To flush or not to flush

amicalement_votre a écrit:- question: quelqu'un connaît-il le temps de lattence (la réactivité) de ces petits thermomètre qu'on plente dans le nez des e61 ?

il s'agit du thermometre Taylor 9840
http://www.lesman.com/unleashd/catalog/thermome/Taylor-dial-thermometers/tay_pockets.pdf
Acuracy = +/-1.8°F
Update interval = 1sec
Response time = 10sec

les 10 secondes de response time je pense que ça dépend de la température de départ, de mon expérience c'est assez réactif je dirais qu'on a 1 ou 2 secondes max de retard.

pour plus d'infos sur la sonde de Erics, il y a un pavé à lire:
https://www.chriscoffee.com/v/vspfiles/assets/images/digital%20thermometer%20adapter%20oct12.pdf

d'ailleurs page 7 y'a une réflexion sur le fonctionnement du thermosiphon, et d'autres observations qui expliquent pourquoi certaines machines ont besoin d'un petit ou d'un gros flush, mais j'ai pas trop le temps de bien lire là

Excellent R0bin. Il y a plein certains résultats disponibles sur le web donc, et pas seulement dans les bureaux d'étude des fabricants de machines. Ca aide.

J'ai imprimé le document que tu indiques. J'ai besoin de le lire lentement et à tête reposée. Si le principe général des phénomènes qui entrent en jeu dans le profil thermique d'une machine HX peut conduire à une image qualitative de ce profil, il faut ensuite tenir compte des aspects quantitatifs. Par exemple, le temps pour que le e61 reprenne sa température initiale après une extraction est probablement beaucoup plus long que sur le Rossi-HX-accouplé de l'Elektra : pour l'e61 ce sont les fuites thermiques qui font principalement le job, pour le Rossi accouplé, je pense que c'est la chaudière elle-même qui va jouer le rôle principal en baissant son apport calorifique car son delta de température avec le groupe a diminué (on y reviendra probablement plus tard plus en détail). Au final, ça m'intéresse énormément d'essayer de se représenter l'influence des shots successifs sur le profil, les conséquences des différentes stratégies de flush ou pas-flush, et de se représenter de probables différences quantitatives de profils  entre HX accouplé et HX thermo-siphonné. Je ne sais cependant pas jusqu'où il sera possible d'aller dans cette compréhension. Mais l'important c'est de participer .  

_didier_ a écrit:Je m'explique la hauteur du niveau d'eau dans la chaudière n'a t-il pas une incidence sur le niveau d'immersion du HX et donc sur la température de l'eau qu'il contient.

Eau vapeur et eau liquide dans la chaudière sont à la même température, T_1=120C. Imaginons que l'on dépose dans cette chaudière un objet à une autre température T_2. Si cet objet n'est en contact qu'avec cette eau liquide ou vapeur dans la chaudière, beaucoup de gens trouvent intuitif de penser qu'après un certains temps, T_1 et T_2 ayant évolué, elles finiront par converger vers une valeur commune. C'est en fait le cas. On peut le démonter en thermodynamique.

Si tu me le permets, j'écrirai dans qques jours qques équations pour justifier cela (d'une façon pas trop compliquée, sans parler d'entropie) et détailler la différence qu'il y a entre la température commune de l'eau liquide et de la vapeur dans la chaudière, et celle du métal qui compose la chaudière elle-même (merci à Pouillot Véloce de m'avoir fait réfléchir sur ce point).

Mais pour revenir à ta question: si le HX est en contact avec l'eau vapeur à 120C, ou bien s'il est en contact avec l'eau liquide à 120C, il convergera de toute façon vers 120C (car la température de l'eau liquide ou vapeur est maintenue constante par la résistance). La différence est qu'en contact avec de la vapeur, cet équilibre des températures prendre plus de temps. Ca jouerait donc entre les shots, et pendant le shot, mais pas pour la température initiale contenue dans le HX après mise en chauffe initiale de la machine.

