Comprendre l'effet d'un levier sur l'extraction

comme notre ami d'indecent expresso qui essaie de construire une renault Zoé qui pourrait se transformer en land rover....

Je vous trouve dur mais c'est un autre sujet La comparaison n'est pas terrible, mais quelque part la Decent me fait un peu penser à un thermoplongeur. Oui braiser la viande ça existe depuis longtemps, mais 1/ c'est plus "facile", tu as une température de cuisson "parfaite" en appuyant sur un bouton 2/ il y a des choses impossibles à faire sans (essaye de cuire une viande à une température stable pendant 3 jours)

J'arrête la dérive

je suis plutôt geek, et il y des nouvelles technologies intéressantes, je suis d'accord, mais decent poursuit à mon avis un but chimérique.... on se rend bien compte avec ce topic de la complexité déjà d'analyse d'un profil, alors de là à le reproduire, ça va être compliqué....

Franchement je ne suis pas le marketing de Decent, si l'angle choisi par leur comm c'est "vous allez pouvoir reproduire un levier chez vous !!!", ça me semble un peu ridicule, mais bon si ça fait vendre !

Si ça vous dit on peut créer un sujet sur la Decent, mais bon comme j'en ai pas mon apport sera limité

Y a que ceux à qui il en a donné qui en ont une !
bon allez, je sors je fous encore la zizanie !

Moi je veux bien qu'il m'en donne une

Cette machine est un projet passionnant, mais le marketing élitiste à la Apple derrière ça me fait le même effet que bfmtv. Si je peux éteindre la télé ou au moins changer de chaîne ça passe. Mais sinon ça m'est insupportable...

Je vois ce que tu veux dire @zeb, bon après ils n'ont pas la même force marketing qu'apple (heureusement)!

A propos de Decentespresso, voici un message intéressant (Google traduction a quasiment tout fait...) :

(et je veux bien ne pas être disqualifié d'office parce que je cite Decentespresso...)


La courbe espresso optimale
Avant de commencer, je pense qu'il existe une courbe de pression sans doute optimale pour les recettes d'expresso.

Vous pouvez le voir dans le profil de pression qui se produit naturellement lorsqu'un utilise un débit d'eau constant (4ml/s pendant tout le shot, ligne bleue) pour préparer un Allongé pas flotteux, selon Scott Rao sur la Decent. La pression (ligne verte) qui en résulte reflète la diminution de la résistance de la galette au fil du temps, car la galette perd de la matière au profit de la boisson en tasse.



sa courbe présente les caractéristiques suivantes:
   -une préinfusion qui prend environ 10 secondes avant que la pression monte
   -une pression de pointe autour de 8,6 bar
   -une pression finale autour de 4 bars
   -un temps total de préparation de l'espresso d'environ 30 secondes

Je pense que ce n'est pas un hasard si c'est exactement la courbe de pression que la plupart des machines à expresso à levier à ressort vous donnent naturellement. Les gens qui ont conçu leurs machines l'ont très probablement fait exprès, en utilisant leurs yeux et leurs papilles gustatives, car ils n'avaient pas accès aux données dont nous disposons actuellement.

Je vais faire valoir que les «meilleures» recettes d'espresso sont toutes des variations sur la courbe ci-dessus, car elles reconnaissent la réalité de la physique de la galette de café pendant l'extraction de l'expresso.

Pour moi, "meilleur" = "goûts les plus agréables" = "les meilleures saveurs, minimisant les mauvaises saveurs". Je me rends compte que les gens ont différents niveaux d'acidité qu'ils recherchent, et je mets délibérément cela de côté ici, en me concentrant plutôt sur les saveurs.


Les recettes des «quatre mères»:
Ma position est la suivante : le niveau de torréfaction d'un grain est la considération la plus importante dans le choix d'une "recette" pour faire un expresso.

En effet, plus un grain de café est torréfié:
  - plus il devient soluble ("cède plus facilement la matière à l'eau")
  - plus la galette de café aura d'intégrité (elle risque moins de se désagréger et de faire du channeling pendant l'extraction).

En d'autres termes: moins un grain est soluble, plus votre recette devra travailler plus fort pour extraire la matière du grain.

