Fermentation biere dans un tank a lait: approche artisanale, refroidissement et fermentation sous pression

La ferme-brasserie Deluge, située en Drôme à Chateaudouble (26), lancée et conduite par Christophe depuis 2012, produit une bière paysanne particulièrement libre, savoureuse et accessible à tous. Une production se voulant toute petite et pour laquelle toutes les matières premières sont produites sur place. Christophe a réalisé son projet sans contracter le moindre emprunt, une prouesse rendue possible notamment par l'autoconstruction et la récup. Le refroidissement du moût consomme une grande quantité d'eau (le plus souvent potable) et ce, particulièrement si l'eau utilisée pour le refroidissement n'est pas réfrigérée au préalable. Pour limiter la consommation d'eau, de nombreuses brasseries font l'acquisition d'un groupe froid (fonctionnant généralement au glycol) permettant la gestion du froid à différents niveaux de la brasserie. L'installation d'un groupe froid peut se révéler très chère (intervention nécessaire de professionnels, matériel difficile à récupérer et à entretenir) et d'autant plus si elle n'a pas été prévue dans l'aménagement initial de la brasserie (besoin d'éléments conçus pour être refroidis par le même type de système de refroidissement, devant être positionnés correctement entre eux).

Pour limiter sa consommation d'eau, sans pour autant investir dans un groupe froid, Christophe a mis au point un système de refroidissement du moût en circuit fermé, autoconstruit uniquement avec des éléments de récup. Un volume de 1000 litres d'eau circule en circuit fermé à travers un échangeur à plaques. L'eau est contenue dans un tank à lait muni de son groupe froid, ce qui permet de la réfrigérer en continu durant toute la phase de refroidissement. Le système permet de faire passer les 350 litres de moût d'un brassin de 100 °C à 17 °C en 45 minutes. Il fonctionne bien pour des brassins de ce volume et n'a jamais posé de problème particulier.

La fermentation sous pression a le vent en poupe depuis quelques temps dans le milieu du brassage amateur. Cette méthode, est en réalité un « vieux truc » industriel pour produire de la bière plus rapidement. Un des avantages principaux de ce type de fermentation est qu’elle permet de brasser des lagers en un temps record sans avoir besoin de travailler à une température trop basse. Pour les ale, et notamment les IPA, cette méthode permet de couper totalement le contact avec l’oxygène. Cela réduit fortement le risque d’oxydation. Si la fermentation sous pression fait autant parler d’elle en ce moment, c’est qu’elle fonctionne très bien à l’échelle du brassage amateur. Au-delà des avantages réels sur la bière, cette méthode n’est pas si difficile à mettre en place, en plus d’être très accessible en terme de prix et de matériel.

La réponse la plus commune à cette question sera : la vitesse. Pourtant, ce n’est qu’un des nombreux avantages de cette méthode. Elle permet de faire des bières plus propres en réduisant les faux goûts liés à la production d’esters et en diminuant le risque d’oxydation. Produire plus vite donne également la possibilité de brasser plus de bières. En fait, fermenter sous pression vous donne plus de contrôle sur le produit fini. Si les industriels ont intérêt à produire rapidement pour faire plus de volume et vendre plus, chez nous, les amateurs, cet avantage va nous permettre d’expérimenter.

Produire plus veut dire essayer plus. Brasser de nouvelles recettes, de nouvelles idées, plus vite et plus souvent. L’idée qui se cache derrière cet avantage est la progression en tant que brasseurs. Tant sur la technique que sur la conception d’une recette. La lager est souvent un pas difficile à passer à l’échelle du brassage amateur. Elle demande beaucoup de froid et bloque les fermenteurs sur de longues périodes. La fermentation sous pression peut être une aide précieuse pour franchir ce pas. Cette méthode permet de fermenter plus chaud et à moindre risque une lager en moins de 3 semaines. On expliquera un peu plus bas les raisons de ce délai si court.