@ R0bin : Le fait que le temps de relaxation soit officiellement de 10s sur ces petits thermomètres montre que les mesures de température avec ce système ne peuvent rendre compte du saut plus brutal de température entre les phases 1 et 2 (quand l'eau plus fraiche du HX arrive d'un coup dans le groupe). Mais dans les phases 1 et 2, cette évolution de température étant "plus lente", je pense que ces petits thermomètres sont redoutables d'efficacité.

ton raisonnement m'a l'air très bon

pour le document PDF en effet c'est intéressant, attention cependant car le but du doc si je ne m'abuse est de promouvoir la sonde de chez eric's
je l'ai imprimé pour regarder plus tard!

amicalement_votre a écrit:@ Pootoo: Je n'avais pas lu en détail et ne savais pas que "Scace II" (la courbe rose sur le même graphe) était une mesure de température probablement en sortie de douchette avec un autre thermocouple. Je pense que ces mesures sont prises de façon beaucoup moins propres que dans le nez de l'e6, car elles dépendent des vicissitudes de l'eau qui sort ici où là de la douchette. Je pense qu'au contraire les mesures prises dans le nez de l'e61 donnent des températures juste un peu plus élevées que celles d'extraction réelle.

C'est là que ça achoppe à mon avis... et c'était mon questionnement dans ma première intervention: au final le flush n'a une importance que s'il agit sur ce qui sort de la douchette. Dire que le profils pris sur le nez du groupe correspond au profil en sortie de douchette est une hypothèse... peut-être vraie quand tout le groupe est thermalisé par un premier flush (et encore, plusieurs graphiques HB montrent une différence), mais difficile à croire à 100% dans le cas de ce premier flush où la température de l'eau va passablement baisser au contact de la partie "froide" du bout du groupe (le gradient de température entre le nez et l'extrémité du e61 est quand même de 4°C).
Car c'était bien ça la question au départ (non?) : est-ce qu'un flush est nécessaire sur les e61 et si oui, à quoi sert-il/comment ça marche ?

à la lumière du document de Eric's, il est dit les choses suivantes:

1- les machines Hx à base de E61 ne sont pas toutes identiques en terme de réponse au flush

2- il fait un distingo avec les machines QuickMill et cie (qui sont plus sensibles au flush) et les machines Vibienne Domobar Super et la gamme Rocket qui seraient équipés de restricteurs de thermosiphon (! on en parlait justement) cf page 9

3-  il y a deux techniques de flush (cf page 6): le "flush & wait" et le "flush & go".
en gros dans le flush & wait c'est pour les machines non-rocket non-restricteurisées:
tu descends la température du groupe en dessous de la cible, et tu attends qu'elle remonte pour lancer le shot.

le flush & go c'est pour les machines rocket (?), tu flush moins, juste ce qu'il faut pour refroidir l'eau dans l'échangeur de chaleur, mais la température du groupe reste au-dessus de la température cible (difficile à contrôler non?) et tu lance le shot

4- toutes les variables (temps de flush, temps de recouvrement de la température etc) dépendent de la machine et du réglage du pressostat, il n'y a pas de règle à part celle décrite au point 2

5- il parle d'un concept intéressant qui serait à priori plus présent sur les machines non-restrictorisées, je sais pas si vous l'aviez mentionné: le Reverse Thermosyphon Action (p7): après un flush (20 secondes sur l'exemple), la température dans l'échangeur de chaleur descend jusqu'à 10°C de moins que d'habitude, et pour remonter il utiliserait le principe du thermosyphon inverse: une partie de la température du groupe serait utilisée pour réchauffer l'eau du thermosiphon. donc, la température du groupe descendrait. il me semble que l'on n'avait pas pris cette variable en compte.
sur les machines à restricteur de thermosiphon, l'action de refroidissement du groupe serait moindre et plus influencé par la résistance du Hx.

6- page 8 point g (flute vous allez jamais le trouver ) hum bon blague à part on y dit qu'il y aurait une différence de 1°C entre la température du groupe (sous entendu lue sur le thermometre eric's) et celle d'extraction. c'est aussi mon cas.