Les trois principaux moyens d'obtenir plus de matière d'un grain sont:
   -augmenter le temps: la durée pendant laquelle les grains sont en contact avec l'eau
   -augmenter le débit d'eau à travers la galette de grains moulus
   -augmenter la température de l'eau, ce qui augmente l'efficacité de l'eau pour extraire la matière (mais pas toujours les bonnes saveurs)

Une taille de mouture plus fine augmente également l'extraction, mais ce n'est pas une variable indépendante. Il existe généralement une taille de mouture appropriée pour chaque type de recette.


Ce qui nous donne :



Ce qui nous donne ces informations:
   -Les machines à expresso italiennes classiques sont câblées pour donner les meilleurs résultats avec des grains torréfiés à l'italienne (moyennement foncés à foncés).  Je considère que le profil commun " 9 bar plat, style pompe" est une version simplifiée (et moins bonne) du profil Levier. Le profil de levier donne des rendements d'extraction typiques de 19% à 21%, qui sont les plus bas des 4 recettes, car le débit est le plus bas et le temps de contact avec l'eau est le plus court, avec cette recette.
   Les grains torréfiés clairs sont connus pour produire des galettes qui se désagrégent rapidement et font du channeling lors de l'utilisation du profil à levier (ou plat 9 bars). C'est probablement pourquoi ceux dont les machines ne peuvent utiliser que cette recette d'espresso auront tendance à compenser soit en faisant des Ristretto (de courte durée), soit en mettant beaucoup plus de café dans le panier. Si vous ne le faites pas, vous obtenez un expresso très acide, généralement sous-extrait, car vous n'avez pas compensé de manière appropriée la faible solubilité des grains avec lesquels vous travaillez.

  - La recette Blooming de Rao (pause longue de 30s -sans pression- après la préinfusion) fonctionne bien sur les grains torréfiés moyens à légers, mais avec les torréfiés ultra-légers, la galette a tendance à se désagréger à la fin des shots car les grains torréfiés ultra légers ne forment pas une galette  assez solide pour survivre à la dernière étape de l'extraction. Rao essaie de contourner ce problème en profilant le débit de la dernière étape, de sorte que si l'intégrité de la galette échoue, au moins le débit ne va pas très vite. La longue préinfusion exige une mouture ultra fine. Le "blooming" se traduit par les extractions les plus élevées, à la fois en raison du long temps de contact avec l'eau, mais aussi parce que cette recette nécessite les grains moulus les plus fins, ce qui augmente également l'extraction. (voir l'article de Rao : https://www.scottrao.com/blog/2018/7/18/advanced-mode-on-the-de1 )

 -La recette Allongé (courbe du début de l'article) ) fonctionne mieux avec les torréfactions ultralégères car elle demande très peu de solidité à la galette et le débit rapide nécessite une mouture grossière afin de ne pas occasionner de pression trop élevée. La recette Allongé est la suite des conclusions du document de recherche Hendon largement cité https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238519304102 selon lequel des moutures grossières et un débit rapide entraînent des extractions relativement élevées et une bonne consistance. L'extraction typique de 21% à 23% est probablement dû à une mouture plus grossière qu'avec la recette Blooming. Mais comme Hendon n'utilisait pas de machine à expresso à profil de débit ou à profil de pression, son expresso souffrait d'une perte rapide d'intégrité de la galette et il a donc fini par préconiser des recettes d'espresso de plus courte durée. En utilisant un débit constant (ou une pression décroissante), il est possible d'utiliser l'approche de mouture grossière / débit rapide, mais à la durée normale de 30 secondes.


Chaque recette correspond à un niveau de torréfaction idéal. Si vous utilisez des grains torréfiés noirs pour une recette sans levier, vous les extrairez probablement trop. Les grains torréfiés légers sur Levier seront souvent sous-extraits et / ou avec du channeling.
Les gens avec des machines à levier manuelles sont capables de faire toutes ces recettes et ont longtemps été en mesure de faire de délicieux expresso avec des grains légèrement torréfiés. En règle générale, il s'agissait soit d'un shot "Blooming", soit intelligemment d'un long profilage au levier de 50 secondes, prolongeant ainsi le temps de contact avec l'eau sur toute la durée de l'extraction

Je trouve que c’est cohérent mais il ne donne pas ses ratios.

