Le brassage tout grain

Le niveau avancé du brassage amateur : on part du malt, des céréales et du houblon pour réaliser les étapes d'une recette de A à Z. Plus long mais nettement plus intéressant techniquement, financièrement, et créativement.

Schéma des différentes étapes du brassage tout grain (merci Aurélien) — cliquer pour agrandir :

🍳 Le brassage

1Préparation du matériel, nettoyage, désinfection

L'endroit le mieux adapté au brassage est la cuisine. Rassembler tout le nécessaire afin d'éviter de courir à la recherche du matériel manquant pendant le brassage.

D'une manière générale tout le matériel de brassage doit être nettoyé avant et après son utilisation. Il faudra être plus vigilant avec le matériel qui va entrer en contact avec le moût refroidi et la bière en fermentation : celui-ci devra être scrupuleusement nettoyé puis désinfecté (chemipro OXI, star san…). Plus d'information dans la rubrique nettoyage et désinfection.

⚠️ Une des clés de la réussite est la propreté ! La contamination du brassin par des bactéries risque de le mener directement à sa perte plutôt que dans votre bouche.

2Concassage du malt

L'opération de concassage du malt consiste à écraser les grains de malt afin de les réduire en farine grossière. Le malt séché est broyé dans un concasseur à cylindres striés ou un moulin à malt. Pendant ce concassage, le contenu du grain est expulsé de son enveloppe. Ceci a pour but de permettre une meilleure extraction des enzymes et des sucres.

💡 Bon compromis :

Mouture trop épaisse → mauvaise extraction du sucre
Mouture trop fine → les farines posent problème lors de la filtration des drêches

Un moulin à malt est l'outil le plus adapté. Le concassage peut être effectué la veille, la mouture peut se conserver quelques jours en conservant ses qualités dans un récipient de préférence couvert.

👉 Voir aussi la technique du « grain conditioning » pour améliorer le concassage.

3Empâtage

L'empâtage est la première étape du brassage : il consiste à tremper le malt concassé dans de l'eau chaude afin de procéder à l'extraction de l'amidon contenu dans le malt. Le mélange malt concassé et eau s'appelle la maische. L'opération se nomme « empâtage » en raison de l'aspect pâteux du mélange.

La quantité d'eau et la température de la maische dépendent du profil de brassage choisi. Bien mélanger le tout afin qu'il n'y ait pas de grumeaux.

4Profils de brassage et paliers

Il existe plusieurs techniques de brassage. Voici les principales réalisées en brassage amateur :

🇬🇧 Infusion mono-palier à chauffage direct

Technique de brassage la plus simple à réaliser. Cette méthode anglo-saxonne est souvent utilisée pour les ales. Le malt concassé est ajouté dans une cuve avec de l'eau chaude (2,5 à 3,5 L d'eau d'empâtage par kg de malt, selon si l'on veut une maische liquide ou épaisse). Le tout est mélangé puis maintenu à 68 °C en chauffant de temps en temps si nécessaire pendant 1 à 2 heures. Cette température favorise la dégradation de l'amidon par les amylases, permettant un bon ratio d'extraction de sucres fermentescibles (pour l'alcool) et non fermentescibles (pour la rondeur).

🇧🇪 Infusion multi-paliers à chauffage direct

Méthode de brassage traditionnelle du Nord de la France et de la Belgique. Le malt concassé est mélangé à de l'eau dans une cuve matière chauffée directement par le dessous. La maische n'a pas besoin d'être constamment remuée, il est cependant nécessaire de le faire de temps en temps afin d'uniformiser la température et d'éviter une caramélisation du fond de la cuve.

💡 Difficulté : maintenir une température juste et constante, viser une marge de manœuvre de +/- 2 °C sur les températures de paliers.

Le brasseur doit réguler la durée de cuisson aux différents paliers afin d'avoir une décomposition parfaite et d'extraire un bon ratio de sucres fermentescibles/non fermentescibles.

🇩🇪 Décoction multi-paliers

Méthode de brassage originaire d'Allemagne, plus complexe que l'infusion. Elle permet de tirer un meilleur rendement et résultat avec l'utilisation de céréales non maltées notamment. Elle convient bien aux bières limpides et claires comme les pils parce que la transformation de l'amidon est maximale.