7- j'ai pas trop compris l'intéret des graphes page 9 et 10, tirer un shot alors que la machine n'est pas tout à fait chaude et montrer qu'on atteint 93°C ou 96°C stabilisées, euh...
et je pige pas pourquoi la machine est pas déjà chaude avant (graphe qui commence à -5secondes)

voila mon analyse d'assistant, je laisse la parole aux pros maintenant

Il part de ce qu'il croit évident qu'il faut sortir le chiengroupe (faire pipi...) avant de faire un café.

Ils sont obnubilés par ça et n'envisagent même plus que l'on puisse ne pas le faire. J'ai des clients qui me demandent comment le water loop flow dance kikoolol sur un groupe de Faema Mercurio... Je répond que les anciens avaient le secret pour qu'il y ait juste à mettre du café, baisser le levier puis le laisser remonter sans autre pitrerie. Comme ils me prennent pour un cador ils écoutent ça fait toujours ça d'eau de gagné

Waw R0bin, j'ai pas encore lu le document mais tout se complique effectivement: je me base sur ce que je comprends de ce que tu écris (si j'ai pas compris de travers):

Il existe 2 staratégies pour arriver à une température d'extraction cible:

1) Soit le groupe est plus froid et l'eau du HX est plus chaude. (Ce sont les conditions que j'ai supposées dans les posts précédents et que l'on rencontre si on ne flush pas (ce qui est mon cas dans ma pratique actuelle)). Dans ce cas le groupe chauffe en cours d'extraction.

2) Soit le groupe est plus chaud et l'eau du HX est plus froide. Dans ce cas le groupe refroidit en cours d'extraction.

Je vais essayer de lire le document quand j'ai un moment pour mieux comprendre. Dans les conditions 2), le profil thermique de l'extraction est différent du cas 1) mais je pense qu'on peut le déduire en raisonnant dans le même esprit.

Autre point: je suis d'accord avec les réserves de Pootoo sur ce que je raconte. Je rédige un petit qque chose là-dessus et reviens.

oui je te conseille de relire le texte à la source, je ne garantis pas la traduction à 100%

tiens je suis même tombé sur une 3eme catégorie (tout cela est subjectif bien sur), qui liste l'elektra:

Home Barista a écrit:Brew Temperature Management

Having written a number of reviews, I've come to recognize differing degrees of how heat exchanger-centric a particular espresso machine is. My shorthand for these distinctions are:

Dragon - key characteristics are lots of flash boiling, fast recovery, nearly zero thermal memory, and slowly rising brew temperature profile. Simply stated, after the cooling flush, the heat exchanger output is the brew temperature. Examples include the Elektra Semiautomatica, Gaggia Achille, and the Olympia Maximatic.
Mixer - key characteristics are modest flush, medium to slow recovery, considerable thermal memory, and initial rising then falling brew profile. Unlike the Dragon, the Mixer's brew temperature isn't determined solely by the output of the heat exchanger. Other factors, such as cool water mixing via an heat exchanger injector, backflow from a thermosyphon, and the attenuating effect of a heavy grouphead temper the final brew temperature. Examples include HX E61 espresso machines like the Vibiemme Domobar Super and Quickmill Vetrano.
Agnostic - key characteristics are small, fixed volume flush or none at all, and long thermal memory. Careful tuning of a Mixer with tweaks in the design can produce an espresso machine that is heat exchanger in name only. Examples include the Cimbali Junior and Nuova Simonelli Aurelia.
As the last entry suggests, these categories are not immutable. With minor modifications or boiler pressure adjustments coupled with barista techniques, an espresso machine that naturally fits in one category can morph into one of the other categories (e.g, Ian's HX Heaven or 1½ Boiler).

source: http://www.home-barista.com/tips/hx-flush-and-go-vs-flush-and-wait-t20499.html

y'a même un gars qui a fait un tableau pour prévoir le "rebond" de la température en fonction de la température du groupe pour garantir une température optimale en extraction:
http://nielssonne.blogspot.fr/2012/03/eliminating-guesswork-when-flushing-e61.html
(edit: grilled by potogooo plusieurs posts avant )

@amicalement_votre, fais gaffe tu as un dragon dans ta cuisine

La phrase suivante semble interessante:

"As the last entry suggests, these categories are not immutable. With minor modifications or boiler pressure adjustments coupled with barista techniques, an espresso machine that naturally fits in one category can morph into one of the other categories"

En effet, le dragon dans mon salon ne brule personne .