Le gars qui a inventé le groupe à levier s'en battait les choses des courbes à la Rao il a juste voulu arriver à obtenir de la pression par un autre moyen que la vapeur de la Bezzera de 1904.

Mais sa courbe dit la même chose que moi. A débit constant, donc grosso modo avec un levier sur sa faible course ou avec une injection bien régulée avec restricteur et/ou opv on a un profil descendant. Ce n'est pas une spécificité du groupe à levier.

Il faut donc arrêter (enfin je pense, ce n'est pas directif mais incitatif) de dire que le profil type du levier est un profil descendant. Ce n'est pas complet, il n'a pas l'exclusivité de ce type de profil.

Et il serait intéressant de comprendre pourquoi une bonne injection avec ce type de profil car bien régulée en débit n'arrive quand même pas forcément toujours à un aussi bon résultat que les meilleurs groupes à levier.

Non ?

On a vu qu'une preinfusion bien gérée pouvait apporter un mieux avec Lucio sur sa Mistral Mirage. J'aimerais bien pouvoir voir comment est foutu leur système @Lucio

Attention il me semble que la courbe de débit sur le graph est celle du débit AVANT la galette. Par exemple, il n'y a aucune chance que ce débit soit constant sur ma machine. Typiquement il doit être important au début (faible résistance), passer par un minimum au pic de pression (résistance max), puis progressivement remonter (érosion de la galette). Justement la Decent semble ici être utilisée en mode "débit constant". Elle y arrive bien sauf vers le pic de résistance (pression max).

@zeb ma machine est une Mirage, la Mistral c'était une La Marzocco sous traitée chez Kees Le système de pré-infusion est super simple, c'est quasi le même qu'une E61 classique. Tu as un restricteur de 0.6mm au niveau de l'EV, ensuite le cylindre habituel des E61 avec le ressort (sauf que l'évacuation ne se fait pas par là). Au niveau de la pré-infusion je pense que par rapport à une E61 "classique"  la seule différence c'est peut-être le restricteur plus petit (il n'est pas au même endroit mais je ne pense pas que ça joue) et le fait que tu puisses enlever le cylindre si tu le souhaites. Typiquement la première goute percole vers 11s quand tout va bien, pour un temps total d'entre 30 et 35s.

A ma connaissance, il n'y a pas de restricteur sur les Decent, la pression, le débit et la température sont mesurés au-dessus de la galette au niveau de la douchette, quelques dizaines de fois par seconde et ajustés en fonction.

Oui ça n’a rien à voir.

@Zeb, c'est parce que l'invention, comme souvent, a précédé la compréhension qu'il ne se posait pas ces questions! Mais je parie au contraire que lui ou ses successeurs ne s'en battait pas du tout les choses et aurait probablement été très intéressés de voir en direct les variations de pression, de débit ou de température et de voir les relations des unes avec les autres, et ce pendant l'extraction! Un inventeur qui n'essaye pas de voir ce à quoi il n"a pas accès et qu'il aimerait connaitre, je n'y crois guère!
A l'époque, Il a fait, ils ont fait, avec les moyens et les questions du bord, tout comme aujourd'hui le gars de Decent et beaucoup d'autres -qui par exemple, modifient la préinfusion classique sur levier pour obtenir d'autres choses, notamment pour d'autres torréfactions).

Après, on peut se demander -et c'est plutôt mon questionnement- s'il faut mettre tout ça en oeuvre, électronique, informatique, électromécanique, etc. pour juste sortir un café , même très bon...

Bah, comme si il aurait été inconcevable de suivre et d'enregistrer pression et débit sur quelques secondes dans les années 30/40...
A ton avis comment ils faisaient pour mettre au point des moteurs à explosion???
Dans les années 30, Fermi (italien) mesurait avec un précision incroyable les niveaux d'energie de rayonnement beta lors de désintégration d'un seul noyau atomique. Alors la pression dans la chambre d'un piston de machine expresso...