Un certain volume calculé de la maische est prélevé et porté à ébullition dans une autre cuve puis réintroduit dans la cuve matière. Cette ébullition favorise la gélatinisation de l'amidon, notamment celui des céréales non maltées. Cette opération est répétée à chaque changement de palier (généralement 63 °C, 72 °C voire 78 °C) : on parle de méthode à une, deux ou trois trempes selon le nombre de paliers effectués.

Les paliers de brassage et leur rôle

Palier beta-glucane 35-55 °C (facultatif)

Le beta-glucane est un polymère de glucose présent dans la couche de protéines qui entoure les molécules d'amidon dans les grains. On en trouve en grande concentration dans le seigle et l'avoine, en quantité moindre dans le blé et l'orge surtout si ces céréales ne sont pas maltées.

La beta-glucanase est l'enzyme qui dégrade les molécules de beta-glucane. Elle s'active entre 35 et 55 °C et fonctionne de manière optimale à 45 °C, attention à ne pas dépasser 60 °C pour ne pas la dénaturer.

En cas d'utilisation importante de malt de seigle ou d'avoine, faire un palier de 15 min à 45 °C permet de réduire le beta-glucane et donc la viscosité, optimisant grandement la filtration.

Palier protéinique 45-55 °C (facultatif)

Dans ces températures, les protéines complexes et non solubles du malt se transforment en acides aminés par l'action combinée de l'eau et des enzymes (protéinases et peptidases). Ce palier dure 10 à 20 minutes.

Il a une vraie utilité avec des malts peu transformés ou des céréales crues, mais peut être nuisible avec des malts bien transformés. Il permet de transformer les protéines responsables du trouble la bière mais peut nuire à la tenue de la mousse.

Palier amylolytique 60-65 °C

Le palier de saccharification permet la formation de sucres fermentescibles. La beta amylase décompose l'amidon en brisant la chaîne moléculaire et les dextrines par leurs extrémités, créant ainsi du dextrose et du maltose. Cette action a lieu en combinaison avec l'alpha amylase qui décompose les chaînes d'amidon par le centre.

Cette étape dure entre 30 minutes et 1h.

💡 Test à la teinture d'iode : prélever une cuillère de moût dans un petit récipient et ajouter quelques gouttes d'iode. L'iode ne doit pas changer de couleur. Si elle vire au violet, il reste de l'amidon : prolonger le palier. Ne pas reverser l'échantillon dans la cuve (l'iode est dangereuse pour la santé).

Palier de saccharification 68-75 °C

Ce palier permet cette fois la formation de sucres non fermentescibles. À ces températures, la beta amylase se dégrade laissant le champ libre à l'alpha amylase qui décompose l'amidon en dextrines, sucres non fermentescibles.

Cette étape dure entre 30 et 90 minutes.

Palier d'inhibition (mash out) 78 °C (facultatif)

Consiste à élever la température à 78 °C en fin de brassage pendant 10 minutes environ. La chaleur permet :

De détruire les enzymes et conserver l'équilibre du brassin
De solubiliser les sucres et améliorer le rendement
De faciliter le rinçage des drêches

⚠️ Ne pas dépasser 80 °C au risque de solubiliser l'amidon (bière trouble) et d'extraire les tanins des grains (astringence anormale).

Schéma des paliers d'empâtage

5Filtration - rinçage des drêches

Quand le brassage est terminé, transvaser la maische dans la cuve de filtration et laisser reposer quelques minutes. Limiter au maximum l'oxygénation de la maische lors du transfert.

Les résidus de malt concassé appelés drêches vont décanter et former un « gâteau » au fond de la cuve filtre. Ce gâteau devient un véritable filtre naturel capable de retenir les plus petites particules de farine. C'est à cette étape que l'on peut juger de la qualité de concassage du malt.

Une fois le gâteau formé, commencer à ouvrir le filtre. Le moût s'écoule mais comporte encore des particules solides : il faut le repasser dans le filtre, c'est la re-circulation du moût. Prélever les premiers litres de moût dans un autre contenant. Cette opération dure le temps que le moût soit moins trouble. Reverser le moût prélevé délicatement dans la cuve de filtration.