Sinon, Pig, si je suis bien le raisonnement, tu ne te prononces pas sur l'existence de Dieu ? Je ne savais pas ?

pootoogoo a écrit:
Dire que le profil pris sur le nez du groupe correspond au profil en sortie de douchette est une hypothèse... peut-être vraie quand tout le groupe est thermalisé par un premier flush (et encore, plusieurs graphiques HB montrent une différence), mais difficile à croire à 100% dans le cas de ce premier flush où la température de l'eau va passablement baisser au contact de la partie "froide" du bout du groupe (le gradient de température entre le nez et l'extrémité du e61 est quand même de 4°C).
Car c'était bien ça la question au départ (non?) : est-ce qu'un flush est nécessaire sur les e61 et si oui, à quoi sert-il/comment ça marche ?

Déjà, le gradient (=dégradé) de température dans le groupe bien visible sur le schéma posté par Pootoo ne pourra jamais partir en flushant. Flusher change à coup sûr la température de chaque strate du groupe mais ne pourra jamais les faire converger vers une valeur commune. L'effet du gradient que Pootoo évoque est donc là, bien là, et en toutes circonstances (mais certes + ou - suivant qu'on flush ou pas, ça c'est possible). Je ne crois pas que le but d'un flush soit de diminuer ce gradient: le but d'une manoeuvre qu'elle quelle soit est de changer le profil de  température en sortie de groupe, et il ne nous importe pas de savoir si cela est obtenu avec un groupe plus uniforme ou moins uniforme en température.

Ensuite, ce profil de température dans le groupe crée aussi une différence entre la température d'extraction qui nous intéresse et celle mesurée par le thermomètre quelque part où il est planté dans le nez du groupe. On a donc deux questions: 1) est-ce que prendre en compte ce gradient change qualitativement le profil de la température d'extraction? 2) est-ce que la mesure dans le nez est de profil qualitativement différent de celle en sortie de douchette?

Pour se fixer les idées améliorons un peu le modèle : appelons x une coordonnée le long du groupe qui le parcours depuis son contact avec la façade de la machine (x=0, où c'est plus chaud) et qui va jusqu'au bout de la douchette (x=L, où c'est plus froid):

- On a une température T(x,t) de l'eau qui traverse le groupe au point x et à l'instant t. On a donc T(L,t) qui est la température d'extraction.
- On a une température T_g(x,t) du groupe au niveau de sa strate x et à l'instant t.

Je suppose que le barista choisi de suivre la stratégie 1) lors d'une extraction avec mouture c.à.d. avoir l'eau du HX plus chaude que les strates du groupe pendant l'extraction.

On a à l'entré du groupe :    T(0,t) > T_g(0,t)  donc l'eau refroidit tandis que le groupe chauffe.

Quand cette eau passe la première strate du groupe et se retrouve dans la seconde en x=h (ou h est petit), on est à l'instant t=s (où s est une petite durée). Je suppose (c'est une hypothèse, Pootoo a raison) que j'ai encore  une fois    T(h,s) > T_g(h,s). En effet, cette hypothèse est plutôt raisonnable pour les valeurs numériques des températures réelles de nos machines : on part d'eau initialement à 119C et d'un groupe entre 92C (dans sa partie la plus chaude) et 88C dans sa partie la plus froide par exemple.
Il est alors envisageable que l'on ait  en pratique :     T(x,t) > T_g(x,t)    pour toutes les valeurs de x et t, c.à.d. que toutes les strates du groupe participent à refroidir l'eau tandis qu'elles-même se réchauffent au contact de cette eau. Dans ce cas, on est tenté de penser que :

T(x,t) décroit quand x augmente.
T_g(x,t) croit quand t augmente.
T(x,t) croit quand t augmente.
T_g(x,t) décroit quand x augmente (ça c'est expérimental sur le schéma posté par Pootoo).