Éléments clés du refroidissement et choix matériel

Un autre élément qui vous fera gagner du temps sera l’avance sur la carbonatation. À l’aide d’une valve anti surpression, il sera possible de carbonater en parallèle de la fermentation. La vitesse, on l’a vu, n’est pas le seul avantage. Cette méthode permet aussi de fermenter plus proprement. Sous pression, les levures libèrent moins de substances indésirables. Cette méthode permet également de réduire le nombre de transferts de cuves et le risque d’oxydation. Elle améliore ainsi la stabilité des arômes, évite l’affadissement et aide à éliminer les risques de faux goûts.

Ce qui emmène à se poser la question du houblon. Si certaines études commencent à montrer que ce type de fermentation pourrait aider à maintenir les aromes les plus volatils, il est sûr qu’une bière plus clean mettra mieux en avant le caractère houblonné de n’importe quelle ale ou lager. Cette méthode vous permettra de brasser des IPA ou IPL ultra propres. La fermentation sous pression produit également assez peu de Krausen. Vous pourrez ainsi remplir davantage votre fermenteur sans craindre d’encrasser vos vannes. En d’autre terme, faire plus de bière !

La réponse courte : la pression et le dioxyde de carbone modifient le comportement des levures. Vous le savez sans doute, la levure se comporte différemment en fonction des conditions de son environnement. Chaleur, densité du moût, taux d’ensemencement, oxygène sont autant de paramètres qui vont jouer sur les arômes qu’elle va produire. C’est la même chose avec la pression. La différence la plus significative par rapport à une fermentation classique sera la production d’esters. Dans des conditions normales, température élevée va de pair avec vitesse de fermentation. Les levures chaudes sont plus actives et métabolisent plus rapidement les sucres présents dans leur environnement. Cependant, les températures élevées vont causer une production accrue d’esters. L’éthanol et les fusels d’alcool vont également augmenter. La pression, en tant que force physique, réduit le métabolisme de la levure responsable de la production d’ester. La pression rend plus difficile l’absorption et l’expression de certains nutriments, mais n’empêche pas la conversion des sucres en éthanol et en CO2.

Pour résumer, elle nous donne les avantages d’une estérification limitée sans sacrifier la fonction de conversion primaire de la levure. La disponibilité réduite de l’oxygène limite également la production d’esters. Dans un fermenteur classique, les levures ont davantage accès à l’oxygène atmosphérique. Mais dans un fermenteur pressurisé, en dehors de l’oxygène intégré juste avant la fermentation (qu’elles vont entièrement consommer au passage), l’environnement de la levure ne sera que CO2. La production d’esters sera donc plus faible. Les esters ne sont pas les seuls à être inhibés, le diacétyle l’est également. Fermenter sous pression et à des températures plus chaudes, entraîne un processus de fermentation plus rapide et plus complet. Cela permet à la levure de consommer une plus grande partie du diacétyle produit. Selon certaines études, la pression contribuerait à supprimer la formation de diacétyle en favorisant une conversion plus efficace de ses précurseurs en d’autres composés aromatiques. En résumé, il est possible de fermenter une lager directement à température de « diacétyl rest » sans craindre une production insensé d’ester et garder un profil parfaitement clean.

Équipements et configuration

Le passage à la fermentation sous pression nécessite un tout petit peu de matériel. L’élément principal sera, bien sûr, un fermenteur préssurisable. Il s’agira de l’élément principal de votre système. Il faudra un fermenteur qui puisse supporter au moins 2 bar de pression. Rassurez vous, c’est assez facile à trouver et pour un prix raisonnable. La meilleure solution consistera à se diriger vers les fermenteurs PET de type Fermzilla, Chubby ou King junior. Vous aurez ensuite besoin d’une Spunding Valve APRV avec Ball lock. Elle peut se bricoler facilement ou être achetée en une seule pièce. Un simple régulateur Ink-Bird dans une pièce à température controllée (ou mieux, dans un frigo à fermentation bricolé) sera largement suffisant. Si vous ajoutez un flotteur et un robinet, vous pouvez assurer le service directement depuis le fermenteur. Pour cela, il faudra également une bonbonne de CO2. Vous pouvez également remplacer cette bonbonne par une recharge sodastream (avec ce détendeur). Cela vous dispense de l’étape d’embouteillage et permet de gagner du temps.