Maintenant il suffit de faire couler le moût clair dans la cuve d'ébullition via un tuyau pour éviter l'oxydation. Lorsque la cuve de filtration est presque vide, commencer le rinçage des drêches avec une eau préalablement chauffée à 78-80 °C.

💡 Quantité d'eau de rinçage : de l'ordre de 2 L par kg de malt. Mieux vaut viser un volume désiré de moût avant ébullition. Le grain retient une partie de son poids en eau, il faut aussi prendre en compte l'évaporation. Pour un brassin de 22 L, il faut environ 26 L de moût avant ébullition, soit environ 12 L d'eau de rinçage.

Verser l'eau de rinçage au-dessus des drêches en petite douche pour ne pas abîmer le gâteau. Il existe plusieurs techniques de rinçage détaillées ici.

Pour améliorer l'extraction des sucres on peut remélanger les drêches après un premier rinçage. Cette opération doit se faire robinet fermé et une nouvelle recirculation du moût est nécessaire ensuite. Le rinçage est terminé une fois que la quantité de moût pour l'ébullition est atteinte. Une filtration lente permet de récupérer plus de sucres, l'eau chaude favorise cette extraction.

6Cuisson du moût - houblonnage

Le moût encore chaud doit maintenant être amené à ébullition forte. Le début de l'ébullition s'accompagne souvent d'une formation de mousse impressionnante, attention aux débordements ! La mousse disparaît au bout de quelques minutes.

Une fois l'ébullition forte atteinte, on ajoute les houblons amérisants suivant la recette. Il est conseillé de mettre le houblon dans un sac à houblon afin de limiter la propagation de résidus solides. Agiter régulièrement le moût afin d'extraire le maximum d'arômes.

⚠️ Ne pas couvrir totalement la cuve d'ébullition ! Il faut laisser le moût s'évaporer et notamment le diméthylsulfure (DMS) qui apparaît lors de la cuisson et peut provoquer des faux goûts.

Les différentes techniques de houblonnage sont décrites ici.

On peut remarquer dans le moût des flocons blanchâtres en activité : il s'agit des albumines ou de la cassure à chaud, formées par la coagulation des protéines du malt sous l'effet de la chaleur. Tout un processus de réactions chimiques se fait pendant le brassage : l'isomérisation des acides alpha du houblon et des réactions de Maillard.

Mélanger le moût de temps en temps. En fin de cuisson, selon la recette, ajouter les houblons aromatiques et éventuellement le sucre et les épices afin d'apporter des saveurs supplémentaires. Dans le cas d'un refroidissement avec un serpentin refroidisseur en cuivre, le plonger dans le moût 15 minutes avant la fin de l'ébullition afin de le stériliser. Quand arrive la fin, couper le feu, retirer les sachets de houblons et les épices.

7Refroidissement du moût - Whirlpool

Il existe plusieurs techniques de refroidissement du moût (naturelle, serpentin refroidisseur, échangeur à plaques).

⚠️ Important : refroidir le moût le plus vite possible car les infections se forment facilement entre 20 et 70 °C. Utiliser des matériaux propres et stériles.

Refroidissement naturel : peut être long et périlleux pour le moût alors exposé à un risque accru d'infection. Si vous choisissez cette méthode, transférez le moût chaud dans le fermenteur puis fermez-le hermétiquement. Le placer au frais et ensemencer le plus rapidement possible.

Avec serpentin refroidisseur : le nettoyer puis le plonger dans la casserole de moût 10 minutes avant la fin de l'ébullition pour le stériliser. S'il ne rentre pas, refroidir dans la cuve de fermentation. Brancher une extrémité du tuyau au robinet d'eau froide, l'autre dans un seau ou l'évier. Ouvrir le robinet. Contrôler la température pour atteindre environ 20 °C. Agiter légèrement. Retirer le serpentin.

💡 Whirlpool : à l'aide d'une grande cuillère ou du fourquet, mettre le moût en rotation. La force centrifuge va permettre aux particules solides (albumines, résidus de houblon, épices…) de se rassembler au centre de la cuve. Le moût peut maintenant être soutiré dans la cuve de fermentation.