Si les propositions précédentes sont vraies, alors le profil de T(L,t) a la même forme que celui de T(x,t) pour tout x. La température de l'eau sondée par le thermomètre planté dans le nez du groupe donne donc un profil temporel qualitativement identique à celui de T(L,t) qui nous intéresse.

Cependant, déterminer les conditions précises qui feraient/font que les propositions précédentes soient/sont vraies, est une tannée !!!! J'ai essayé de poser le problème en écrivant les équations dans le cas d'un groupe de géométrie très simple : un tube cylindrique de section constante parcouru par l'eau qui arrive du HX. Autant aller droit au but : à part poser les équations, je ne parviens pas à montrer quoi que ce soit mathématiquement, trop compliqué pour moi.

Juste pour se faire peur, une équation est (équation de la chaleur dans l'eau + terme de source en T-T_g) :

où z est la coordonnée le long du fluide, dans le référentiel lié au fluide (dans ce référentiel le fluide est immobile et c'est le groupe qui recule à vitesse constante). K et C sont des constantes et leur vitesse relative est v. Ensuite on passe dans le référentiel de coordonnée x où c'est le groupe qui est immobile et où c'est le fluide qui avance, en utilisant x=z+vt. Enfin, on a une seconde équation d'allure identique mais où T et T_g sont échangées (c'est l'équation de la chaleur dans le groupe + terme de source en T_g-T). On a dans cette géométrie très très simple et pas réaliste deux équations pour deux inconnues. Mais bon.... trop compliqué pour moi.........

Auriez vous un aspirine ?    

c'est vrai qu'il faut le relire plusieurs fois, je pense qu'un schéma serait plus parlant
chapeau à amicalement_votre pour s'atteler à la mise en équation du système!

on pourrait pas simplifier (ou complexifier   ) l'équation sachant qu'on a que deux vitesses possibles?
1/ machine chaude, pompe allumée = eau en mouvement au débit de la pompe
2/ machine chaude, pompe éteinte = eau au ralenti (cycle thermosyphon)

sinon je me demande dans quelle mesure on pourrait mettre tout ce système en équation alors qu'il y a beaucoup d'inconnues (température de l'eau à tel et tel endroit), température du groupe et que l'on ne peut pas valider l'équation pour tous les endroits.
A moins d'avoir un volontaire qui veut bien percer sa machine pour la science?  
l'autre option serait de faire des tests empiriques et déduire une formule après coup?

potogooo on compte sur toi pour résoudre l'énigme

amicalement_votre a écrit:
Déjà, le gradient (=dégradé) de température dans le groupe bien visible sur le schéma posté par Pootoo ne pourra jamais partir en flushant. Flusher change à coup sûr la température de chaque strate du groupe mais ne pourra jamais les faire converger vers une
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K et C sont des constantes et leur vitesse relative est v. Ensuite on passe dans le référentiel de coordonnée x où c'est le groupe qui est immobile et où c'est le fluide qui avance, en utilisant x=z+vt. Enfin, on a une seconde équation d'allure identique mais où T et T_g sont échangées (c'est l'équation de la chaleur dans le groupe + terme de source en T_g-T). On a dans cette géométrie très très simple et pas réaliste deux équations pour deux inconnues. Mais bon.... trop compliqué pour moi.........[/size]

d'autant plus que v dépendra des réglages et des caractéristiques de la machine etc....

