La fermentation sous pression

Le principe

• Pendant la fermentation, la levure produit à peu près autant de CO2 que d'alcool. Dans un fermenteur ouvert ou muni d'un barboteur, ce gaz s'échappe et la bière n'en garde qu'un peu, moins de 1 volume à 18 °C.
• Dans un fermenteur fermé, la pression monte. Une soupape réglable, appelée soupape de spunding (de l'allemand spunden, bonder un fût), laisse sortir le gaz au-delà de la pression réglée et garde le reste.
• Sous 1 bar à 18 °C, la bière contient environ 1,8 volume de CO2 dissous. Ce CO2 et la pression elle-même ralentissent la croissance de la levure : moins de nouvelles cellules, donc moins d'esters (le fruité, la banane, la poire) et moins d'alcools supérieurs (le solvant, le chaud).
• La fermentation elle-même, c'est-à-dire la transformation du sucre en alcool, continue presque au même rythme tant que la pression reste modérée.

Ce que ça apporte

• Une lager sans froid : une levure de lager tenue à 15-20 °C sous 0,8 à 1 bar donne une bière proche d'une lager fermentée à 10-12 °C, en deux fois moins de temps. C'est l'usage le plus courant chez les brasseurs amateurs, souvent appelé « lager rapide ».
• La carbonatation gratuite : en fin de fermentation, on monte la soupape et le CO2 de la levure suffit à carbonater la bière ; pas de resucrage, pas de bouteille de CO2 pour la carbonatation.
• Moins d'oxygène : le fermenteur reste plein de CO2 du début à la fin, le refroidissement final ne fait pas aspirer d'air ni le liquide du barboteur, et la bière passe en fût par un transfert fermé, poussée par sa propre pression. C'est précieux pour les bières très houblonnées, qui s'oxydent vite (voir l'oxydation).
• Des ales plus nettes : une ale américaine ou une blonde fermentée sous pression à 20 °C garde moins d'esters ; utile quand on n'a pas de pièce fraîche en été.

Ce que ça n'apporte pas

• Un effet garanti : l'effet sur les esters est bien établi dans les grandes cuves industrielles, où la pression s'ajoute à celle de plusieurs mètres de bière. À l'échelle d'un fermenteur de 20 à 30 litres, il existe mais il est modeste, et des dégustations à l'aveugle d'amateurs n'ont pas toujours trouvé de différence. Le choix de la souche et la tenue de la température comptent au moins autant.
• Une solution pour les bières qui vivent de leurs esters : une weizen sans banane, une saison sans poivre ou une bière belge sans fruité perdent leur caractère. Sous pression, on fait des bières nettes.
• Un raccourci sur la levure : la quantité de levure d'une lager reste celle d'une lager, environ le double d'une ale (voir brasser une lager).
• La disparition du soufre : sous pression, le soufre produit par les levures de lager s'échappe moins. Une garde au froid d'une à deux semaines reste utile, et l'on peut purger l'espace de tête une ou deux fois en fin de fermentation.

La sécurité d'abord

Un fermenteur de 30 litres sous 2 bars retient une force de plusieurs centaines de kilos sur son couvercle. Les règles ne sont pas des précautions de principe :

• Jamais sous pression un seau alimentaire, une bonbonne en verre, une dame-jeanne ou un fermenteur en plastique ordinaire : seuls les fermenteurs et les fûts conçus et vendus pour la pression conviennent, dans la limite de pression indiquée par le fabricant.
• Toujours une soupape de sécurité tarée en dessous de la pression maximale du récipient, en plus de la soupape de spunding, et un manomètre lisible.
• Vérifier les joints, le filetage du couvercle et la soupape de sécurité avant chaque brassin ; remplacer un joint fendu, et ne plus utiliser un récipient fissuré, rayé en profondeur ou déformé.
• Une vieille cuve, un fût sans soupape ou un récipient d'origine inconnue ne se met pas sous pression.
• Toujours dépressuriser avant d'ouvrir, par la soupape, lentement : une bière sous pression ouverte d'un coup mousse violemment.
• Laisser 20 à 25 % d'espace de tête : la mousse de fermentation qui atteint la soupape de spunding la bouche, et la pression monte jusqu'à la soupape de sécurité.
• Pas de bouteilles resucrées comme d'habitude avec une bière fermentée sous pression : voir plus bas l'embouteillage.

Les réglages

1. Ensemencer comme pour une fermentation normale, à la température prévue, avec la dose de levure de la souche (le double d'une ale pour une lager).
2. Laisser la soupape ouverte, ou réglée très bas (0,2 à 0,3 bar), pendant les 12 à 24 premières heures : c'est la phase de croissance, la levure doit pouvoir se multiplier. Mettre la pression dès l'ensemencement est la cause classique d'une fermentation lente qui s'arrête trop haut.
3. Une fois la fermentation bien partie (mousse, gaz, densité qui baisse), régler la soupape à 0,8-1 bar. Les brasseurs amateurs restent rarement au-delà de 1,2 bar pendant la fermentation principale : plus haut, la levure souffre et la densité finale reste haute (voir densité finale trop haute).
4. Tenir la température choisie : 15 à 18 °C pour une levure de lager, 18 à 20 °C pour une ale. La pression ne compense pas une température qui monte à 25 °C.
5. Quand la densité est à 2 à 4 points de la finale, monter la soupape à la pression de carbonatation voulue (ci-dessous) : les derniers points de fermentation carbonatent la bière. Si la fermentation est déjà finie, la pression ne montera plus : il faudra alors un apport de CO2.
6. Densité finale stable sur deux mesures, puis vérifier le diacétyle : réchauffer un échantillon dans un verre couvert à 60 °C pendant 15 minutes, le laisser refroidir, sentir. Une odeur de beurre veut dire qu'il faut laisser la bière deux ou trois jours de plus à température de fermentation (voir les faux goûts).
7. Refroidir vers 0-2 °C en gardant la soupape fermée : la bière réabsorbe une partie du gaz de l'espace de tête, la pression baisse au manomètre, c'est normal.