8Préparation de la levure et de la fermentation

Certains producteurs de levures préconisent la réhydratation de la levure sèche avant son utilisation. Encore déshydratée, elle n'est pas prête à affronter les conditions agressives du moût directement en sortie de sachet. Il faut donc la laisser se réveiller dans de l'eau environ 30 minutes.

Remplir un demi verre d'eau tiède (25-30 °C) préalablement stérilisée. La température ne doit pas excéder 35 °C sinon risque de tuer la levure ! Verser le sachet de levure dans le verre, ne pas trop mélanger. Au bout de quelques minutes, une mousse va se former, signe que l'activité cellulaire reprend.

💡 Bon à savoir : on peut se passer de cette étape, certains fabricants assurent une dose suffisante pour un ensemencement direct dans le moût pour des densités faibles à moyennes. La réhydratation reste préconisée pour les bières à forte densité.

Il est possible d'ajouter la levure quand la température du moût est inférieure à 25 °C sans risque de la tuer. Il faut idéalement ensemencer à la température de fermentation requise par la levure pour l'habituer aux conditions de fermentation et éviter de la stresser. Bien mélanger ensuite avec une grande spatule désinfectée afin d'aérer le moût au maximum (la levure a besoin d'oxygène pour son activité cellulaire). Recouvrir la cuve avec le couvercle et placer le barboteur.

9Mesure de la densité initiale

On mesure la densité du moût à l'aide d'un densimètre ou d'un réfractomètre. Verser l'échantillon prélevé dans une éprouvette suffisamment remplie pour avoir une mesure correcte au densimètre, ou déposer quelques gouttes sur le prisme du réfractomètre.

⚠️ Ne pas remettre le moût prélevé dans la cuve afin d'éviter une contamination.

La mesure de densité avant fermentation permet de connaître la teneur en sucre initialement présente (densité initiale), mais elle sera également utile pour connaître le taux d'alcool final de la bière. Plus la densité initiale est élevée, plus la bière sera forte en alcool.

La fermentation

Placer la cuve de fermentation dans un endroit sec, propre, peu lumineux et à température plutôt constante :

Entre 18 et 22 °C pour une levure de fermentation haute. Certaines levures développent des saveurs désagréables au-dessus.
Entre 10 et 15 °C pour une levure de fermentation basse.

Une température trop forte ne sera pas favorable au goût ; une température trop faible empêchera le bon développement des levures.

Remplir modérément le barboteur avec de l'eau et du chemipro ou bien avec un alcool fort, puis placer le petit capuchon rouge dessus (ce n'est pas un bouchon hermétique).

La fermentation de la bière obéit au cycle de vie de la levure. Pour des raisons pratiques on la distingue souvent en 3 phases.

Phase 1 · quelques heures à 1 jour

Respiration ou adaptation « lag time »

Pendant les premières heures (jusqu'à 24h si la dose de levure est trop faible ou peu en forme) qui suivent l'inoculation du moût par la levure, la présence d'oxygène permet la multiplication cellulaire des levures. L'oxygénation du moût, la santé et le type de levure ainsi que la température sont des facteurs cinétiques importants. Il s'agit de la phase de respiration et de multiplication des levures en aérobie. Plus d'infos dans la rubrique biochimie.

C'est pendant cette première étape qu'une mousse brune et crémeuse (le kräusen) visible depuis l'extérieur se forme à la surface du fermenteur. Ne pas écumer cette mousse, il s'agit d'une activité normale de la levure et également d'un bon indicateur de l'avancement de la fermentation.

Phase 2 · quelques jours à 1 semaine

Fermentation primaire ou tumultueuse « primary »

L'oxygène ayant été consommé, les levures en suspension dans le moût se retrouvent en anaérobie. Elles continuent de se multiplier jusqu'à atteindre le maximum de population et dégradent maintenant les glucides par un métabolisme fermentatif (glycolyse) qui conduit à la formation d'éthanol et de CO₂. Plus d'infos dans la rubrique biochimie.

C'est pendant ce temps que la fermentation sera la plus active car la présence de sucres fermentescibles est maximale. L'activité de la levure dégage beaucoup de CO₂ qui provoque des « glouglous » incessants dans le barboteur, signe que la fermentation se déroule bien. Vérifier de temps en temps le niveau d'eau dans le barboteur et en rajouter si besoin.

