Plat ou conique : La forme du porte-filtre est aussi importante que la taille de la mouture d’un café filtre – 25 Magazine, Issue 8

Plat ou conique : La forme du porte-filtre est aussi importante que la taille de la mouture d’un café filtre – 25 Magazine, Issue 8

LLa meilleure façon de déclencher une discussion passionnée, du moins dans une salle remplie d'amateurs de café, consiste à poser une question simple : Quelle est la meilleure forme du porte-filtre ?

Dr. SCOTT FROST, chercheur postdoctorat, Professeur JEAN-XAVIER GUINARD, et Professeur WILLIAM D. RISTENPART partagent les premiers résultats d’un projet de recherche en cours en partenariat avec la SCA et Breville Corporation.

Toute personne ayant récemment cherché à acheter une cafetière filtre doit reconnaitre que les cafetières modernes ont généralement un porte-filtre soit « semi-conique » soit « à fond plat » (voir Fig. 1). Les amateurs des porte-filtres semi-coniques ont tendance à décrire avec éloquence le meilleur écoulement de l’eau dans la mouture de café, de l’uniformité de l’extraction et du goût. Malheureusement, les amateurs de porte-filtres à fond plat vont présenter avec enthousiasme les mêmes avantages. Les éléments soutenant l’une ou l’autre opinion ont tendance à impliquer des rapports isolés d’analyses gustatives individuelles.

Fig. 1 : Représentation artistique d’un porte-filtre à fond plat et d’un porte-filtre semi-conique (« en forme de cône »).

Ce qui manque, à ce jour, ce sont des données concrètes pour répondre à la question de manière scientifique et rigoureuse.

En 2017, la SCA a demandé au Davis Coffee Center de l’Université de Californie de mener une étude visant à élargir et à mettre à jour le tableau de dosage pour la préparation de café filtre classique. Cette étude est en cours (avec des résultats préliminaires intéressants !), mais en tant que projet initial « d’échauffement » (et pour régler nos propres débats passionnés), nous avons décidé de nous attaquer à la question des porte-filtres à fond plat par rapport aux semi-coniques. Nous avons eu la chance de nous associer à Breville Corporation, qui a assuré le financement de l’ensemble du projet et nous a fourni ses cafetières Precision Home Brewers, dont les porte-filtres à fond plat et ceux semi-coniques sont facilement échangeables. L’idée principale consistait à soigneusement maintenir toutes les autres variables constantes (niveau de torréfaction, température de l’eau, écoulement, etc.) et d’évaluer l’impact spécifique de la géométrie du porte-filtre sur le café obtenu.

Conception de l’expérience

Avant de pouvoir répondre à la question « Quelle est la meilleure forme ? », vous devez d’abord répondre à la question « Existe-t-il même une différence ? ». Malgré les profondes convictions des amateurs de café, il est tout à fait possible qu’il n’y ait aucune différence perceptible ou statistiquement significative. Pour déterminer s’il existe en effet une différence, nous avons d’abord utilisé les « tests de discrimination », également appelés « tests triangulaires ». Lors de ces tests, chaque participant à l’étude se voit présenter trois tasses de café, deux identiques et une différente. La tâche du participant consiste à identifier celle qui est différente. Étant donné que chaque participant a une chance sur trois de trouver la tasse différente par hasard, plus de 33 % des participants doit identifier correctement les tasses différentes. Si ce n’est pas le cas, alors il n’y a pas de différence significative.

Nous avons recruté 45 participants non-experts pour venir goûter les cafés filtres dans les isoloirs d’analyse sensorielle du Davis Coffee Center de l’université de Californie. Ces isoloirs, qui sont très différents d’une table de dégustation traditionnelle, sont conçus pour isoler le participant afin de réduire au maximum les distractions contextuelles et permettre aux cafés d’être servis de manière totalement aveugle. Les isoloirs sont également dotés de lumières rouges afin de minimiser l’idée préconçue liée à la noirceur du café.

Pour nos tests triangulaires, nous avons utilisé ce que l’on appelle un plan factoriel « 2 par 2 », en utilisant à la fois la géométrie du porte-filtre et deux tailles de mouture différentes (moyenne et moyenne fine). Ce « plan factoriel » est une manière élégante de dire que nous avons effectué six tests triangulaires différents avec toutes les combinaisons possibles de géométrie du porte-filtre et de la taille de la mouture (Tableau 1). Nous avons également effectué un septième triangle comprenant une torréfaction légère et une torréfaction sombre, une différence de goût évidente servant de calibrage et de contrôle internes. L’objectif était de déterminer l’effet de la forme du porte-filtre et de la taille de la mouture.

