Mes amies Les levures

Les levures sont un des ingrédients phare de la fabrication de la bière. Souvenez-vous nous avions déjà présenté l’eau, l’orge, et plus particulièrement le malt, et enfin le houblon. Voici le quatrième ingrédient miracle, sans qui la bière ne pourrait être produite.

Bonne lecture.


Les levures, c’est quoi?

Tout d’abord, il faut savoir que les levures sont des champignons microscopiques, responsable du processus appelé la fermentation. C’est-à-dire, qu’à partir du moût sucré obtenu par infusion des céréales à chaud, les levures produisent de l’alcool et du dioxyde de carbone. Ça, c’est l’explication simplifiée, en réalité le processus est un peu plus complexe et fait intervenir d’autre composés, mais nous verrons ceci un peu plus tard.

Elles sont naturellement présentes dans nos environnements et sont donc parfois responsables de fermentation spontanée. C’est le cas, quand des aliments sont laissés trop longtemps en dehors du frigo par exemple. En effet, le pain, le vin ou la bière sont obtenus grâce au travail des levures. L’homme n’a pas tout de suite compris le rôle de la levure dans la fabrication de ces aliments et boissons. C’est ainsi, que pendant des millénaires, il a laissé les levures sauvages effectuer le travail, sans même soupçonner leur existence.

Puis Louis Pasteur mettant son nez dans cette histoire, les brasseurs ont pu petit à petit mieux comprendre la fermentation. Aujourd’hui, les levures de bière sont conditionnées sous vide, sous forme sèche ou liquide. Ainsi le brasseur maîtrise la quantité de cellules qu’il “ensemence” dans le moût.


Les différentes levures brassicoles

Il existe de nombreuses espèces mais seules Saccharomyces cerevisiae et Saccharomyces pastorianus (parfois appelée carlbergensis ou uvarum) sont utilisées pour fabriquer la bière. L’une produit les bières de fermentation haute, les ales, et l’autre les bières de fermentation basse, les lagers.

Parmi ces espèces, on distingue ensuite plusieurs souches de levures qui vont avoir des spécificités propres (sédimentation, floculation, apport de saveurs, adaptées à un style de bière ou à un autre…).

Les levures de fermentation basse

Les lagers ou bières de fermentation basse sont les bières les plus répandues dans le monde. Le secret de la fabrication de ces bières sont les levures utilisées.

Saccharomyces pastorianus produit une fermentation basse, elle se dépose au fond de la cuve pendant la fermentation. C’est-à-dire qu’elles “sédimentent”.

Ces levures sont plus actives à basse température généralement entre 7 et 15°C. Cette phase est suivie d’une garde longue toujours à température basse (le lagering) qui élimine une grande partie des composés aromatiques. En effet, les diacétyles doivent être éliminés. Les lagers sont des bières claires, gazeuses, au goût neutre et avec peu de saveurs houblonnées.

Ainsi, la durée de la phase primaire de la fermentation est de 7 à 10 jours.

Lager bière de fermentation basse
Lager, bière de fermentation basse

Les levures de fermentation haute

Au contraire, Saccharomyces cerevisiae produit une fermentation haute. Les levures montent à la surface du moût et flottent pendant la fermentation. Ce type de fermentation est plus facile et rapide à obtenir en brassage amateur, car une grande partie du process se réalise à température ambiante (entre 16 et 25°C). Ces températures permettent aux levures de produire de nombreux composés aromatiques (les esters). Le temps de garde est beaucoup plus court car elles produisent peu de diacétyles qu’il serait nécessaire d’éliminer à températures basses.

Les bières produites, les ales, sont beaucoup plus goûteuses que les lagers (malts, houblons, esters). Elles sont produites dès le Moyen Age car, quand elles sont peu alcoolisée, elles offrent une bonne alternative à l’eau souvent contaminée à cette époque.

En général, la durée de la phase primaire de la fermentation est de 2 à 6 jours.

Ale, bière de fermentation haute
Ale, bière de fermentation haute

Levures sous forme sèche vs liquide : le battle

Si on s’intéresse au format, on apprend que les levures pour brasser sa bière sont proposées dans le commerce, conditionnées sous forme liquide ou forme sèche (les levures sont déshydratées).

