Utiliser la lumière pour obtenir un café parfait – les réfractomètres dans la préparation du café

Réfractomètre VST

Aperçu des réfractomètres à café courants

Plusieurs réfractomètres numériques se sont imposés dans le secteur du café de spécialité, offrant des précisions, des fonctionnalités et des prix variés. Voici un aperçu des trois modèles les plus connus :

VST LAB Coffee III

Le réfractomètre à café de laboratoire de Voice Systems Technology (VST) est considéré comme la référence du secteur. Nous possédons trois modèles de ce réfractomètre, qui nous servent quotidiennement avec fiabilité depuis plus de 10 ans.

Le réfractomètre VST mesure la concentration en TDS du café de 0,00 % à environ 20 % et offre une précision remarquable de ±0,02 % (valeur typique). Pour les échantillons d'espresso (plus concentrés), la précision est légèrement inférieure, aux alentours de ±0,05 %, ce qui reste très précis. L'appareil propose une compensation automatique de température entre 15 et 40 °C, pratique lorsque l'échantillon n'a pas encore complètement refroidi. Son optique en saphir de haute qualité et sa matrice de 1024 pixels garantissent des mesures fiables. VST inclut le logiciel CoffeeTools pour PC/Mac, permettant les calculs d'extraction et l'analyse des données. Il n'est donc pas surprenant que les réfractomètres VST soient utilisés comme instruments officiels lors des championnats du monde (Brewers Cup, Barista Championship) depuis des années. Seul bémol : son prix. La qualité professionnelle a un coût (plusieurs milliers d'euros, logiciel et filtres inclus).

Atago PAL-COFFEE

Le PAL-COFFEE du fabricant japonais Atago est un réfractomètre de poche pratique et polyvalent très apprécié. Il affiche directement la valeur Brix et le TDS (des versions à double échelle sont disponibles). Nous utilisons un réfractomètre PAL-Coffee depuis 2018 lors de nos formations et compétitions de brassage.

Avec un temps de mesure d'environ 3 secondes seulement et une compensation automatique de température jusqu'à 100 °C, il convient même aux échantillons chauds immédiatement après l'infusion. Sa précision est de ±0,15 % TDS. Un peu grossière pour le café filtre, elle est suffisante pour l'espresso. Son design robuste et étanche (idéal pour l'environnement animé d'un café) et sa simplicité d'utilisation, ne nécessitant que deux gouttes d'échantillon, sont très appréciés. Un atout pratique : grâce à l'échelle Brix, il peut également être utilisé pour mesurer des solutions sucrées ou des jus de fruits. Cependant, pour le café, il est recommandé d'utiliser l'affichage TDS afin d'obtenir directement le pourcentage d'extrait de café. Le PAL-COFFEE est proposé à un prix inférieur à celui du VST, mais reste tout de même dans la fourchette haute des prix.

Extrait DiFluid R2

Le DiFluid R2 Extract, un appareil récent venu de Chine, fait sensation depuis 2022 comme alternative économique. Malgré son prix nettement inférieur, il offre une précision impressionnante de ±0,02 % TDS et une large plage de mesure allant de 0 à environ 25 % (jusqu'à 30 % TDS selon le fabricant). Petit, rechargeable par USB et étanche (IP67), il résiste même aux accidents comme le renversement d'un expresso.

L'intégration de l'application est particulièrement innovante : le R2 se connecte via Bluetooth à l'application DiFluid Café pour smartphone, qui enregistre les mesures, génère des statistiques et assure même les mises à jour de l'appareil. Le grand écran intégré affiche toutes les données importantes (dont la température) et simplifie son utilisation grâce à un seul bouton. Un plateau d'échantillon en aluminium est inclus, garantissant une stabilisation rapide de la température. En résumé, le R2 offre de nombreuses fonctionnalités d'appareils haut de gamme à un prix abordable. C'est l'outil idéal pour les baristas amateurs ambitieux ou comme réfractomètre portable d'appoint.

