₀ est donc également appelée médiane ou D50. Pour les moutures espresso, elle se situe généralement dans la gamme des centaines de micromètres (par exemple, 200 à 300 µm, selon le moulin et ses réglages). x₅₀ peut être considérée comme une mesure approximative de la « taille moyenne de la mouture » : elle se déplace vers la gauche (valeurs plus faibles) pour une mouture plus fine et vers la droite (valeurs plus élevées) pour une mouture plus grossière. Pour l’extraction, une petite valeur de x₅₀ signifie : une grande surface de contact, une tendance à une extraction plus importante (voire une sur-extraction) et un débit plus lent. Une valeur de x₅₀ plus élevée entraîne une surface de contact plus faible, une extraction moindre (risque de sous-extraction) et un débit plus rapide. Important : x₅₀ seul ne décrit pas la distribution complète, mais c'est un bon point de départ pour comparer les moutures.
🔎 x50 En bref : La valeur x50 (en micromètres, µm) correspond au point où 50 % du volume du matériau broyé est constitué de particules plus petites que cette valeur, et 50 % de particules plus grandes. Elle représente la taille « typique » des particules dans le matériau broyé.
teneur en particules fines (Qf < 100 µm / pic fin) :
Ici, nous entendons par fines particules le pourcentage de particules inférieures à 100 µm dans le café moulu . Pourquoi 100 µm ? Parce que dans de nombreuses analyses de mouture, un minimum se situe autour de cette taille entre le pic principal et le pic des fines particules. Tout ce qui se trouve à gauche de ce minimum correspond aux fines particules. Cette valeur (souvent indiquée par Q<100µm) indique donc la finesse du café moulu. Par exemple, 30 % <100 µm signifie que près d'un tiers des particules de café sont plus fines qu'un cheveu ; cela représente une quantité importante de fines particules.
Une forte proportion de fines peut augmenter le corps d'un espresso (son intensité, car davantage de particules fines se retrouvent dans la tasse), mais comporte également un risque de sur-extraction et d'amertume (les fines libèrent très rapidement les composés aromatiques et sont sujettes à la sur-extraction). De plus, elles obstruent les pores de la galette et augmentent la résistance : les moulins produisant beaucoup de fines nécessitent souvent un réglage plus grossier pour obtenir un espresso relativement homogène. À l'inverse, les moulins produisant très peu de fines (distributions unimodales avec un seul pic) peuvent être réglés beaucoup plus finement sans risque d'obstruction, car il y a moins de particules susceptibles de boucher les pores. Le pic de fines influence donc significativement le comportement et le goût de la mouture : d'un espresso velouté et dense (beaucoup de fines) à un espresso clair et léger (peu de fines).
🔎 Fraction fine (en bref) : cette valeur indique le pourcentage volumique de particules inférieures à 100 µm . Ces particules très fines, souvent appelées « fines », forment le pic correspondant sur la courbe de distribution. Ce pic se situe généralement entre 30 et 70 µm.
« Largeur de crête principale » (60 % de la largeur de crête grossière) :
Lorsque nous parlons de la largeur du pic principal , nous faisons référence à la plage de tailles qui contient 60 % de toutes les particules grossières (c'est-à-dire supérieures à 100 µm). Les particules fines, c'est-à-dire les particules très fines inférieures à ce seuil, sont volontairement exclues. Cela permet d'avoir une vision claire de ce qu'un moulin produit en fonctionnement principal : les particules moyennes à grossières qui influencent significativement l'espresso.
Imaginez cette zone principale comme un paysage montagneux sans brouillard : le pic principal est-il une crête étroite et dégagée où presque toutes les particules sont de taille similaire ? Ou une colline étendue entourée de chaînes de collines plus petites ? C’est précisément ce que montre la largeur du pic grossier à 60 % : elle décrit la répartition, plus ou moins homogène, des matériaux broyés dans la zone principale.
Une faible valeur indique que la taille des particules est homogène, ce qui donne une mouture uniforme. Une valeur élevée indique une distribution granulométrique large : on trouve des particules plus petites et des particules nettement plus grosses autour de la moyenne. Conséquence : l’extraction du café varie selon les grains, ce qui peut engendrer des irrégularités de goût.