Mesurer la densité d'une bière sous pression demande de tirer un échantillon par le robinet : il sort plein de mousse. Le laisser dégazer en le versant deux ou trois fois d'un verre à l'autre avant la mesure, sinon les bulles font remonter le densimètre.

La pression de carbonatation

La quantité de CO2 dissous dépend de la pression et de la température de la bière : plus la bière est chaude, plus il faut de pression pour le même nombre de volumes. Quelques repères, calculés avec l'outil pression de carbonatation :

• 2,5 volumes (une lager ou une pale ale) : environ 1,8 bar à 18 °C, 1,4 bar à 12 °C, 0,7 bar à 2 °C.
• 2,2 volumes (une bière moins pétillante) : environ 1,5 bar à 18 °C.

Au-delà de 1,2 bar, mieux vaut ne monter la soupape qu'à la toute fin de la fermentation. Une autre façon de faire : finir la fermentation sous 1 bar, refroidir, puis ajuster la carbonatation au froid, où il faut beaucoup moins de pression ; c'est souvent la plus sûre pour un fermenteur dont la pression maximale est faible. Les volumes de CO2 de chaque style sont dans l'outil carbonatation par style.

Et l'embouteillage ?

Une bière fermentée sous pression contient déjà du CO2, bien plus que ce que suppose un calcul de resucrage classique. Le calcul de resucrage part du CO2 qui reste dans une bière fermentée à l'air libre : environ 0,9 volume à 18 °C. Sous 1 bar à la même température, il en reste environ 1,8. Ajouter la dose habituelle donnerait près de 3,4 volumes au lieu de 2,5 : des bouteilles qui débordent à l'ouverture, ou qui éclatent.

• Le plus simple : mettre en fût, et servir au fût ou remplir les bouteilles au fût, à froid, au moment de les boire.
• Pour resucrer en bouteille : dépressuriser lentement à la fin, laisser la bière dégazer un ou deux jours à la température de fermentation avec la soupape ouverte, et calculer le resucrage pour cette température.
• Ou compter le CO2 déjà présent : la dose de saccharose est d'environ 3,9 g par litre et par volume manquant. Pour 2,5 volumes avec 1,8 déjà dissous, c'est environ 2,7 g/L au lieu de 6,3 g/L.
• Dans tous les cas, ajouter une pointe de levure fraîche si la bière a passé plusieurs semaines au froid (voir bière plate ou qui mousse trop).

Le dry hop sous pression

Le houblon à cru relance souvent une petite fermentation, le « hop creep » (voir réussir son dry hop) : sous pression, elle se voit au manomètre, et elle carbonate un peu plus la bière. Pour ajouter le houblon, il faut dépressuriser, ouvrir et refermer ; la bière, chargée de CO2, mousse au contact des cônes ou des granulés, et l'oxygène entre. On limite les deux en dépressurisant lentement, en versant le houblon doucement et en purgeant ensuite l'espace de tête, en remettant puis relâchant la pression deux ou trois fois.

Un exemple : une pils en trois semaines

• J0 : brassage d'une pils de 20 litres (voir brasser une lager), refroidissement à 15 °C, deux sachets de levure de lager réhydratés, oxygénation. Soupape ouverte.
• J1 : la fermentation est partie, le moût est remonté à 16-18 °C ; soupape réglée à 1 bar.
• J1 à J7 : fermentation à 18 °C sous 1 bar.
• J7 environ : densité à 1,013-1,014 pour une finale attendue à 1,010 ; soupape montée à 1,8 bar pour carbonater à 2,5 volumes.
• J9 à J10 : densité stable, test du diacétyle ; refroidissement vers 1 °C, soupape fermée.
• J10 à J20 : garde au froid sous pression.
• J21 : transfert fermé en fût, ou service directement.

Les erreurs fréquentes

• Mettre la pression dès l'ensemencement : démarrage lent, densité finale haute.
• Monter à 2 bars en pleine fermentation : levure stressée, fermentation qui traîne.
• Pas assez d'espace de tête : la mousse bouche la soupape de spunding.
• Resucrer comme d'habitude une bière fermentée sous pression : bouteilles qui débordent ou éclatent.
• Ouvrir sans dépressuriser : de la bière au plafond.
• Compter sur la pression pour rattraper une fermentation à 25 °C : la bière reste chaude et solvantée.
• Croire que la pression remplace la garde : une lager sous pression a toujours besoin d'une à deux semaines au froid.