Remarque : Les réfractomètres analogiques simples, conçus par exemple pour le vin ou le miel, ne conviennent généralement pas au café. Souvent, ils sont conçus uniquement pour des valeurs Brix élevées et sont trop imprécis pour les faibles teneurs en TDS, ou bien ils nécessitent une lecture manuelle, subjective et sujette à erreurs. Par conséquent, toute personne souhaitant mesurer précisément le café aura tout intérêt à utiliser les appareils spécifiques mentionnés précédemment.

Principe de fonctionnement et application correcte

Comment fonctionne un réfractomètre à café ? En termes simples, l’appareil projette un faisceau lumineux à travers l’échantillon sur un prisme et mesure l’ angle de sortie de la lumière. Plus la solution est dense ou concentrée, plus la lumière est déviée (réfractée). Au-delà d’un certain angle d’incidence, il se produit une réflexion totale interne . La lumière est alors entièrement réfléchie à l’intérieur du milieu. Cet angle critique dépend directement de l’indice de réfraction (IR) du liquide. Les réfractomètres numériques utilisent ce principe : ils balayent différents angles et détectent le point où la lumière ne peut plus traverser l’échantillon. À partir de cet angle critique, l’appareil calcule l’indice de réfraction de l’échantillon.

Dans le café, l'indice de réfraction est fonction de la teneur totale en solides dissous (TDS), mais cette relation n'est pas simplement linéaire. La relation entre l'indice de réfraction et la concentration du café est complexe et non strictement linéaire, car le café est composé de centaines de composés chimiques. Par exemple, VST a analysé des milliers d'échantillons de cafés différents, torréfiés et préparés selon diverses méthodes, afin de développer ses algorithmes, déterminant la TDS par réfractométrie et par séchage. Une formule de conversion peut être dérivée de ces données, permettant à l'écran du réfractomètre d'afficher directement le pourcentage de TDS sans aucun calcul de l'utilisateur. Les réfractomètres à café modernes intègrent les résultats empiriques de nombreuses expériences en laboratoire sous forme de formules de courbes optimisées dans leur puce, permettant ainsi de déduire des valeurs de pourcentage fiables à partir de la réfraction de la lumière.

Outre l'étalonnage des solutions de café , la compensation de température est essentielle. La chaleur modifie considérablement la densité d'un liquide et, par conséquent, son indice de réfraction. Un échantillon chaud donnerait donc un résultat inexact sans correction. C'est pourquoi tous les instruments de haute qualité sont équipés d'une compensation automatique de température (CAT) dans une certaine plage (généralement entre 10 et 40 °C, voire plus). L'électronique mesure la température de l'échantillon et ajuste l'indice de réfraction comme si la mesure avait été effectuée à 20 °C, par exemple. Néanmoins, pour une précision optimale, il est recommandé de laisser l'échantillon de café refroidir à température ambiante , notamment pour l'espresso. Cela réduit les erreurs de mesure et protège l'instrument. En effet, personne ne souhaite exposer le coûteux système de prismes à de l'eau bouillante.

La préparation de l'échantillon est tout aussi importante. Les solutions de café, notamment l'espresso et le café infusé, contiennent toujours de très fines particules insolubles (microparticules, fines particules de café moulu) et des huiles émulsionnées. Ces impuretés faussent l'indice de réfraction et doivent être éliminées pour une mesure précise. En pratique, on utilise du papier filtre ou des filtres à seringue spéciaux (par exemple, de 0,5 µm pour l'espresso) à cet effet. Lorsqu'un échantillon d'espresso est filtré, la teneur en solides dissous totaux (TDS) mesurée diminue généralement légèrement, car les particules en suspension ne contribuent plus à la teneur apparente en matières solides. Cependant, la précision et la reproductibilité de la mesure augmentent significativement.