Pourquoi est-ce important ? Parce qu’une granulométrie étroite suggère une extraction plus homogène, avec des saveurs équilibrées et nettes. En revanche, si la granulométrie est large, des particules de taille moyenne et de gros morceaux (« rochers ») se côtoient souvent dans la galette. Ces derniers n’apportent quasiment aucune saveur : ils sont sous-extraits, tandis que le reste est déjà extrait de façon optimale, voire sur-extrait. Résultat : l’acidité et l’amertume sont dissociées et la douceur disparaît.
Nos tests réalisés avec plus de 70 moulins à café ont révélé que dès que la largeur du pic principal dépasse environ 300 µm, les expressos ont souvent un goût déséquilibré, manquant de structure et d'harmonie. À l'inverse, une largeur de pic plus étroite est caractéristique des moulins modernes offrant une mouture précise et un alignement stable. Ces derniers produisent systématiquement une mouture de haute qualité, essentielle à un expresso clair et à l'extraction stable.
🔎 En bref : La largeur du pic à 60 % de la granulométrie grossière ne mesure pas la largeur à 60 % de la hauteur de la courbe, mais plutôt la plage de tailles dans laquelle se situe 60 % de la masse des particules grossières. Il s’agit d’une mesure objective de l’homogénéité du composant principal du matériau broyé et, par conséquent, d’un indicateur clé de la qualité du broyeur.
Comprendre les courbes de distribution des particules
L'analyse des résultats de mesures de particules révèle généralement deux courbes : une courbe de distribution incrémentale et une courbe de distribution cumulative . Toutes deux représentent le même échantillon de matériau broyé, mais selon deux perspectives différentes.
Important : L’ axe des abscisses des deux diagrammes (c’est-à-dire la taille des particules) est à échelle logarithmique. Cela signifie que la distance entre 10 µm et 100 µm apparaît identique à celle entre 100 µm et 1 000 µm, même si cette dernière plage représente une différence de taille dix fois supérieure .
Pourquoi est-ce important ? Parce que cela peut facilement tromper nos yeux :
- Sur la courbe incrémentale, la zone inférieure à 100 µm paraît souvent plus large qu'elle ne l'est réellement – même si l'espace y est en fait très réduit.
- Dans la courbe cumulative, une forte augmentation dans la plage 200–300 µm peut soudainement paraître beaucoup plus spectaculaire car la distance semble petite visuellement, mais est grande en termes de contenu.
En résumé : l’axe des abscisses n’est pas linéaire, mais suit une échelle logarithmique ; ceci est nécessaire pour représenter clairement les particules fines et grossières sur un même graphique. Cependant, cela modifie notre perception de la « surface » et du « poids ». Toute personne interprétant la courbe doit en tenir compte.
Exemple de distribution incrémentale.
Part incrémentale
La courbe de répartition granulométrique ressemble à une petite chaîne de montagnes. Elle indique le nombre de particules présentes dans une plage de tailles spécifique . L'axe des ordonnées représente le pourcentage de la masse totale du matériau broyé se situant dans un intervalle de tailles étroit, par exemple entre 240 et 250 µm. Plus un point est élevé sur la courbe, plus la concentration de particules dans cet intervalle est importante. On peut ainsi immédiatement observer : où se situe le pic le plus élevé ? Quelle est la proportion de fines ? Et quelle est l'étendue de la distribution globale ? La courbe de répartition granulométrique constitue ainsi une représentation visuelle de la granulométrie : elle indique où se situe la majorité des particules, l'importance du pic de fines et l'homogénéité ou la dispersion apparente du matériau broyé.
- La courbe incrémentale vous indique quel pourcentage de la poudre de café se situe dans une plage de taille spécifique (par exemple, quel pourcentage se situe entre 30 et 100 µm).
- Elle permet de visualiser très clairement les pics : on peut identifier le pic secondaire et le pic principal et déterminer si la distribution est bimodale. L’axe des abscisses (taille des particules) est souvent représenté ici sur une échelle logarithmique afin de mieux rendre visible la gamme des particules fines.
