Comprendre les volumes d'eau de brassage

Les amis, attaquons-nous aujourd’hui à un gros morceau : le calcul des volumes d’eau .

Et quand je dis «calcul», en fait, nous allons rester légers : pas d’équation compliquée, juste des additions et des soustractions basiques.

Comme souvent, c’est le raisonnement général qui est important.

Et nous allons même nous épargner la configuration du matériel : j’aborde déjà le problème ailleurs et un article plus complet devrait suivre.

A la fin de cet article :

• vous comprendrez comment les différents volumes s’additionnent et se calculent pour arriver au volume final.

• on verra ensemble où retrouver ces données dans le Mode Brassage de Joliebulle.

On commence avec un petit schéma qui ne va pas vous sembler très clair à ce stade, et on se retrouve en dessous :

On commence par le volume final, puis on raisonne à rebours.

Le volume final de référence est, dans Joliebulle, le volume post-ébullition.
D’autres logiciels ont choisi le volume en fermenteur, d’autres encore le volume à embouteiller. Si le sujet vous intéresse, vous pouvez lire ce gros document de travail.

Pourquoi le volume post-ébullition ?
Parce qu’à ce stade, les caractéristiques finales du moût et de la future bière ne bougeront plus (densité initiale, houblonnage, couleur, etc).
A partir de cette étape, la seule chose qui peut se produire c’est une simple perte de volume.
Alors qu’avant, toutes les pertes ont des effets de bord.
Par exemple, si vous évaporez plus que prévu pendant l’ébullition, le moût sera plus concentré, donc la densité sera plus élevée, et donc l’utilisation des houblons sera différente, etc.

On part donc de notre volume post-ébullition.

A partir du taux d’évaporation, on en déduit le volume pré-ébullition.

Comme on connait le volume déjà dans la cuve, et la rétention d’eau par les céréales, on en déduit le volume d’eau à apporter au rinçage pour atteindre le volume cible de pré-ébullition (nous venons de le calculer, juste au-dessus).

Et comment connait-on le volume déjà dans la cuve ? C’est simplement le volume d’eau à l’empâtage, que nous avons déterminé par le traditionnel ratio volume d’eau / poids des céréales.

Reprenons notre volume post-ébullition. Quels sont les pertes de volumes prévisibles à partir de cette étape :

• les pertes liées au trub : les résidus en fond de cuve que vous n’allez pas transférer dans le fermenteur, dans lesquels on peut inclure les éventuelles pertes liées au circuit de tuyauterie.
• les pertes en fin de fermentation : vous allez perdre du liquide au moment du soutirage, qui restera avec les levures en fond de cuve.

Quels sont les volumes que le brasseur peut ajuster ?

A partir du moment où nous fixons le volume de notre brassin, on peut en déduire une bonne partie des autres volumes, sans vraiment de possibilité d’ajustement.

Raisonnons à rebours comme je vous le disais plus haut :

• on fixe le volume post-ébullition
• on peut en déduire le volume pré-ébullition, qui ne dépend que de l’évaporation
• on peut en déduire le volume total eau d’empâtage + eau de rinçage, en fonction de la rétention d’eau par les grains
• on voit donc qu’à matériel égal et recette égal, le seul ajustement que peut faire le brasseur, c’est répartir ce volume total entre l’empâtage et le rinçage. Dans le cas d’un BIAB, on ne se pose pas de question supplémentaire puisqu’on ajoute l’eau totale dès le début. Dans le cas d’un brassage classique, on fixe généralement un ratio eau/grain, qui nous donne donc un volume d’eau d’empâtage. On en déduit le volume d’eau de rinçage pour arriver à notre cible de volume de pré-ébullition.

Un exemple concret de calcul des volumes de brassage

Pour notre exemple, on vise 20 litres post-ébullition.
On connait l’installation, et on sait que 19 litres arriveront dans le fermenteur.

Notre taux d’évaporation est d’environ 9% / h, et nous prévoyons une perte de 2 litres pendant l’ébullition.

Le volume cible pré-ébullition est donc de 20 + 2 = 22 litres.

Notre recette comporte 4kg de grains.
Quand nous filtrerons, le grain va retenir 1l d’eau/kg, c-à-d 4 litres dans notre cas.
L’eau totale à apporter pour notre brassin est donc 22 + 4 = 26 litres.

Donc 26 litres à répartir entre l’empâtage et le rinçage.

Nous prévoyons d’empâter au ratio très classique de 3l/kg.
Notre volume d’eau d’empâtage est donc de 4 x 3 = 12 litres
Il nous reste donc 26 - 12 = 14 litres pour le rinçage.

Et voilà ! Nous avons réussi à saucissonner nos différents volumes à chaque étape du brassage.

Pour aller plus loin, il faudra prendre en compte le matériel de brassage.
Il faut garder à l’esprit que la cible reste les 22 litres de pré-ébullition.
Dans cet exemple simple, nous y arrivons avec 26 litres d’eau entre l’empâtage et le rinçage. Mais si la position de votre vanne dans la cuve vous fait perdre 1.5 l que vous ne pouvez pas récupérer, il faut les ajouter à ces 26 litres.
Concrètement, comme vous brassez avec un ratio d’empâtage fixe, c’est au volume de rinçage que vous allez les ajouter.
Pour d’autres exemples concrets de matériel, vous pouvez lire ce petit article.

Ajuster les volumes dans Joliebulle

Voici un exemple réel de recette. Nous sommes dans le mode brassage de Joliebulle :

Je vise 19 litres post-ébullition, pour une densité de 1,088.
Joliebulle me calcule mes cibles de pré-ébullition : 22,2 litres à 1,075.
De mon côté, j’ajuste mon ratio d’empâtage pour le fixer à 3 litres/kg : Joliebulle me calcule un ajout d’eau de 22,5 litres.
A partir de là, le logiciel peut aussi me calculer mon volume de rinçage : 7,2 litres.

Au passage, Joliebulle calcule qu’au premier palier le volume total eau + grain occupera 27,4 litres dans la cuve. Comme ma cuve fait 33 litres, c’est bon, ça passe.

Vous voyez aussi qu’il y a la possibilité de prendre en compte votre matériel : soit directement dans la recette, soit au niveau des préférences générales du logiciel.