Comment utiliser le réfractomètre

La procédure étape par étape suivante permet d'obtenir une mesure fiable :

1. Étalonnage : Avant toute mesure, il est conseillé de vérifier avec de l’eau de brassage que le réfractomètre est bien réglé sur 0,00 % (mise à zéro). Ceci permet d’éliminer toute dérive de mesure ou tout résidu sur le prisme.
2. Mélanger et prélever un échantillon : Pour un espresso, on prélève généralement quelques millilitres au centre de la tasse (et non dans la crème). J’utilise une pipette ou une seringue pour mélanger l’échantillon. J’aspire le café puis je le réinjecte dans le récipient. Le fait de mélanger permet d’obtenir un échantillon bien homogène.
3. Filtration : Si nécessaire, clarifiez l’échantillon à l’aide d’un filtre en papier ou d’une seringue afin d’éliminer toutes les particules en suspension visibles. Cette étape est particulièrement recommandée pour les cafetières à piston, les cafetières italiennes ou les machines à expresso afin d’éviter de fausser le résultat par des particules ou des dépôts huileux.
4. Laisser refroidir : Si possible, refroidir l'échantillon à environ 20 °C. Bien que les échantillons chauds puissent être mesurés directement par l'Atago ou le DiFluid (qui compensent jusqu'à 100 °C), l'expérience montre que les valeurs de TDS ont tendance à augmenter légèrement pendant le refroidissement, soit en raison d'une augmentation de la densité, soit simplement à cause de l'évaporation d'une partie de l'eau. Il est donc préférable d'attendre quelques instants ou d'agiter l'échantillon jusqu'à ce qu'il atteigne la température ambiante.
5. Mesure : Déposez une ou deux gouttes de l’échantillon préparé sur le prisme, refermez le clapet (le cas échéant) et lisez la valeur. Les appareils modernes effectuent la mesure en quelques secondes et affichent directement la valeur TDS en pourcentage.
6. Nettoyage : Après chaque mesure, nettoyez le prisme à l’eau et avec un chiffon non pelucheux. Les résidus de café pourraient sécher et fausser la mesure suivante.

Cela paraît compliqué ? Certes, on a un peu l’impression de travailler en laboratoire. Mais bientôt, le réfractomètre deviendra un outil aussi indispensable au barista qu’un thermomètre au chocolatier. Avec un peu d’entraînement, les étapes décrites ci-dessus ne prennent guère plus d’une minute. Et la récompense ? Des données précises sur votre café.

Comprendre la force du café (TDS) et le taux d'extraction (E)

Une fois que vous avez déterminé la valeur TDS de votre café, la question se pose : est-ce bon ou mauvais ?

Outre l'intensité, un second paramètre important entre en jeu : le rendement d'extraction (RE). Le rendement d'extraction indique le pourcentage de café moulu dissous dans l'infusion . Autrement dit : si vous infusez 20 g de café moulu et que vous obtenez 4 g d'infusion, le taux d'extraction est de 20 %. Cette valeur est un indicateur clé de l'intensité de l'infusion : une extraction trop faible donne un café léger et acide, tandis qu'une extraction trop forte le rend amer et astringent. Traditionnellement, l'équilibre et l'optimum se situent autour de 18 à 22 % d'extraction . Dans cette fourchette, le café est équilibré, agréablement sucré et sans acidité ni amertume dominantes.

Le taux d'extraction peut être calculé à partir du TDS et des paramètres d'infusion. La formule classique est :

Autrement dit : vous multipliez le poids du café infusé (en grammes) par le pourcentage de TDS mesuré et vous divisez par la quantité de café sec utilisée. Le résultat est un pourcentage de la masse initiale de café. Par exemple : 20 g de café, infusés pour obtenir 300 g de boisson, avec un TDS de 1,35 %, donnent :

Cela signifierait qu'environ 20,3 % du grain serait dissous dans l'eau, une valeur optimale. En effet, un taux d'extraction d'environ 18 à 22 % est considéré comme optimal pour la plupart des méthodes d'infusion, car en dehors de cette plage, les notes aromatiques déséquilibrées s'accentuent (en dessous de 18 %, le café est souvent sous-développé et acide ; au-dessus de 22 %, il est souvent sec, astringent et amer).