- Si la valeur à 250 µm (axe X) est de 2 % sur l'axe Y, cela signifie : → Environ 2 % du café total mesuré sont constitués de particules d'une taille d' environ 250 µm (plus précisément : dans l'intervalle de mesure autour de 250 µm).
Exemple de distribution cumulative
Part cumulative
La part cumulée illustre la même chose, mais différemment. L'axe des ordonnées indique le pourcentage de café déjà traité lorsqu'on additionne toutes les particules jusqu'à une certaine taille . La courbe part de zéro à gauche et monte progressivement jusqu'à 100 % à droite. Les variations de pente sont particulièrement intéressantes : une portion abrupte signifie qu'il y a beaucoup de particules dans cette gamme de taille, c'est là que le café est le plus actif. Une portion douce signifie qu'il y a peu d'activité, seulement quelques particules de cette taille sont présentes. On pourrait dire que la courbe cumulative montre la vitesse à laquelle le sac de café se remplit lorsqu'on ajoute des particules, des plus fines aux plus grossières.
- Cette courbe montre la proportion totale (en pourcentage) de toutes les particules qui sont inférieures ou égales à une certaine taille.
- Il augmente toujours de 0 % à 100 %.
- À partir de cette courbe, vous pouvez facilement lire la valeur x50 (où la courbe croise la ligne des 50 %) ainsi que la fraction fine (la valeur Y à 100 µm sur l'axe X).
Pourquoi ces valeurs influencent-elles le goût ?
Les choses deviennent intéressantes : comment ces caractéristiques de distribution se traduisent-elles en tasse ? C’est là que l’expérience empirique et les découvertes scientifiques entrent en jeu. Premièrement, les dégustateurs expérimentés remarquent rapidement si un espresso, par exemple, est trop extrait et amer à cause d’une trop grande quantité de fines, ou s’il reste aqueux et acide à cause de particules trop grossières. Deuxièmement, des analyses – comme celles de l’astrophysicien et chercheur en café Jonathan Gagné – ont clairement montré que le réglage d’un espresso consiste essentiellement à ajuster la proportion de fines. Lors d’une évaluation de 24 moulins à espresso de notre série de tests, Gagné a découvert que différents moulins, une fois réglés de manière optimale, produisent des quantités de fines étonnamment similaires – indépendamment du diamètre moyen des particules. Autrement dit, les baristas ajustent principalement la mouture jusqu’à ce que la quantité totale de fines soit idéale pour obtenir le débit et la pression souhaités.
Un moulin produisant beaucoup de fines doit être réglé sur une mouture plus grossière (pour éviter que trop de fines n'encrassent la galette), tandis qu'un moulin produisant moins de fines peut être réglé sur une mouture très fine (pour créer une résistance suffisante dans la galette). Cette interaction explique pourquoi, par exemple , les moulins unimodaux (avec peu de fines) nécessitent souvent des extractions très fines , qui offrent alors des arômes d'une pureté exceptionnelle – souvent appelés « extractions à faible teneur en fines », mettant en valeur des notes acidulées et florales plus vives. À l'inverse, les moulins avec une teneur en fines volontairement plus élevée produisent souvent des expressos plus corsés et plus épais – typiquement italiens, avec un caractère chocolaté plus amer, mais parfois aussi une acidité plus prononcée. La largeur du pic principal se reflète également dans le goût. Lors de nos tests, nous avons constaté à plusieurs reprises que des distributions très larges (pic principal large) conduisent à des combinaisons d'arômes complexes : une certaine agitation en tasse, que nous avons également décrite comme « dispersée ». Une partie de l'extraction est excessive (amertume, parfois une note métallique), une autre partie persiste (acidité vive), et il est difficile d'obtenir un goût global équilibré.