et : " on part d'eau initialement à 119C et d'un groupe entre 92C (dans sa partie la plus chaude) et 88C dans sa partie la plus froide par exemple."
qu'est-ce qui te permet de partir de ces hypothèses ? pour l'eau, OK, c'est réglable, mais pour le reste


et puis....comme on n'a jamais mis le goût en équations, aucune équation ne dira si le flush évite un goût de cramé ou non

On va les laisser encore un peu se prendre la tronche avec des équations et quand le moment sera venu on remettra la vrai question sur la table; tout ça, ça sert à quoi ?

r0bin a écrit:
sinon je me demande dans quelle mesure on pourrait mettre tout ce système en équation alors qu'il y a beaucoup d'inconnues (température de l'eau à tel et tel endroit), température du groupe et que l'on ne peut pas valider l'équation pour tous les endroits.

Il faut faire la distinction entre fonctions inconnues et variables de ces fonctions. Il y a un nombre fini de fonctions inconnues, et celles-ci ont plusieurs variables qui prennent une infinité de valeurs possibles.

Tout ingénieur est capable d'écrire ces équations. C'est en général leur travail au quotidien: les écrire et les résoudre numériquement par ordinateur. Ce sont toujours les mêmes équations sur le principe. Elles traduisent les principes physiques universels (1ere loi de la thermodynamique, 2de loi de la thermodynamique, équations d'état, relation fondamentale de la dynamique).

Avant de les résoudre, il faut implémenter la géométrie réelle du système. On écrit alors les lois appliquées sur un petit morceau du système et on recolle les morceaux de proche en proche en faisant tourner un ordinateur. A la main, ce ne sont que des problèmes à géométrie très très simple qu'on peut résoudre. Ces simulations numériques représentent ce que font 95% des ingénieurs dans leur travail quotidien.

L'étude thermique d'une machine espresso est néanmoins beaucoup beaucoup beaucoup moins complexe que celle d'un moteur à explosion à 4 temps et 4 pistons. Mais c'est un job, pas plus dur à faire pour l'espresso que pour faire voler un avion ou optimiser un navire à voile, etc...

Perso, j'avoue que je ne m'intéresse pas trop aux situations/simulations réalistes, qui décrivent la réalité quantitative des phénomènes. C'est un goût personnel: je préfère m'intéresser aux comportements qualitatifs. L'idée c'est que les principes sont généraux alors que les détails sont contingents. C'est une question de tempérament et il est bon de choisir sa profession en fonction de cela, dans la mesure du possible.

Pour revenir aux HX, ce que je retiens est que: si le barista utilise sa machine avec un HX chaud et un groupe frais (par rapport à la température d'extraction) alors la température d'extraction monte jusqu'à ce que la première eau fraiche arrivée dans le HX n'atteigne le groupe. Là; hop ça chute, puis sa remonte (ou redescend) lentement. C'est ça la principe, me semble-t-il.

@ coffeebean: Ce n'est pas une hypothèse mais un exemple. Cet exemple illustre le cas où la température de l'eau du HX est plus chaude que celle du groupe, quelles que soient ces températures.

petite astuce aux inconditionnels du "flush" :

au bout de 40 min de chauffe sur ma machine Isomac Millenium (E61) et quelques extraction, le groupe est un peu trop chaud, même avec le pressostat réglé autour de 08 à 1.05bar de consigne. si je fais un rapide rinçage de la douchette pour retirer la mouture qui y est collée, il sort un peu de vapeur.
je ne flushe pas pour autant tout simplement parce que mon café reste bon même dans ces conditions.

Mais j'ai remarqué que lors du nettoyage du groupe par rétro-rinçage, il suffit de 2 mises en pressions et décharges successives pour que le rinçage de douchette qui suit se fasse sans vapeur, donc pour refroidir le groupe efficacement.
conclusion, pour éviter de longs flushs de 40 secondes et un gros gaspillage d'eau avant d'extraire, on peut backflusher rapidement et perdre seulement quelques ml lors de la décharge pour obtenir le même effet.

à confirmer par ceux qui possèdent un thermomètre de groupe et qui ont envie de tracer des courbes