Outre l'extraction, la teneur en solides dissous totaux (SDT) influence également la perception sensorielle. Un espresso avec 10 % de SDT et 20 % d'extraction a un goût totalement différent d'un café filtre avec 1,3 % de SDT et 20 % d'extraction, malgré un taux d'extraction identique. Le premier est dix fois plus concentré (donc une dose plus petite et plus intense), tandis que le café filtre est composé d'environ 98,7 % d'eau et a un goût nettement plus léger. Des plages de SDT typiques ont donc été établies pour les différentes méthodes d'infusion.

• Café filtre (V60, Chemex, cafetière à filtre) : environ 1,2 à 1,5 % de TDS, pour une extraction d’environ 18 à 22 %. Corsé, léger à moyen, avec des arômes nets.
• Espresso : environ 8 à 12 % de TDS, et environ 18 à 22 % d’extraction. Très fort et concentré, sirupeux.
• Cafetière Moka (Bialetti) : environ 3 à 5 % de TDS, extraction d'environ 18 à 22 %. Plus fort que le café filtre, mais pas tout à fait un espresso – un « petit café noir » avec un corps prononcé.
• Cafetière à piston : environ 1,2 à 1,7 % de TDS, extraction d’environ 18 à 22 %. Force similaire à celle du café filtre, mais plus corsé, car l’absence de papier filtre retient les huiles et les fines particules.
• Café infusé à froid : généralement 1,4 à 1,6 % de TDS (total des solides dissous) sous forme de concentré à environ 18 à 22 % d’extraction. Son goût est doux grâce à l’infusion à froid, malgré une teneur en TDS potentiellement élevée. Il est souvent dilué avec de l’eau et des glaçons au moment de servir.
• Dégustation (cupping) : environ 1,2 à 1,4 % de TDS à environ 20 % d'extraction.

( Bien sûr, ces valeurs peuvent varier selon la recette, le type de grain et les goûts personnels ; ce sont des indications, pas des règles strictes. ) Le plus intéressant, c’est que de nombreuses méthodes d’infusion très différentes visent finalement un pourcentage d’extraction similaire. En revanche, la teneur en solides totaux (TDS) varie considérablement selon le type de boisson. Le tableau de contrôle de l’infusion de la Specialty Coffee Association illustre précisément ce phénomène : un système de coordonnées avec l’extraction sur un axe et l’intensité sur l’autre. À l’intérieur de ce tableau se trouve un rectangle « idéal » (environ 18 à 22 % d’extraction et 1,15 à 1,45 % de TDS pour le café filtre) qui représente la plage cible pour un arôme équilibré. À l’aide d’un réfractomètre, vous pouvez positionner précisément votre café infusé sur ce tableau et ajuster la recette en conséquence (par exemple, la mouture, la dose, la quantité d’eau).

Applications et logiciels comme outils

Plus besoin de calculatrice ni de tableau d'infusion pour déterminer l'extraction à partir du TDS ! De nombreuses applications et logiciels sont conçus spécifiquement à cet effet et fonctionnent souvent parfaitement avec les réfractomètres.

• VST CoffeeTools : Ce logiciel développé par VST (pour PC/Mac, et également disponible sous forme d’application mobile) enregistre la valeur TDS, la dose de café et le volume de boisson, et fournit le pourcentage d’extraction ainsi que des analyses graphiques. Fourni avec le réfractomètre VST, il est devenu un outil incontournable dans le monde du café pour la création et l’optimisation de recettes.
• MoJo To Go : une application mobile initialement développée par VST qui permet de saisir et d'enregistrer des mesures en déplacement. « MoJo » est devenue célèbre comme le premier outil du genre destiné aux baristas – elle a fait sensation entre 2010 et 2012 car elle fonctionnait sur iPod Touch, offrant ainsi aux baristas un véritable outil d'extraction à portée de main. Aujourd'hui, l'application fait partie de la gamme CoffeeTools et continue de servir de carnet pratique pour noter les paramètres du café. À l'époque, je n'avais un iPhone que grâce à cette application.
• Application DiFluid Café : En complément du réfractomètre R2, DiFluid propose une application qui reçoit les données via Bluetooth. Elle affiche le TDS en temps réel, calcule le taux d’extraction après la saisie de la dose/du débit et permet d’enregistrer les résultats dans le cloud. La visualisation est particulièrement impressionnante : vous pouvez visualiser votre ratio d’infusion, le TDS et l’extraction sous forme de graphiques, par exemple, sous forme de point sur un diagramme d’infusion (norme SCA). Cela vous permet d’identifier rapidement la qualité de votre infusion (forte/faible, sous-extraite/sur-extraite).
• SmartRef Coffee Meister : Derrière ce nom complexe se cache une application développée par Anton Paar pour son réfractomètre de laboratoire numérique SmartRef. Bien que l’appareil soit polyvalent (pour l’industrie, les boissons, etc.), il propose un mode café dédié, compatible avec l’application. Celle-ci calcule le TDS et l’extraction, et permet aux utilisateurs de gérer leurs résultats. Anton Paar, réputé pour ses instruments de laboratoire de haute précision, cible clairement les torréfacteurs et les laboratoires souhaitant mesurer la qualité du café grâce à cette application.