Levures sèches

Les levures déshydratées sont facile à l’emploi, bon marché et se conservent plus longtemps. On les saupoudre parfois directement dans le moût, mais il est préférable de les réhydrater avant ensemencement. Les fabricants les plus connus sont Fermentis, Danstar. Les levures sèches ne peuvent pas être utilisées plusieurs fois contrairement aux levures liquides.

Réhydrater la levure lui donne l’opportunité d’être dans un bon état de non-stress! La levure se “réveille” doucement de son état de dormance, dans des conditions de températures adéquates, sans apport nutritionnel et donc sans avoir besoin de se mettre au travail tout de suite. Ne pas réhydrater la levure peut conduire à la mort de presque la moitié de la population… Certains  fabricants de levures préconisent de les jeter directement dans le moût pour faciliter l’utilisation de leurs sachets (concurrence battles : ils cherchent à proposer au marché les levures les plus faciles d’utilisation)!

Pour en savoir plus sur nos préconisations de réhydratation, vous pouvez lire notre tuto pour fabriquer une bière à l’ortie.

Levures liquides

L’utilisation de levures liquides est plus compliquée car elle nécessite parfois la préparation d’un levain (moût de plus de 18 litres ou pour pouvoir les réutiliser plusieurs fois). De plus ce format de levures est plus onéreux et la conservation moins longue. Elles doivent être utilisées dans les 4 mois après l’achat. Cependant, pour pouvoir obtenir certains styles de bières, les levures liquides vous donneront de meilleurs résultats. Les fabricants les plus connus sont Wyeast, White labs.

Wyeast conditionne ses levures liquides dans des “smack-packs”. Il contient un sachet à l’intérieur que vous devez éclater (coup de poing) pour libérer les nutriments et donc activer votre culture. Puis homogénéisez le tout. L’emballage va ensuite gonfler ce qui vous indique que tout fonctionne à merveille (1 à plusieurs jours à 21°C). Il ne reste qu’à ouvrir et verser la solution dans votre moût (ou préparer votre levain).

La tolérance à l’alcool

La plupart des souches de levures supportent un taux d’alcool d’environ 8% mais certaines peuvent aller jusqu’à 12 voir même 14%. Vérifiez bien que votre souche est capable de le supporter, si vous voulez brasser une bière à taux d’alcool élevé. Les souches pour bières belges sont réputées pour leur résistance à l’éthanol.


La conservation des levures

De manière inéluctable, la viabilité des levures diminuent naturellement au cours du temps. Pour cela, la température est un facteur déterminant. En effet, plus votre levure est conservée à une température élevée, plus la viabilité décroît rapidement.

Ainsi, une levure sèche conservée à 24°C va perdre 20% de viabilité par an, à 3°C elle en perdra 3%. Il est donc préférable de conserver vos levures au frais. Cependant, ne paniquez pas si vous avez oublié votre sachet quelques jours sur l’étagère… Il faut une année à 24°C pour perdre seulement 1/5 de la population.

Par contre, une population de levure liquide va perdre 25% de sa viabilité par mois à 2°C. Il est donc nécessaire d’utiliser vos levures dans les 4 mois suivant son achat ET de les conserver au frigo, au risque de ne plus avoir une seule petit levure encore en vie…


Les levures, ça fonctionne comment?

