Ce modèle mathématique permet de concilier qualité, durabilité et économie pour le secteur du café. © GrafVision, Adobe Stock
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Les maths donnent la recette d'un meilleur café plus durable

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Des mathématiciens, physiciens et chimistes, nous donnent la recette d'un café de qualité uniforme, plus économique et plus durable. 

Même si le café n'est pas une drogue, nombreux sont les humains dépendants au café. C'est plus ou moins de ce constat bien établi qu'est partie une équipe internationale et pluridisciplinaire de chercheurs qui publient, dans la revue Matterleur modèle afin d'améliorer la qualité et la durabilité des expresso. Cette addiction au café en fait l'un des secteurs économiques majeurs, comme le montrent ces quelques chiffres : 1,5 million d'emplois et 225 milliards de dollars de chiffre d'affaires pour la seule industrie américaine du café. Cependant, les pays producteurs sont aujourd'hui confrontés à un challenge de taille : réduire l'impact de leur production sur le réchauffement climatique tout en satisfaisant les préférences des consommateurs qui varient considérablement. Pour les auteurs de l'étude, ces défis mettent en évidence la nécessité de maximiser la qualité et la reproductibilité de notre bon vieux café, tout en minimisant la masse de grains de café utilisée pour le produire.

Pour former le marc de café, les molécules présentes dans le café se comporteraient plus ou moins comme les ions lithium d'une batterie. © Normal, Adobe Stock

Un modèle d'extraction du café 

L'enjeu de ce modèle mathématique est ambitieux : calculer le bon temps d'extraction et la bonne quantité de café pour maximiser plusieurs variables dont les deux citées précédemment, à savoir le moindre impact sur le climat et la satisfaction du consommateur. Tout cela en tenant compte des contraintes classiques auxquelles sont soumis les baristas (barman) dans leurs pratiques professionnelles. Un travail titanesque si l'on en croit les dires d'un des mathématiciens de l'étude, Jamie M. Foster, de l'université de Portsmouth : « Vous auriez besoin de plus de puissance de calcul que Google pour résoudre avec précision les équations de physique et de transport du brassage sur une géométrie aussi complexe qu'un lit de café ».

Comment les investigateurs ont-ils fait face à ces problèmes inhérents à la pratique pour proposer leur modèle ? À l'aide d'une discipline voisine : l'électrochimie. En effet, selon les scientifiques, la façon dont la caféine et d'autres molécules présentes dans le café se dissolvent pour former le marc de café, ressemble peu ou prou à la manière dont des ions lithium (Li) se meuvent dans une batterie. Le modèle utilisé est capable, selon les auteurs, de faire des prédictions puissantes et vérifiables à propos du café. De ce fait, ils ont calculé le temps d'extraction et la masse de grains nécessaires pour concocter un café « idéal ». 

La recette pour le café idéal 

Quelque 7 à 15 secondes d'écoulement et 15 à 20 grammes de café moulu. Voilà la recette idéale pour diminuer l'impact de l'industrie du café sur l'environnement, maximiser la reproductibilité, limiter les grandes variations de goût et faire des économies. Néanmoins, les auteurs restent prudents. Cristopher Hendon, chimiste informatique de l'université de l'Oregon précise que « bien qu'il existe des stratégies claires pour réduire les déchets et améliorer la reproductibilité, il n'y a pas de "point espresso" optimal évident. Il existe une énorme dépendance vis-à-vis des préférences de la personne qui produit le café ; nous élucidons les variables dont ils doivent tenir compte s'ils veulent mieux naviguer dans l'espace des paramètres de la préparation de l'expresso. » Il appartient désormais à l'industrie du café de s'emparer de ce modèle mathématique afin de réaliser les objectifs pour lesquels il a été créé. 

  • L'enjeu crucial, pour l'industrie de café, est de concilier la réduction de ses impacts sur le climat et la satisfaction du consommateur.
  • Des chercheurs du monde entier ont créé un modèle permettant de calculer la durée d'écoulement et la masse de grains idéales pour un café de qualité, durable et économique. 
  • Il appartient désormais à l'industrie du café de s'emparer de ces résultats.
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