L’un des aspects les plus difficiles de la réalisation des expériences était de déterminer les détails du service du café, car la logistique liée au service de café chaud aux triangles n’est pas sans importance. Par exemple, si deux des tasses sont plus chaudes que la troisième, le participant détecte simplement une différence de température et non une différence de goût. Nous avons donc dû mettre au point des procédures pour servir différents cafés filtres à la même température. De même, nous avons découvert que nous devions normaliser la « hauteur de versement », car certains de nos assistants avaient tendance à verser le café plus haut que d’autres. Cela entraînait une quantité différente de bulles de mousse sur le café qui pouvait indiquer la tasse différente uniquement par un examen visuel. Nous avons passé un certain temps à travailler sur les détails comme ceux-ci pour assurer la rigueur.

Calcul des résultats

L’effort en valait la peine, car nous avons obtenu des résultats intéressants, et paradoxaux, qui sont résumés dans le tableau 1. En nous concentrant sur la première ligne, nous constatons que lorsque nous comparons un porte-filtre à fond plat par rapport à celui en forme de cône, en utilisant une mouture moyenne, 25 de nos 45 participants ont identifié correctement les tasses différentes. Il est important de noter que nous nous attendions à ce qu’un tiers de notre groupe de participants, c’est à dire 15, réussisse tout simplement par hasard à sélectionner la tasse différente, de sorte que nous devions nous demander si le choix correct des 25 participants est statistiquement significatif ou juste un coup de chance. Pour répondre à cette question, nous avons utilisé ce qu’on appelle une « distribution de probabilité binomiale », qui est le type de probabilité utilisée lors d’une série de lancers de pièces (dans notre cas, pour une « pièce » qui tombe sur le côté « face » seulement 33 % du temps). En utilisant cette distribution, nous avons pu calculer la probabilité, ou « valeur p », que 25 participants choisissent la bonne tasse par hasard. Ici, la valeur p est de 0,004, ce qui signifie que si nous répétons l’expérience 1 000 fois, nous devrions nous attendre à ce que 25 participants réussissent dans seulement 4 des 1 000 expériences. Ce n’est pas très probable ! En d’autres termes, ce n’est pas un hasard et il existe une différence perceptible statistiquement significative entre les deux cafés filtres. Nous observons un résultat similaire pour le filtre à fond plat par rapport à la forme conique, en utilisant la mouture plus fine, avec 23 sur 25 identifiant la bonne tasse (et une valeur p de 0,024).

Tableau 1 : Comparatif de la forme du porte-filtre et de la taille de la mouture.

Donc, pour tous les amateurs de café qui affirment que la géométrie du porte-filtre affecte le goût, nos données indiquent qu’ils ont tout à fait raison.

Cependant, nos tests triangulaires ont également révélé de manière surprenante que nos participants non experts n’étaient pas en mesure de repérer la différence en ce qui concerne la taille de la mouture. Les lignes 3 et 4 du tableau 1 montrent les résultats des triangles préparés avec la même géométrie, mais avec une taille de mouture différente. Pour la cafetière avec le porte-filtre à fond plat, seuls 18 participants ont choisi la bonne tasse ; pour la cafetière avec porte-filtre à forme conique, seulement 15 ont réussi. Ce n’est pas mieux que le hasard. Et nous ne parlons pas d’une différence mineure : notre « mouture moyenne » avait une taille de particule moyenne de 1 065 microns, alors que notre « mouture moyenne-fine » avait une taille de particule moyenne de 799 microns, soit une différence de taille de 25 %. Pour les amateurs de café qui vantent régulièrement l’extrême importance de contrôler avec précision la taille de la mouture, il s’avère que, pour le café filtre au moins, les gens ordinaires ne peuvent pas faire la différence (du moins sur cette plage de taille de mouture).

Les tests triangulaires décrits ci-dessus montrent qu’il existe une différence perceptible, mais ils ne précisent pas quelle est la différence. Pour répondre à cette question, nous avons ensuite effectué une série d’expériences « descriptives sensorielles » détaillées. Dans ce type de test, nous demandons à des participants formés (experts) d’évaluer l’intensité de différentes caractéristiques de saveurs, telles que la saveur « fumée », « d’agrume », « l’amertume », etc. Nous avons invité nos participants les plus performants (c’est-à-dire ceux qui ont correctement identifié le plus souvent les tasses lors des tests triangulaires) à se joindre à notre groupe d’experts et nous les avons formés au lexique du vocabulaire de dégustation de la World Coffee Research (WCR) avec les références sensorielles appropriées. Nous leur avons ensuite demandé d’évaluer 26 caractéristiques de saveurs différentes, pour 8 types d’échantillons différents dans un plan factoriel « 2 x 2 x 2 » : 2 formes de porte-filtre, 2 tailles de mouture et 2 profils de torréfaction. Notre groupe d’experts a dégusté à l’aveugle chaque café filtre dans nos isoloirs d’analyse sensorielle et a fourni un classement numérique des 26 caractéristiques.