Ces outils numériques sont bien plus que de simples gadgets. Ils simplifient considérablement l'utilisation d'un réfractomètre , en éliminant les calculs, en effectuant parfois même des corrections (par exemple, si vous avez dû diluer votre espresso pour le mesurer), et en présentant les résultats clairement. Certains permettent même l'exportation des données, ce qui est utile aux torréfacteurs ou aux chaînes de cafés pour contrôler la qualité de leur préparation. En bref : applications + réfractomètre = un café analysé et décrypté !

Réflexion critique : Exactitude, sources d’erreur et avantages

Malgré l'engouement suscité par les mesures précises, il ne faut pas oublier qu'un réfractomètre est un outil, et non un instrument de mesure du goût . Voici quelques points importants à considérer :

• Précision absolue vs. performances réelles : les fabricants annoncent une précision de ±0,02 % TDS, ce qui est impressionnant (deux centièmes de pour cent). En pratique, l’écart réel peut parfois être plus important, selon l’étalonnage et la manipulation. L’Atago, par exemple, a une précision de ±0,15 %, ce qui signifie qu’un TDS réel de 1,30 % peut être affiché comme 1,15 % ou 1,45 %, soit une marge d’erreur notable. Les appareils VST et DiFluid sont nettement plus précis, mais présentent eux aussi des tolérances (VST ±0,1 % pour l’espresso, selon les spécifications). L’important est que, pour des mesures comparatives (par exemple, recette A vs B), tous les appareils sont suffisamment précis ; les tendances sont clairement visibles. Cependant, il convient de se garder de rechercher la perfection au centième près. De plus, aucun palais au monde ne peut percevoir la différence entre 1,37 % et 1,40 % de TDS.
• Sources d'erreurs et pièges : Le principal obstacle à des mesures précises est une mauvaise technique. Présence de résidus de café sur le prisme ? → lecture faussée. Échantillon mal mélangé ? → mesure non représentative (par exemple, plus faible en surface qu'en profondeur). Échantillon non filtré ? → les particules en suspension semblent augmenter le TDS. Mesure effectuée à une température trop élevée ? → l'instrument risque de ne pas compenser correctement, ou l'eau peut s'évaporer pendant la mesure. Conseil : Toujours bien mélanger les échantillons (surtout par immersion), pipeter proprement, tarer l'instrument et mesurer en quelques secondes (recouvrir avec le capuchon fourni si nécessaire ; certains réfractomètres sont équipés d'une protection contre l'évaporation). Vous obtiendrez ainsi des résultats très cohérents (les mesures répétées ne devraient pas différer de plus de ±0,03 % ; au-delà, l'erreur provient de l'utilisateur). Il existe aussi quelques particularités curieuses : certains baristas ne jurent que par l'écume de l'espresso avant la mesure, car elle est plus légère et flotte à la surface – ce qui est sans importance tant que l'échantillon est bien mélangé, mais cela montre bien que le diable se cache dans les détails.
• Huiles dans l'espresso : Les huiles présentes dans le café sont un sujet fréquemment abordé. Hydrophobes, elles ne se dissolvent pas dans l'eau, mais peuvent se disperser dans l'espresso sous forme de fines gouttelettes (émulsion). Un réfractomètre mesure uniquement les substances dissoutes, mais si les gouttelettes d'huile sont suffisamment nombreuses, elles diffusent la lumière comme des particules solides. Cela peut légèrement affecter l'indice de réfraction (IR). Si l'on filtre l'espresso à travers un papier filtre à pores fins, une grande partie des huiles est retenue. La mesure du TDS (Total des Solides Dissous) diminue alors de quelques centièmes. Cela signifie-t-il que les mesures effectuées sans filtration sont « fausses » ? Pas nécessairement : après tout, nous consommons l'espresso non filtré, huiles comprises, et celles-ci contribuent à son goût. Cependant, à des fins de comparaison, il est judicieux d'utiliser systématiquement la même procédure (filtrer ou ne pas filtrer). En compétition ou en laboratoire, la filtration est une pratique courante pour garantir une comparabilité maximale et minimiser les erreurs de mesure.