Progressivement l'activité va se réduire : les « glouglous » se raréfient, le couvercle de la cuve n'est plus bombé par la pression et les niveaux du barboteur sont à peu près équivalents.

⚠️ Attention : la fermentation n'est néanmoins pas terminée et il ne faut surtout pas embouteiller de suite !

Étape facultative : transfert de cuve

Après la fermentation primaire, il est possible d'effectuer un transfert de cuve afin de supprimer une partie des levures mortes au fond de la cuve, ainsi que les résidus du brassage (houblon, protéines coagulées) et de la fermentation (kräusen). Ceci permet d'obtenir une bière plus limpide et moins de dépôt au fond des bouteilles, surtout si le seau de fermentation n'est pas manipulé avec précaution avant l'embouteillage.

Mais ce transfert est assez controversé car il expose la bière à un risque de contamination et d'oxydation. Le transfert est facultatif pour un brassin de faible ou moyenne densité en fermentation haute. Il sera plutôt utile pour les bières de fermentation basse et les bières de fermentation haute à haute densité, dont les durées de fermentation secondaire sont plus longues.

Dans tous les cas il sera nécessaire de réaliser plus tard un transfert de cuve avant l'embouteillage.

Sur la photo on remarque les traces marron du kräusen sur le haut du seau. Le fond de la cuve est composé de dépôt de levure, de résidus de houblon et de protéines de malt coagulées.

Procédure du transfert :

Désinfecter le robinet de la cuve.
Désinfecter le bout de tuyau et le second seau de fermentation.
Placer le tuyau sur le robinet (évite l'oxydation de la bière).
Retirer le barboteur (sinon aspiration du liquide !).
Vider la bière dans le second seau ; si du dépôt passe ce n'est pas grave, il y aura un second transfert avant l'embouteillage.
Replacer le couvercle et le barboteur.

⚠️ Attention au barboteur lors du déplacement du seau : les déformations du plastique provoquent une aspiration de son contenu dans la cuve. Il vaut mieux le retirer pour la manœuvre.

Phase 3 · 2 à 3 semaines (+ 1 semaine de garde à froid)

Fermentation secondaire ou garde « conditioning »

Une fois la fermentation bien avancée, la levure commence à sentir le manque de matières fermentescibles. L'activité se retrouve donc progressivement réduite et la levure se met à consommer les sucres plus difficiles à transformer comme le maltotriose. Par ailleurs, ce sont aussi certains composants non désirables comme le diacétyle et l'acétaldehyde qui sont réabsorbés pendant cette phase plus calme.

La levure commence à entrer en phase de repos et sombre dans le fond de la cuve pour créer un sédiment. Pendant la sédimentation elle produit du glycogène qui permet de la maintenir en dormance. L'activité ne provoque plus beaucoup voire aucun « glouglou » dans le barboteur : c'est normal et il n'est pas nécessaire de rajouter du sucre ou de la levure pour relancer la fermentation à cette étape.

Étape facultative : passage à froid « cold crash »

Lors des derniers jours avant embouteillage il est intéressant de conserver la bière à très basse température (1-5 °C), si l'on dispose de telles conditions, afin de faire sédimenter le maximum de levures et résidus (par exemple le houblon d'un dry hopping). Cette opération peut se faire rapidement au réfrigérateur ou en prenant un peu plus de temps dans un endroit froid (cave, garage, igloo…).

Mon protocole personnel : la fermentation secondaire peut prendre entre 2 semaines et 1 mois, c'est une étape à ne pas négliger.

Pour que la fermentation continue son processus, je laisse la cuve encore 2 semaines au chaud car il arrive qu'elle soit légèrement relancée après le transfert de cuve. Puis je descends le seau à la cave (entre 10 et 17 °C selon la saison) pendant 2 à 3 semaines pour que la bière se clarifie et que les levures sédimentent. Pour une bière de fermentation basse, toute la fermentation se déroule à la cave entre 10 et 15 °C.

Si vous rencontrez des soucis avec la fermentation, les questions courantes sont abordées dans la rubrique FAQ sur la fermentation. Plus d'informations également dans les pages de techniques sur la fermentation haute et la fermentation basse en pratique.