De nombreux membres de ce forum en savent beaucoup plus que moi sur l’histoire des leviers. Du peu que j’en sais, je suppose que comme dit @zeb il a utilisé un levier parce que c’était le plus efficace à l’époque vu les contraintes. Mais je suppose aussi qu’il a essayé un paquet de paramètres, et peut-être qu’effectivement il est tombé sur le bon équilibre entre taille de la galette, tension du ressort, profil thermique etc. Mais clairement je ne le vois pas geeker à la Decent...

@brezeme bien sûr mais bon les enjeux (et budgets) ne sont pas les mêmes tu en conviendras et pour reprendre l’analogie thermoplongeur, maintenant tu cuis au degré près pour 100 balles, alors que c’était absolument hors de portée même pour les pros il n’y a pas si longtemps.

L'origine de l'utilisation du levier est simple, c'est que les pompes n'existaient pas.

C'est de l'humour, ou bien?

A propos d'invention, de développement et de business, le gars de decent (dont je me moque totalement, bien sûr) est un nain et un amateur par rapport à Gaggia, Faema et les autres de l'époque qui étaient tout sauf des anges désintéressés, mais plutôt probablement des requins! Ils s'espionnaient les uns les autres et devaient démonter toute nouvelle machine de la concurrence, surtout si elle se vendait bien! Et ils ne manquaient pas d'investir dans le marketing!  Tout le monde a besoin de vivre et de vendre ses machines mais les époques et les gens ont un peu changé...et les méthodes aussi!
Les machines à café depuis les années 40-50 sont des produits industriels qui demandent de la recherche et développement qui coute très cher et qui appelle du marketing derrière.

Quant à l'usage du ressort, il ne suffit probablement pas de choisir le moyen, je suppose qu'il a fallu faire de la recherche, longuement, à propos de différents aspects : rien n'est tombé tout cuit et les gars de l'époque se sont creusé le ciboulot et ont travaillé de la cafetière tout autant que les loustics d'aujourd'hui , lesquels sont probablement tout autant passionnés!

LE RESSORT COMME RÉGULATEUR DE DÉBIT
Pourrait-on dire que le ressort d'une machine à levier est un dispositif de régulation de débit? C'est en pensant au fonctionnement d'une Decent que j'ai pensé que le ressort servait, il me semble, à envoyer un débit régulier sur la galette et en tasse (à réguler le débit?), en complémentarité avec  la préinfusion.

Programmer un débit de café régulier sur une DecentEspresso
Prenons l'exemple d'une machine DecentEspresso dont on peut programmer à peu près tous les paramètres, même un débit régulier (si la qualité de la galette le permet). On peut effectivement programmer une Decent pour faire une préinfusion selon les paramètres de débit d'eau chaude, de pression, de température que l'on veut puis ensuite lui faire détecter la fin de la préinfusion (lorsque la pression monte dans la galette et atteint telle valeur) et enfin passer en phase d'extraction proprement dite -avec pour objectif de maintenir un débit de café fixé.
Il s'agit d'obtenir très vite un certain débit recherché puis de le maintenir jusqu'à la fin de l'extraction. Pour ce faire, la machine mesure des centaines de fois par seconde le débit d'eau qui arrive sur la galette et corrige à mesure ce débit en faisant varier la pression, afin de suivre la consigne. (Il faut, pour ce faire, une grande réactivité et une grande précision de la mesure ainsi qu'une grande réactivité et une grande précision dans l'application de la pression et du débit!)



Un ressort pour avoir toujours le même débit, tout au long de l'extraction (et toute l'année!)
L'obtention du débit régulier se fait naturellement sur une machine à levier à ressort si on a réalisé une préinfusion suffisante. C'est en effet le ressort qui maintien le débit constant en envoyant toujours la même quantité d'eau. C'est la détente régulière du ressort qui, en produisant une force régulière, fournit l'approvisionnement égal en eau de la galette, c'est à dire le même débit.
Mais pour cela, il faut qu'il n'y ait plus de restrictions au débit, grâce à une bonne préinfusion qui ouvre tous les petits robinets!