12 participants experts ont évalué chacun 26 caractéristiques et 8 échantillons distincts répétés en triple, nous avons obtenu 12 × 26 × 8 × 3 = 7 488 points de données individuels. Inutile de dire qu’il est difficile de représenter un ensemble de données aussi volumineux. La figure 2 présente un résumé illustré qui montre ce que l’on appelle une « analyse en composantes principales » ou ACP. Il s’agit d’une méthode statistique avancée permettant de recueillir d’importants ensembles de données et de les réduire aux « composantes principales » les plus significatives afin de déterminer les populations les moins ou les plus similaires.

Fig. 2 : Graphiques de l’analyse en composantes principales (ACP) obtenus. Le graphique du haut regroupe les résultats statistiques les plus similaires. De là, il est possible de voir que la plus grande différence se situe entre la torréfaction légère et la torréfaction sombre, mais que la forme du porte-filtre entraîne une différence significative. Le graphique du bas présente les caractéristiques des saveurs de chaque groupe. Le graphique du haut est utilisé comme carte pour celui du bas : le porte-filtre en forme de cône avec du café légèrement torréfié donne des notes acides, d’agrumes et de baies ; le porte-filtre à fond plat, des notes de raisins, de fruits secs et de fleurs sucrées.

Plusieurs messages peuvent être tirés des graphiques d’ACP. Premièrement, et sans surprise, il existe une grande différence entre la torréfaction légère et la torréfaction sombre, comme en témoigne la grande ligne horizontale de séparation des torréfactions. De manière plus intéressante, nous voyons que pour une torréfaction donnée (par exemple, la torréfaction légère à gauche), la forme du porte-filtre a également entraîné une différence significative. Le porte-filtre à fond plat a produit des caractéristiques de saveurs plus intenses de fruits secs, de douceur et de fleurs, tandis que celles du porte-filtre conique étaient des saveurs d’agrumes, de baies et acides. De même, la forme du porte-filtre a affecté le café à torréfaction sombre, celui au fond plat donnant des saveurs plus prononcées de chocolat, de cacao et de bois, et celui en forme de cône produisant une amertume beaucoup plus intense.

Lequel est le meilleur ?

C’est un point essentiel. Répétons-le : en utilisant exactement le même café, la même eau, la même température et le même type d’écoulement, nous avons pu modifier le profil de saveur du café filtre de manière très perceptible et statistiquement significative, simplement en modifiant la géométrie du porte-filtre.

Après avoir démontré qu’il existe une différence et laquelle, la dernière question à se poser est : « Pourquoi y a-t-il une différence ? ». La géométrie du porte-filtre affecte la manière dont le liquide traverse la mouture, et modifie ainsi le processus de « transfert de masse » par lequel les molécules sortent de la mouture solide pour aller dans le liquide. Les détails sous-jacents de ce processus sont compliqués. Le Davis Coffee Center de l’université de Californie étudie de manière approfondie cette question et de nombreux autres aspects de la préparation du café filtre.

Pour l’instant, vous souhaitez peut-être savoir : Quelle est la meilleure forme de porte-filtre ? La réponse, bien sûr, est : la méthode de préparation qui, selon vous, offre les saveurs du café qui vous conviennent est « la meilleure », et il appartient à chacun de décider. Cependant, la prochaine fois que quelqu’un commencera à débattre des avantages des porte-filtres à fond plat par rapport à ceux en forme de cône, vous pourrez au moins utiliser les données concrètes de cet article pour éclaircir le débat.

Le professeur WILLIAM D. RISTENPART et le professeur JEAN-XAVIER GUINARD sont co-directeurs du Davis Coffee Center de l’Université de Californie, où Dr SCOTT FROST vient de terminer un projet de recherche postdoctorale.

Plongée au cœur du café filtre : Le professeur Ristenpart, Dr Scott Frost, et Mackenzie Batali donneront des conférences sur trois différentes facettes de ce projet de recherche réalisé en partenariat au Salon du café de spécialité (Specialty Coffee Expo) de Boston (du 11 au 14 avril). Consultez le programme complet sur coffeeexpo.org.

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