L'embouteillage

L'embouteillage permet de conserver la bière afin de pouvoir la boire dans le futur. La fermentation transforme le sucre en alcool et en CO₂. Le but de la refermentation en bouteille est de dissoudre le CO₂ dans la bière (carbonatation) car il reste cette fois enfermé dans la bouteille capsulée. Pour permettre cette refermentation, il faut ajouter du sucre. Plus la concentration est grande, plus la carbonatation sera forte et plus la bière sera pétillante.

Pour cette étape je rassemble un nombre suffisant de bouteilles de tailles et types divers selon mes besoins. Toutes les bouteilles sont ensuite mises à tremper dans une solution de désinfectant à l'oxygène actif (chemipro OXI) afin d'éviter tout problème d'infection en bouteille.

ATransfert et mesure de densité finale

Avant de procéder à l'embouteillage il est nécessaire de réaliser un transfert de seau afin de supprimer tous les résidus de fermentation. Ceci permet d'avoir une bière plus limpide et un dépôt en bouteilles plus faible. La méthode est la même que celle décrite précédemment pour le passage de la fermentation primaire à la secondaire.

Pendant cette étape on peut aussi prélever un échantillon de bière afin de procéder à une mesure de densité. Celle-ci doit normalement être à son minimum (entre 1015 et 1005 selon les levures) car les sucres fermentescibles doivent maintenant tous être transformés en alcool par les levures. La différence entre les densités initiale et finale donne par un petit calcul une estimation du taux d'alcool dans la bière.

👉 Outil de calcul : Comment mesurer le taux d'alcool dans la bière ?

BAjout du sucre de refermentation

Après le soutirage de la bière dans le second seau désinfecté, préparer un sirop de sucre selon le dosage souhaité. Par exemple, pour 20 L de bière à 6 g/L de sucre, je dilue 120 g de sucre dans 0,5 L d'eau bouillante. Je laisse refroidir un peu puis j'ajoute doucement le sirop dans le seau en remuant sans trop oxygéner.

Il est généralement conseillé d'ajouter entre 5 et 10 g de sucre par litre de bière. Avec 6 g/L, le résultat est très satisfaisant : la bière est bien pétillante.

⚠️ Ne pas abuser sur la dose de sucre ! Sinon la bouteille risque d'exploser ou se videra toute seule lors de son ouverture. Si tel est le cas, il s'agit d'un problème de « gushing » (jaillissement).

CCapsulage

Une fois les bouteilles remplies, les capsuler à l'aide de la capsuleuse. Attention il existe deux standards de capsules :

26 mm pour les bouteilles classiques (25, 33 et 50 cL)
29 mm pour les bouteilles type champenoises (37,5 et 75 cL)

Les bouteilles à bouchon mécanique sont aussi très appréciées des brasseurs amateurs, réutilisables à souhait. Vérifier de temps en temps l'état des caoutchoucs à désinfecter avec les bouteilles avant utilisation.

La refermentation - Murissement

ALa refermentation

Placer les bouteilles debout dans un endroit tempéré et à température stable entre 20 et 25 °C. Laisser le tout reposer pendant 2 à 3 semaines, le temps que la refermentation en bouteilles se fasse bien. Le sucre introduit lors de l'embouteillage va permettre aux levures de poursuivre leur processus et cette fois le gaz, enfermé dans la bouteille, se mélangera à la bière la rendant gazeuse. On peut remarquer que la refermentation se passe bien par la présence d'un dépôt de levure (lie) au fond des bouteilles.

BLe murissement

Une fois que la bière a pu refermenter en bouteilles, le lieu idéal pour le stockage des bouteilles est un endroit frais, sec et à l'abri de la lumière, par exemple une cave ou un garage. Voir ici pour le collage et décollage d'étiquettes.

Après le délai de refermentation, la bière serait buvable. Mais c'est là qu'il faut faire preuve de patience et attendre que la bière murisse en bouteilles. Une période de garde plus importante (1 à 2 mois) ne fera qu'affiner le goût de la bière, la rendant moins astringente.

Il est possible de garder la bière en bouteille pendant plus d'un an, surtout pour les bières brunes et fortes en alcool. Le goût à la longue sera moins amer et tendra vers la madérisation, à essayer !

🍺 Patience et persévérance sont les secrets du brasseur… Sur ce, bon brassage !