La préinfusion supprime les obstacles à la traversée régulière du l'eau
Une bonne préinfusion doit, au moins en théorie, rechercher à mouiller chaque particule de café de la galette : l'eau doit "entourer" et mouiller chacune d'elle afin d'entrer en contact avec les matières à extraire -mais sans trop les dissoudre encore. Le mouillage prépare l'extraction proprement dite qui se fera dans les conditions choisies (de température, débit, pression) et tout le monde en même temps (si possible...)!
Au cours de la préinfusion, l'eau qui rentre dans la galette est absorbée par les grains de café jusqu'à ce que tous les grains soient bien mouillés et que la galette soit saturée d'eau : du liquide commence alors à sortir à l'autre bout, sur la douchette. Par contre, chaque particule de café non mouillée peut freiner le débit puisqu'elle peut absorber de l'eau au passage. Elle peut aussi l'accélérer comme dans le cas du channeling où des zones non mouillées opposent plus de résistance au passage de l'eau et permettent à des passages préférentiels de se créer ailleurs, là où ça passe plus facilement, les fameux canaux.
Une bonne préinfusion mouille toutes les particules qui laisseront l'eau passer de manière homogène dans la galette, sans frein ni accélération.


Tout ce qui entre, ressort : le débit de café est le débit d'eau
Lorsque la galette est saturée, celle-ci n'absorbe plus d'eau : il sort alors de la galette autant de liquide qu'il en rentre. Le débit en sortie est celui en entrée! Au moins idéalement, les débits sont les mêmes!
On voit sur ces images (Decent) un débit de café (en marron) qui commence  à la fin de la préinfusion et qui colle au débit en eau, en bleu :




C'est, il me semble, le point essentiel : à la fin d'une bonne préinfusion, il n'y a plus de frein ni d'accélération au débit de liquide, du moins en théorie, bien sûr! Si le débit d'eau entrant sur la galette change en cours d'extraction, ce qui sortira -le débit de café- changera dans la même proportion. Si il ne change pas, alors le débit de café sera fixe.
Cette fixité de production d'eau au-dessus de la galette, de débit d'eau chaude sera justement le rôle du ressort!



Le ressort fait entrer une quantité égale d'eau tout au long de l'extraction
Une fois la galette saturée d'eau, on passe à la seconde phase, l'extraction au débit voulu et à la pression voulue, au moins sur une ressort et sur une Decent.
On l'a vu précédemment, la force du ressort change très peu pendant l'extraction ; il a été en effet conçu pour que sa plage d'utilisation coïncide avec sa plage de plus grande linéarité (régularité?).
Grâce à la force égale du ressort pendant toute la période de l'extraction, l'eau sous le piston est injectée dans la galette en même quantité, tout au long de l'extraction proprement dite. Le débit d'eau rentrant produit le même débit de café sortant : tant de millilitres d'eau par seconde, déterminés par la surface de la chambre du piston et par la force du piston poussé par le ressort. Le ressort assure le même débit d'eau et donc de café au long de l'extraction proprement dite, ce qui est recherché.

Grâce à la préinfusion qui a mouillé tous les grains (en théorie), il rentre toujours autant d'eau sur la galette et il en sort autant de café, le débit est régulier.
Mais, comme on le voit sur l'image suivante, une préinfusion insuffisante laisse la galette assoiffée qui va encore absorber de l'eau : le débit baisse (en bleu).


L'image suivante montre un débit régulier grâce à une bonne préinfusion qui a saturé la galette :



Une baisse plus forte de la pression grâce à la préinfusion sur levier à ressort et sur Decent
La pression sur la galette, elle, baisse à la fois parce que la galette perdant sa matière, oppose moins de résistance et parce que il y a eu une bonne préinfusion. La bonne préinfusion permet de ne pas faire varier le débit parce que tous les grains bien mouillés n'absorbent plus d'eau. Il n'y a plus de zones de grains trop secs ou trop mouillés qui altéreraient le débit.
En revanche, la préinfusion fait baisser la pression par une érosion homogène de la galette. Cette pression baisse plus fortement avec une levier à ressort ou avec une Decent qu'avec une machine à pompe classique parce que la préinfusion bien faite a mouillé l'ensemble des grains : l'extraction se fait sans perdre de l'eau à mouiller plein de grains encore secs. Avec une pompe, tous les grains ne sont pas encore mouillés avant l'extraction proprement dite mais le sont à mesure que l'eau progresse dans la galette et alors même que -sous haute pression- l'extraction commence déjà aux endroits déjà mouillés. La quantité qui sort n'est pas celle qui est entrée car une partie a été absorbée en chemin : le débit n'est pas fixe, il varie.
La pression baisse moins fort sur une machine à pompe  parce qu'il demeure des zones qui opposent plus de résistance. Enfin, je crois!