• « Le TDS n'est pas le goût » : Point crucial : un réfractomètre mesure la quantité, pas la qualité . Il indique la quantité dissoute, mais rien sur sa composition. Deux cafés peuvent avoir un TDS et un pourcentage d'extraction identiques et pourtant un goût totalement différent, car les composants dissous diffèrent. Une recette peut dissoudre plus d'acides et moins de sucre, l'autre l'inverse. Les chiffres ne mentent pas, mais ils ne disent pas tout. Un barista expérimenté considérera donc toujours les mesures en fonction de son ressenti sensoriel. La mesure instrumentale complète l'évaluation sensorielle, mais ne la remplace pas. C'est précisément là que les malentendus surviennent souvent : un taux d'extraction élevé (par exemple, 24 %) peut indiquer une sur-extraction, mais ce n'est pas forcément le cas si le café est bon. À l'inverse, un café avec seulement 17 % d'extraction peut être étonnamment équilibré, par exemple si le grain a été très légèrement torréfié et qu'une extraction plus faible est plus agréable au goût. Les chiffres apportent de l'objectivité, mais le café est avant tout une boisson à savourer, et non une compétition de pureté.
• Réticences au sein de la communauté : L'utilisation des réfractomètres a en effet suscité de vifs débats dans le monde du café. Certains puristes y voyaient un simple gadget technique, d'autres une menace pour leur perception sensorielle. Des affirmations telles que « Si vous ne connaissez pas le TDS et le pourcentage d'extraction, vous n'êtes pas un barista compétent » étaient courantes. Naturellement, de telles déclarations ont provoqué du ressentiment. Heureusement, le débat a évolué vers une approche plus objective. La plupart reconnaissent désormais que le réfractomètre est un outil : il peut révéler des défauts, garantir la constance et faciliter la formation. Il démystifie certains aspects de la préparation (fini les interrogations sur les différences de goût). Mais il ne diminue en rien la créativité ni le perfectionnement de l'appréciation sensorielle. Au contraire, de nombreux baristas de renom utilisent cet appareil précisément pour affiner leur perception gustative. Par exemple, si le café est trop léger et que le réfractomètre indique un taux de TDS de 1,0 % (au lieu des 1,3 % cibles), vous savez objectivement qu'il est trop faible. La prochaine fois, augmentez légèrement la dose ou moulez plus finement. Vous apprenez ainsi plus rapidement à faire le lien de cause à effet dans le processus d'infusion.

Alors pourquoi utiliser la réfractométrie malgré ses limites ? Parce qu’elle constitue une étape essentielle vers un café d’excellence constante. Comme l’a dit un expert Q-Grader : « Le réfractomètre ne remplace pas le palais et l’odorat, mais il les aide à mieux appréhender le café. »

Les données permettent de tester des hypothèses (une mouture plus fine permet-elle réellement une meilleure extraction ? La pré-infusion contribue-t-elle à augmenter la force du café ? etc.) et de garantir la qualité. À l’heure où le café de spécialité est considéré comme un art au même titre que le vin ou la gastronomie, l’utilisation d’instruments de mesure est tout à fait normale. L’important est de les utiliser intelligemment : le café n’est pas un casse-tête numérique à résoudre, mais une boisson que l’on peut sublimer grâce au savoir-faire et à la technologie – si on le souhaite.