Éléments du système de refroidissement en circuit fermé

Afin de faciliter l’installation, nous avons réuni pour vous tous nos fermenteurs pressurisable et les équipements nécessaires pour mener à bien votre fermentation sous pression. Vous trouverez, en pack, toutes nos gammes de prix pour fermenter et/ou servir 20 à 60 litres de bière. Nous avons choisi ici de faire le focus sur les fermenteurs pressurisable. Ceci dit, il y a une alternative très intéressante. Les Soda Keg font tout aussi bien le travail. Ils ne servent pas qu’au conditionnement, ils font également de très bons fermenteurs sous pression. Il est très courant de faire fermenter des ipa en soda keg et d’assurer le service directement depuis ce dernier. Il ne sera pas possible de faire plus de 9L ou 19L (en fonction du modèle choisi), mais les Soda Keg présentent l’avantage d’être en inox.

Une autre alternative sympa qui propose également une protection face aux UV ? Le process est en fait assez simple. Il suffit de transférer votre moût dans le fermenteur pressurisable et de pitcher la levure dans sa tranche de température optimale. Réglez ensuite votre valve sur la pression de fermentation souhaitée. En règle générale on débute une fermentation sous pression entre 10 et 12 PSI (0.6 à 0.8 bar). Il est possible de monter la pression au court de la fermentation et de finir à 14 ou 15 PSI (environ 1 bar).

Choix de souches et management de la fermentation

Pour les lagers, les meilleurs résultats semblent être obtenus avec la souche de levure W34/70. Une fois que vous l’avez fixée sur votre fermenteur, déverrouillez complètement la valve en utilisant le manomètre ou la mollette située à l’extrémité (en fonction du modèle). Le gaz va commencer à s’échapper. Il est important de vérifier périodiquement que la pression reste stable au niveau que vous avez prédéfini, sinon, un ajustement du manomètre sera nécessaire. Malgré le débat sur le sujet, ce n’est pas obligatoire. La plupart du temps, les souches se chargeront de produire elles même le CO2 suffisant. Note juin 2025 : En fait, après plusieurs tests de notre côté, nous ne recommandons pas de mettre la pression dès le départ. Surtout sur les lagers. En effet ces souches, plus que les ales, produisent du souffre pendant la primaire. Il est important que celui ci puisse s’évacuer. Pour les lagers, nous recommandons de mettre de la pression entre le jour 3 et le jour 5 de la primaire et de monter la température. Nous vous encourageons à expérimenter pour adapter votre process à ce qui vous convient le mieux.

Vous pouvez démarrer votre fermentation avec une température relativement élevée. La plupart des levures ale ne produiront pas d’ester même avec une température de départ de 21°C. Il faudra probablement augmenter la pression pour obtenir une bière clean au fur et à mesure que la température augmente. La fermentation sera surement terminée au bout d’une à deux semaines pour les ales et trois semaines pour les lagers. Autrement vous pouvez passer directement au conditionnement et préserver tout le CO2 déjà présent dans la bière. Si la fermentation sous pression élimine certains problèmes, cela ne signifie pas qu’il n’y a pas de précautions à prendre. Les points principaux où il faudra porter votre attention seront le choix de la levure, l’atténuation, la clarté et le dry hop.

🗒️ Les étapes à suivre pour mettre en 🍺 fermentation sous pression

Si la plupart des souches résistent bien à la pression, elles ne conviennent pas toutes à cette méthode. Par exemple, les levures au profil POF+ qui fermentent naturellement à haute température ne sont pas les plus adaptées car on ne cherche généralement pas à inhiber leur production d’esters. Il n’est, évidement, pas impossible de travailler avec elles en adaptant le process, mais ce serait vous compliquer la tache. En fait votre choix dépendra avant tout du profil aromatique que vous voulez donner à votre bière. Les souches produisant naturellement peu d’esters donneront de meilleurs résultats. Le but avec la fermentation sous pression est avant tout d’avoir une bière au profil clean en un temps extrêmement réduit. Il est possible de trouver des levures « spéciales pression ». Cependant, la plupart des souches standard auront une production d’ester quasiment supprimées au delà de 14.5 PSI (1 bar). Il semble également que les levures sèches s’adaptent mieux que les souches liquides à la fermentation sous pression. W34/70, Safale US-05, Bry 97, M44… Toutes ces souches ont montré d’excellents résultats avec cette technique.