À l'inverse, si la granulométrie est plus homogène (pic plus étroit) , les arômes s'harmonisent généralement mieux : douceur, acidité et amertume s'équilibrent, sans qu'aucun goût ne domine. Cela ne signifie pas pour autant que tous les moulins produisant une mouture fine ou à large distribution granulométrique font automatiquement un mauvais café. Le jugement gustatif dépend de nombreux facteurs (variété de grains, torréfaction, recette, etc.), et la technologie peut compenser en grande partie ces facteurs. Néanmoins, les tendances sont claires. Les moulins qui produisent une mouture très uniforme sont appréciés par de nombreux amateurs de café pour leurs expressos clairs et équilibrés. Les moulins produisant une mouture plus fine donnent souvent des expressos forts et denses, mais plus difficiles à équilibrer parfaitement. Le goût personnel entre également en jeu : certains apprécient l'intensité chocolatée d'un expresso légèrement « turbide », d'autres les nuances subtiles d'un expresso « pur » ; les deux peuvent être excellents à leur manière. Cependant, la distribution granulométrique nous fournit les outils scientifiques nécessaires pour quantifier ces caractéristiques d'un moulin et les exploiter de façon ciblée.
Bien entendu, ces trois valeurs sont également liées : les broyeurs à forte teneur en fines produisent souvent une distribution granulométrique plus large et un x₅₀ plus élevé, car leur réglage doit être plus grossier. Inversement, les broyeurs à faible teneur en fines présentent souvent un x₅₀ plus faible (nécessitant un réglage plus fin) et un pic principal plus étroit. Il est néanmoins utile d'examiner chaque paramètre individuellement pour avoir une vision d'ensemble.
Conclusion : Que pouvons-nous apprendre de l'analyse particulaire pour obtenir le café parfait ?
L'étude de la distribution granulométrique révèle de façon impressionnante qu'un univers scientifique insoupçonné se cache derrière le geste apparemment simple de moudre du café. Pour nous, amateurs de café, cela signifie que nous pouvons aborder ce processus avec plus de conscience. Comprendre qu'un moulin ne se contente pas de moudre « finement » ou « grossièrement », mais crée plutôt une empreinte unique de fines particules, de particules moyennes et peut-être de quelques gros morceaux , nous permet de mieux adapter nos recettes de café – ou de choisir un moulin qui correspond à nos préférences.
Différents disques de broyage de même taille mais de géométries différentes (largeur de coupe, pré-broyage, étroitesse des arêtes de coupe, etc.) modifient considérablement la distribution des particules.
Les résultats de l'analyse granulométrique vous incitent à examiner (ou à déguster) de plus près votre prochain espresso : percevez-vous des signes indiquant que votre moulin produit beaucoup de particules fines ? L'espresso est-il velouté, corsé, avec peut-être une certaine sécheresse en fin de bouche et des arômes moins nets ? Si oui, cela pourrait indiquer une forte proportion de particules fines.
Ou bien sa complexité est-elle d'une clarté cristalline, chaque arôme de café se détachant nettement, mais le corps est moins prononcé, peut-être plus juteux que corsé et dense ? Dans ce cas, il pourrait s'agir d'une mouture très homogène, avec peu de particules fines.
En définitive, la distribution des particules révèle à quel point savoir-faire et science sont intimement liés dans l'univers du café. Les meilleurs résultats sont obtenus en combinant les deux : la curiosité et l'esprit d'expérimentation du barista amateur et les connaissances issues de la recherche. Notre exploration du monde des particules de café a démontré que de nombreux principes de physique et de statistiques se cachent derrière chaque tasse aromatique – mais rassurez-vous : nul besoin d'être astrophysicien pour en profiter (même si des personnes comme Jonathan Gagné y contribuent certainement !).
Même une compréhension élémentaire des processus à l'œuvre dans la mouture du café peut nous aider à faire des choix plus éclairés. Qu'il s'agisse d'investir dans un moulin spécifique ou d'affiner notre recette, des mesures scientifiques comme l'analyse granulométrique nous offrent une base objective pour mieux appréhender le mythe et la magie de l'espresso.
Au final, tout est question de goût. La granulométrie n'est pas une fin en soi, mais un élément clé pour comprendre et maîtriser les arômes. Alors, la prochaine fois qu'on parle de mouture « grossière » ou « fine », souvenez-vous : c'est bien plus complexe que cela, un univers entier de particules à découvrir. Bonne exploration et bonne route vers le café parfait !