Un peu de vocabulaire

  • L’inoculation ou l’ensemencement est le fait d’introduire délibérément ou non, un micro-organisme vivant dans un environnement. Dans notre cas, nous inoculons nos levures, pré-sélectionnées, dans notre moût. Le brasseur ensemence son moût. La fermentation débute à partir de l’inoculation.
  • La floculation est la capacité de la souche de levure à sédimenter en fond de cuve. En effet, les levures ne floculent pas toutes de la même manière. Plus le taux de floculation est élevé, plus la bière sera limpide.
  • La fermentabilité d’un moût correspond à la proportion de sucres fermentescibles dans la totalité des sucres.
  • L’atténuation mesure le pourcentage de sucres fermentescibles qui a été converti. Au cours de la fermentation, la densité aura diminué d’un certain pourcentage par rapport à sa valeur initiale. Ce pourcentage correspond à l’atténuation. Un taux de 100% correspond à une souche de levure qui aura converti la totalité des sucres disponibles. Att (%) = 100 x (DI – DF) / (DI – 1). Les facteurs qui influencent l’atténuation sont la température de fermentation, le taux d’inoculation (quantité de levures présentes à l’inoculation), la souche le levure utilisée, la vitalité et viabilité de la levure
  • La lie est le sédiment de levures en fond de cuve.
  • Le kraüsen est le nom donné à la couche plus ou moins épaisse de bulles créée par la levure en phase de croissance exponentielle. Visible au dessus du niveau du liquide, elle est composée de levures très actives. Sa présence est un signe du bon déroulement de la fermentation
  • La viabilité, c’est le pourcentage de levures vivantes au sein d’une population de levures.
Couche de levure en fond de fermenteur
Couche de levure en fond de fermenteur

Qu’est-ce que la fermentation?

La bière ne serait pas ce qu’elle est sans la fermentation. En effet, c’est une des étapes clés de la fabrication de la bière, si ce n’est pas L’Etape clé ! La fermentation est le processus par lequel les levures transforment le moût sucré en bière.

L’hygiène devient primordiale après la fin de l’ébullition. Le moût est maintenant un milieu de culture idéal pour les micro-organismes. Mais seules les levures pré-sélectionnées par le brasseur doivent coloniser le moût pour obtenir de la bonne bière. Les conseils pour éviter les contaminations sont par ici 😉

Les levures ont la particularité d’avoir deux modes de fonctionnement.

Tour d’abord, en présence d’oxygène, elles pratiquent la respiration comme les mammifères. Le sucre se combine à l’oxygène pour former de l’eau, du dioxyde de carbone et de l’énergie (une petite production de chaleur).

C6H12O6 + 6O2 –> 6H2O + 6CO2 + énergie

Par contre, une fois privée d’oxygène, leur métabolisme change et devient celui de la fermentation alcoolique. Elle consomme alors du sucre pour donner principalement de l’alcool et du gaz carbonique.

C6H12O6 –> 2 C2H5OH + 2 CO2 + énergie

Durant chacune de ces phases, du dioxyde de carbone est produit en masse. C’est la raison pour laquelle il est essentiel de place un barboteur sur le fermenteur… Pour éviter qu’il n’explose! Et ce barboteur doit être rempli avec de l’eau stérile.

Pour en savoir plus sur la chimie de la fermentation.


Quelles sont les étapes de la fermentation?

La fermentation se décompose en 3 phases principales (lag, exponentielle puis stationnaire), s’ensuit une refermentation en bouteilles, puis une maturation de la bière. Pendant toutes ces phases, la température du moût est un facteur déterminant du bon déroulé de la fermentation.

graphique multiplication des levures
Graphique multiplication des levures

La fermentation primaire

Pendant la première phase de la fermentation, la phase de Lag, le nombre de cellules de levures n’évolue pas significativement. Cette phase dure de 3 à 15 heures après l’inoculation de votre moût. Les levures vont consommer l’intégralité de l’oxygène présent. L’oxygénation du moût est donc une action indispensable avant l’inoculation. Cependant, il n’y a aucune activité visible dans le fermenteur. En apparence, il ne se passe rien!

L’étape suivante est la phase exponentielle. Pendant cette étape, les levures vont se multiplier et vont produire les arômes issus de la fermentation (esters, phénols…), ainsi que certains composés indésirables (diacétyles et alcools complexes).

Cette phase se caractérise par une forte activité visible dans votre fermenteur. Les sucres fermentescibles sont consommés, de l’alcool et du gaz carboniques sont produits. Le moût s’acidifie, la densité diminue. Le kraüsen apparaît. Il s’agit d’une couche plus ou moins épaisse de bulles créée par les levures en phase de croissance exponentielle. Visible au dessus du niveau du liquide, elle est composée de levures très actives. Sa présence est un signe du bon déroulement de la fermentation.