Contexte scientifique et nouvelles découvertes

La science du café est en plein essor, et les réfractomètres jouent souvent un rôle clé dans la quantification des expériences. Voici quelques études récentes (2021-2024) qui intéresseront les baristas professionnels et les amateurs de café :

Immersion totale, extraction à chaud

Une étude réalisée en 2021 a montré Les rapports scientifiques de Liang et al. montrent que lors de l'infusion par immersion (par exemple, la dégustation), le taux d'extraction se stabilise dans une plage étroite, correspondant à un équilibre thermodynamique . Il est intéressant de noter que la teneur en solides dissous totaux (SDT) peut être facilement contrôlée par le ratio café/eau, mais pas le taux d'extraction (E), qui reste constant à une température donnée. Autrement dit, plus on ajoute d'eau, plus le café est dilué (la teneur en SDT diminue), mais le pourcentage d'extraction extrait de la mouture n'augmente pas significativement une fois la saturation atteinte. Conséquence pratique ? Lors des dégustations entre 80 °C et 99 °C, le taux d'extraction à l'équilibre se situe toujours autour de 20 %, quelle que soit la quantité d'eau. Ainsi, une personne préparant un café très « léger » (beaucoup d'eau, peu de café) obtiendra un café faible avec un taux d'extraction d'environ 20 %, et une personne préparant un café très fort obtiendra un café fort avec un taux d'extraction d'environ 20 %. Le plateau d'extraction peut être influencé par la température (les températures plus élevées donnent un taux d'extraction légèrement supérieur, les températures plus basses un taux légèrement inférieur). Cette découverte bouleverse le tableau classique de brassage, car le degré d'extraction est moins variable qu'on ne le pensait auparavant avec la fermentation par immersion – la force, cependant, est très variable en fonction de la dilution.

TDS vs. Goût – Café infusé à froid vs. Café infusé à chaud

En 2022, une équipe de recherche (Batali et al.) a étudié les différences sensorielles entre le café infusé à froid et le café infusé à chaud, en ajustant les deux méthodes à une même concentration de solides dissous totaux (SDT) (par dilution à 2 %). Cela leur a permis d'isoler l'influence de la température d'infusion sur le profil aromatique, indépendamment de l'intensité. Les résultats ont montré que même avec une concentration de SDT identique (environ 2 %) et une extraction identique, des différences sensorielles significatives apparaissaient. Le café infusé à chaud était systématiquement plus amer et acide, tandis que le café infusé à froid était plus doux et plus floral, et ce, pour tous les niveaux de torréfaction et les types de grains testés. Des attributs tels que le goût de gomme (un faux goût) étaient plus prononcés dans le café infusé à chaud, et les notes florales dans le café infusé à froid. Ceci réfute l'hypothèse de certains sceptiques selon laquelle le café infusé à froid serait simplement « dilué » : non, la température influence apparemment les substances dissoutes et la manière dont les polymères, les acides, etc., sont extraits, même lorsque le volume total est le même. Pour les baristas, cela signifie que le TDS et le pourcentage d'extraction ne suffisent pas à expliquer l'arôme. La méthode d'extraction (ici, la température) joue un rôle majeur dans le profil aromatique.