La pression inhibe la croissance et la viabilité des cellules de levure. Cela peut poser un problème d’atténuation. Cependant, il est facile d’y remédier. Pour cela il suffit de produire un moût plus fermentescible. Vous pouvez aussi aider la levure en la réhydratant et/ou en ajoutant une cuillère à soupe de nutriment dans votre moût en ébullition. Concernant le taux d’ensemencement, vous pouvez légèrement sur-pitcher la levure. Cela permettra de contrer l’inhibition de la croissance causée par la pression. Nous recommandons, enfin, de limiter les facteurs stressants pour vos levures. Pour cela, une densité initiale n’excédant pas les 1.060 sera idéal.

Un léger inconvénient à la fermentation sous pression sera que vous ne bénéficierez pas d’une des clé de la clarté des bières : le temps. Fermenter rapidement à un coût ! Rassurez vous, le goût n’en sera aucunement impacté. Seule la robe pourra être légèrement troublée. Là aussi il y a des solutions. Cela vaut particulièrement sur les lagers où la clarté absolue est recherchée. En fin d’ébullition, nous vous recommandons d’utiliser du lichen ou d’autres clarifiants comme la gélatine notamment (1 feuille/10L). Vous pouvez également choisir une souche avec une forte floculation. Ajouter un dry hop dans un fermenteur pressurisé peut emmener à une grosse libération de CO2. Si vous ne remettez pas rapidement en place le couvercle, vous risquez une « explosion » de houblon. Cela sera préjudiciable pour les arômes mais aussi pour vos vêtements et les murs de la pièce où se trouve votre fermenteur.

Schéma d’un flux de fermentation sous pression

Ajoutez le houblon en plusieurs fois, pas tout d’un coup. Il y a cependant une dernière solution, plus simple mais qui nécessite un équipement supplémentaire : le Hop Bong. Avec cet outil, il suffit de mettre le houblon dedans, il sera purgé de son oxygène et pourra être intégré en toute sécurité dans votre fermenteur. Cette version est spécialement adaptée pour les fermenteurs Fermzilla et AllRounder. Il est possible d’en bricoler un soi même avec une bouteille en plastique retournée et découpée à sa base. Vous ne pourrez pas purger le houblon de son oxygène, mais en procédant ainsi vous pourrez tout de même l’intégrer sans risque de débordement en ouvrant simplement la vanne.

La fermentation sous pression n’est pas si difficile. Elle n’est peut être pas totalement adaptée aux débutants (encore que, avec de la motivation, c’est envisageable) mais elle représente un gain de temps et d’expérience vraiment intéressant pour les brasseurs amateurs chevronnés. On l’a vu, cette pratique, à la base industrielle, s’adapte bien à l’échelle du brassage amateur. Si les grosses brasseries y ont un intérêt commercial, chez nous elle représente un gain de temps considérable. Gain de temps = plus de brassin = plus d’expérience = progrès. La fermentation sous pression est un moyen fantastique de tirer le meilleur parti de votre système de brassage sans sacrifier la qualité de vos brassins. Après tout, plus de pression n’est pas forcément synonyme de plus de stress (LOL).

Processus de maturation et considérations finales

Après le processus de fermentation primaire du moût (ou du moût du fruit), suit le processus de maturation de la bière (ou carbonisation du cidre) dans les cuves de maturation (également appelées cuves à bière blonde). Ce sont des réservoirs de bière spéciaux conçus uniquement pour la deuxième phase du processus de fermentation de la bière. Au cours de cette phase de production, la bière est en train de fermenter lentement à basse température et sous pression. Elle est naturellement saturée en dioxyde de carbone qui se forme au cours de l'activité restante de la levure. Le processus de fermentation secondaire de la bière - la maturation de la bière - est l'étape la plus longue du processus de production de la bière. La maturation de la bière de fermentation basse avec EPM 10% prend deux à trois semaines, la bière légère avec EPM 12% au moins 30 jours, la bière avec un EPM spécial supérieur à 12% prend 60 jours à plusieurs mois.

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