Krausen visible pendant la phase exponentielle de la fermentation primaire
kraüsen à la surface du moût dans le fermenteur

A la fin de la phase exponentielle, les sucres et les nutriments commencent à se faire rares, ce qui a pour conséquence le ralentissement de l’accroissement de la population (entrée en phase stationnaire).

La fermentation secondaire, phase stationnaire ou garde

La phase stationnaire débute en général entre 3 et 10 jours après l’inoculation. Cette phase se caractérise par une forte baisse de l’activité visible de votre levure dans le fermenteur. L’épaisseur du kraüsen diminue voire disparaît totalement. L’émission de gaz carbonique ralentit. L’accroissement du nombre de cellules n’est plus significatif.

Pendant cette phase, les levures en manque de nutriments vont consommer les composés indésirables dans notre bière finale (diacétyles et alcools complexes). Cette phase est donc déterminante pour le profil aromatique final de la bière. La bière doit donc rester en contact avec la couche de levures. En général, il est préconisé de laisser cette phase se dérouler jusqu’à 2 semaines après l’inoculation.

Tu cherches à fabriquer une bière qui tabasse? Tu sais ces bières qui sont très alcoolisées… Consulte notre article : Obtenir une bière forte en alcool, tu ne vas pas être déçu!

La refermentation en bouteilles

A la fin de cette fermentation secondaire, la bière est transférée du fermenteur vers un contenant provisoire. C’est le soutirage ou transfert. Cette étape se réalise avec un tuyau afin de limiter le contact de la bière avec l’air (risque d’oxygénation) et sans soulever le dépôt en fond de fermenteur.

Pour que la bière atteigne un bon niveau de gazéification, elle doit être resucrée pour permettre une nouvelle fermentation en bouteilles. Dans ce contenant provisoure, une solution de sucre fermentescible ou d’extrait de malt dissout, est additionnée. Une délicate homogénéisation permet de s’assurer que l’intégralité des bouteilles recevra la même quantité de sucre.

Le brasseur met ensuite la bière en bouteilles (embouteillage) puis procède à la capsulation. Certains brasseurs préfèrent le fût mais cette technique plus coûteuse, nécessite plus de matériel. Une nouvelle fermentation s’opère, petit à petit l’oxygène est remplacé par le gaz carbonique. La pression monte à l’intérieur des bouteilles et le gaz carbonique se dissout dans la bière (création des bulles). C’est la carbonatation. Il est conseillé de laisser les bouteilles à 20°C pendant 2 à 3 semaines.

Embouteillage

Pendant la phase de maturation qui succède à cette refermentation en bouteilles. La température est diminuée. Les levures réabsorbent les composés indésirables pendant une période plus ou moins longues (minimum 1 mois). Plus le degré d’alcool est élevé, plus la période de maturation est longue.

Pour aller plus loin sur la fermentation, tu as la possibilité de consulter notre FAQ fermentation ou notre article pour t’aider à contrôler la température de fermentation. Qu’attends-tu pour aller y jeter?


Petit brasseur, où en es-tu?

Sans levures, pas d’alcool, pas de gaz carbonique donc pas de bière (snif)!

La fermentation de la bière est un sujet extrêmement vaste dont je n’ai pas pu aborder tous les tenants et aboutissants ici. Je vous prépare de ce pas un article sur les questions fréquentes que nous pouvons nous poser concernant la fermentation. Parce que oui, on nous en pose déjà quelques unes (pain sur la planche)!

Ce qu’il faut retenir c’est le caractère primordial de la maîtrise de la température lors de la fermentation. Si tu arrives à maintenir ce paramètre constant, tu as déjà fait le premier pas pour l’obtention d’une bonne bière.

Et toi, comment procèdes-tu pour tes fermentations? Tu as des astuces à partager avec nous?

As-tu pensé à télécharger notre livre numérique pour t’aider à brasser ta première bière tout grain? Si tu as aimé cet article, n’hésite pas à le partager et à suivre Comment brasser sa bière sur Facebook ou sur Instagram.

A très vite,

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