Dynamique du broyage, des fines et de l'extraction

Une étude intéressante de 2024 ( Smrke et al., Scientific Reports ) a examiné l'influence de la granulométrie du café – et plus précisément la proportion de particules fines (particules ultrafines < 100 µm) – sur l'extraction de l'espresso (pour une meilleure compréhension, je vous recommande notre article sur la « Distribution des particules »). Les chercheurs ont fait varier délibérément la quantité de particules fines dans la galette de café et en ont mesuré les effets. Une plus grande quantité de particules fines a entraîné une perméabilité de la galette nettement inférieure, un écoulement plus lent de l'espresso et un allongement du temps d'extraction. Bien que le rendement d'extraction ait légèrement augmenté, les chercheurs ont constaté, de façon intéressante, que la concentration des composés aromatiques n'augmente pas linéairement avec l'extraction, mais se stabilise, voire diminue au-delà d'un certain seuil. Ils suggèrent que si une extraction plus poussée produit davantage d'arômes, un temps d'extraction plus long permet également à une plus grande quantité d'arômes volatils de s'échapper, même pendant l'extraction. Autrement dit, un espresso extrait à 25 % pourrait contenir moins d'arômes en tasse qu'un espresso extrait à 22 %, car un temps d'extraction plus long permet à une plus grande quantité d'arômes de se dissiper. De plus, l'étude a confirmé les observations sensorielles selon lesquelles une trop grande quantité de fines tend à perturber l'équilibre, probablement par surextraction des composés amers dans les zones où l'eau stagne plus longtemps. En pratique : une mouture homogène avec une proportion modérée de fines améliore à la fois la fluidité et l'équilibre des saveurs. Si un réfractomètre permet de suivre l'extraction globale, une analyse détaillée (arôme par PTR-MS) montre qu'une extraction plus importante n'est pas systématiquement synonyme de meilleure qualité.

En résumé, cette recherche démontre l'importance de mesures précises pour comprendre le café. Sans réfractomètres (et autres méthodes de mesure), nombre de ces découvertes seraient restées impossibles. Réciproquement, la science fournit des informations passionnantes que les professionnels peuvent ensuite tester en pratique (« un café enrichi par la science ! »). C'est un cercle vertueux : les baristas utilisent des méthodes scientifiques et les scientifiques étudient les questions liées à leur métier. Au final, tous les amateurs de café profitent d'un café de meilleure qualité.

Conclusion concernant le réfractomètre : résistance et rendement d’extraction

Le réfractomètre, autrefois instrument de laboratoire, est devenu un outil indispensable à la préparation moderne du café . Il permet une mesure quantitative et donc un contrôle plus précis de l'intensité et de l'extraction, deux facteurs clés pour le goût. Pourtant, dans ma pratique quotidienne, je l'utilise rarement.

Pour moi, c'était un outil indispensable, surtout pour préparer les championnats nationaux de la Brewers Cup et la Coupe du monde des brasseurs à Rimini en 2024. Le réfractomètre m'a permis de mieux comprendre la préparation du café filtre et de l'espresso. Il m'a aussi aidé à affiner mon palais et à me surpasser. Douze ans après l'achat de mon premier réfractomètre, je prends toujours autant de plaisir à l'utiliser lors de dégustations. Je prépare un café et j'essaie de prédire sa teneur en solides totaux (TDS). Même si je me trompe, j'apprends toujours quelque chose sur la préparation du café.

Des modèles comme le VST, l'Atago ou le DiFluid offrent l'outil idéal pour répondre à une multitude de besoins : des appareils haut de gamme d'une précision maximale aux solutions de poche abordables pour un usage domestique. Associés à des applications telles que VST CoffeeTools ou DiFluid Café, le suivi et l'ajustement des recettes deviennent un véritable plaisir grâce à l'analyse des données. Il est toutefois important de se rappeler que ce sont les chiffres qui déterminent le goût, et non l'inverse. Un réfractomètre nous indique ce qui s'est passé, mais c'est le palais et l'odorat qui décident de la qualité du résultat. En combinant ces deux aspects – expertise sensorielle et données de mesure –, on peut affiner l'art du café parfait de manière quasi alchimique.

En définitive , malgré certaines limitations, les réfractomètres sont un outil précieux pour garantir la constance de la qualité, faciliter l'apprentissage et percer les secrets de l'art du café. Ils ont contribué à transformer le café, d'une simple boisson émotionnelle, en une boisson qui repose sur la connaissance. Et soyons honnêtes : un petit côté geek nous sied bien, à nous autres baristas, tant que le résultat est délicieux. Sur ce : que votre café soit délicieux et votre TDS parfait ! ☕️📈