Extraction avec faible baisse de pression sur deux E61



Extraction sur une levier LM Leva :


Extractions sur une Decent avec prinfusion :




La détente régulière du ressort envoie donc régulièrement la même quantité d'eau sur la galette et, grâce à la bonne préinfusion, envoie régulièrement la même quantité de café en tasse : il assure un même débit régulier. Le ressort à détente régulière d'une machine à levier devrait donc, grâce à l'action d'une bonne préinfusion, pouvoir être considéré comme un régulateur de débit, non?

Au cours de la préinfusion, l'eau qui rentre dans la galette est absorbée par les grains de café jusqu'à ce que tous les grains soient bien mouillés et que la galette soit saturée d'eau : du liquide commence alors à sortir à l'autre bout, sur la douchette.
Une fois la galette saturée d'eau, on passe (manuellement sur une levier ou automatiquement sur une Decent) à la seconde phase, l'extraction au débit voulu et à la pression voulue.

Pour ceux qui n'ont pas de préinfusion sur leur machine à pompe, serait-il possible de mouiller la galette dans le porte-filtre avant de l'enclencher dans le groupe ?
Est-ce que ça a déjà été tenté ou c'est du n'importe quoi cette idée ?

Autre solution qui me vient : porte-filtre enclenché, on lance l'extraction 2 ou 3 secondes pour faire venir l'eau sur la galette puis on éteint la pompe et on attend que la galette s'imprègne d'eau avant de relancer l'extraction.

Qu'en pensez-vous de ces idées de béotien ?

J'ai testé mon dispositif (fait par moi-même) pour la mesure de la pression d'extraction sur ma machine Gaggia Baby (groupe identique à la gaggia classic) comme tu le vois sur la vidéo, la pression ne monte pas rapidement dans le groupe, mais prends quelques secondes, si tu coupes la pompe aussitôt tu auras une chute de pression car l'électrovanne 3 voies s'active et vide ton groupe en jetant les premiers millilitres du café précieusement infusées. En outre tu auras une infusion faite à pression qui s'annule contrairement à la machine à levier qui le fait à pression constante de la chaudière. personnellement je déconseille cette pratique, sauf si elle se fait en éliminant l'activation de la valve 3 voies.

Je me suis permis de changer substantiellement mon texte précédent du sam 5 décembre à propos du rôle du ressort dans une machine à levier, lequel me semble servir de régulateur de débit . J'espère être plus clair et plus lisible ; il m'a semblé plus juste de prévenir...
Ce rôle de régulateur de débit me paraît aider à comprendre la spécificité du ressort par rapport à la pompe mais je me gourre peut-être...A vos commentaires!

A mon humble avis, le ressort n'est pas un régulateur de débit mais un pourvoyeur de pression, et comme l'effort de sa compression est proportionnelle à sa flèche, il fournit une pression descendante lors de l'extraction.
Celui qui agit comme régulateur de débit c'est la résistance de la galette, Si tu as une mouture extra résistante (très fine ) à un point de bloquer l'eau dans le groupe d'infusion, ça sera Zéro débit, le ressort n'est pu rien dans ce cas, et se bloquera à une pression fixe sans bouger ( il bougera un peu à cause de la compression de l'air qu'il y a dans la chambre d'infusion, aspiré lors de la monté du piston et l'abaissement du levier).
Si par contre la mouture a une résistance très faible, le ressort appliquera sa pression comme à l'habitué mais à un temps rapide, et qui dit rapide dit débit important.

Le mot régulateur est probablement mauvais, je voulais dire qu'il dispensait un débit d'eau régulier sur la mouture (puisque sa force varie peu en cours d'extraction, ni le diamètre de la chambre du piston). Et il assure ainsi le débit constant en tasse aussi, en cas de bonne préinfusion.
La galette, elle, ne me semble pas réguler la pression puisque justement l'érosion la fait baisser, non?