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Comprendre un barème thermique
20 minutes, 40 minutes, 75 minutes, 90 minutes…
Quand on consulte des tableaux de mise en conserve, les durées peuvent sembler assez arbitraires.
Pourquoi des haricots verts demandent-ils moins de temps que des haricots secs ? Pourquoi une soupe peut-elle demander 75 minutes alors qu’un bouillon n’en demande qu’une vingtaine ? Pourquoi la même préparation demande-t-elle davantage de temps dans un grand bocal ?
Ces durées ne correspondent pas simplement au temps nécessaire pour cuire les aliments.
Un barème thermique répond à une autre question :
combien de temps faut-il traiter cette préparation, dans ce contenant et dans ces conditions, pour que la partie la plus difficile à chauffer reçoive le traitement nécessaire ?
C’est toute l’histoire.
Ou presque.
Un bocal ne chauffe pas partout en même temps
Lorsqu’un bocal entre dans un appareil chaud, sa paroi chauffe en premier.
La chaleur doit ensuite progresser vers l’intérieur.
Le centre du bocal n’atteint donc pas instantanément la même température que sa périphérie.
Il existe une zone qui chauffe plus lentement que les autres : le point froid, ou plus exactement la zone de chauffage la plus lente.
C’est elle qui nous intéresse.
Si la paroi du bocal est à 120 °C alors que cette zone n’a pas encore reçu un traitement suffisant, savoir que l’appareil affiche fièrement 120 °C ne résout rien.
Un barème tient donc compte de ce qui se passe à l’intérieur du bocal, pas seulement de la température autour de lui.
La chaleur peut voyager de deux façons
Dans un liquide : ça circule
Un bouillon chauffé contre la paroi devient moins dense et monte. Du liquide plus froid vient prendre sa place.
Ces mouvements créent une circulation qui transporte la chaleur dans le bocal.
C’est la convection.
Un liquide fluide peut donc chauffer assez rapidement et de manière relativement homogène.
Dans un solide : elle doit progresser
Dans un morceau de carotte, une pomme de terre ou une pièce de viande, il n’existe évidemment pas de courant permettant à la chaleur de traverser rapidement l’aliment.
Elle progresse progressivement depuis l’extérieur vers l’intérieur.
C’est principalement la conduction.
Et cela prend davantage de temps.
Dans la vraie vie : un peu des deux
Une soupe contenant des morceaux utilise les deux mécanismes.
Le liquide transporte la chaleur autour des aliments, puis celle-ci doit pénétrer dans les morceaux.
C’est pourquoi la composition physique d’une préparation devient importante.
Trois bocaux très différents
Pour comprendre un barème sans sortir une équation, on peut déjà regarder ce qu’il y a devant nous.
Un liquide clair
Bouillon ou fond filtré.
Le liquide circule facilement : la convection joue pleinement son rôle.
Un liquide avec des morceaux
Les morceaux baignent dans une quantité importante de liquide libre.
La convection continue à transporter la chaleur entre eux, puis celle-ci pénètre dans les solides.
Un bocal chargé en morceaux
Les solides occupent l’essentiel du volume et le liquide remplit surtout les espaces disponibles.
La circulation devient plus limitée.
La chaleur met généralement davantage de temps à atteindre les zones les plus lentes à chauffer.
Ces trois situations expliquent déjà une bonne partie des différences que l’on observe dans les tableaux.
Même recette, comportement différent
La quantité de liquide n’est pas la seule variable.
Plusieurs détails peuvent modifier la pénétration thermique.
La taille des morceaux
La chaleur atteint plus rapidement le centre d’un petit cube que celui d’un gros morceau.
C’est l’une des raisons pour lesquelles certaines recettes indiquent une dimension maximale.
Ce n’est pas seulement pour obtenir de jolis bocaux.
La proportion de solides
Une soupe très liquide et la même soupe remplie jusqu’en haut de légumes ne se comportent plus de la même manière.
C’est pourquoi certains procédés imposent une proportion maximale de solides.
Le tassement
Des morceaux nageant librement dans leur liquide et les mêmes morceaux fortement comprimés ne laissent pas circuler la chaleur de la même façon.
La consistance
Mixer une préparation peut complètement modifier son comportement.
Une soupe de courge avec des cubes dans du bouillon et une purée de courge contiennent peut-être exactement les mêmes ingrédients.
Thermiquement, ce ne sont plus les mêmes produits.
Pourquoi les purées nous embêtent
Prenons une soupe très liquide.
Le liquide peut circuler.
Épaississons-la progressivement.
Les mouvements ralentissent.
Continuons jusqu’à obtenir une purée dense : la convection peut devenir très faible et la conduction prendre une place beaucoup plus importante.
La chaleur atteint alors plus lentement certaines zones du bocal.
C’est pourquoi on ne peut pas prendre le barème d’un légume en morceaux et décider que sa purée recevra le même traitement.
Lorsqu’une purée ou une préparation épaisse possède un procédé spécifiquement validé, aucun problème.
Mais le procédé appartient à cette formulation particulière.
Pourquoi le grand bocal demande souvent plus de temps
Un grand bocal contient simplement davantage de matière à chauffer.
La distance entre la paroi chaude et les zones internes augmente également.
C’est pourquoi les tableaux distinguent généralement les petits bocaux des grands.
Dans les références américaines, on rencontre souvent :
pint, environ 470 ml ;
quart, environ 950 ml.
Un temps publié pour un pint ne doit donc pas être automatiquement appliqué à un quart.
Et l’inverse n’est pas très intéressant non plus : traiter inutilement longtemps une préparation peut transformer une jolie carotte en souvenir de carotte.
La température de départ compte aussi
Un bocal rempli avec une préparation déjà chaude ne commence évidemment pas son traitement dans les mêmes conditions qu’un bocal rempli à froid.
C’est la différence que l’on retrouve souvent entre :
hot pack, remplissage à chaud ;
raw pack, remplissage à cru.
Lorsqu’une recette précise l’un ou l’autre, ce n’est donc pas une indication décorative.
Cela fait partie des conditions dans lesquelles le procédé a été établi.
Le temps seul ne constitue pas un barème
Dire :
« 90 minutes »
ne décrit finalement presque rien.
Un véritable barème suppose au minimum de connaître :
- la préparation concernée ;
- la taille du contenant ;
- la manière de le remplir ;
- la température et la pression du traitement ;
- la durée ;
- et les éventuelles conditions particulières de la recette.
La pression est notamment ajustée en fonction de l’altitude et du type d’appareil.
Changer une de ces conditions peut signifier que l’on n’applique plus exactement le procédé prévu.
Et le pH dans tout ça ?
Le pH intervient dans une autre partie du problème.
Il ne nous dit pas à quelle vitesse la chaleur pénètre dans le bocal.
Il nous aide à déterminer quel niveau de traitement microbiologique est nécessaire.
C’est pourquoi nous pouvons résumer une grande partie de la mise en conserve avec deux questions différentes :
Quel traitement faut-il atteindre ?
→ notamment lié à l’acidité et au pH.
Combien de temps faut-il pour que tout le bocal le reçoive ?
→ lié à la pénétration thermique.
Un produit suffisamment acide et un produit peu acide peuvent avoir exactement la même consistance.
Ils chauffent peut-être de façon similaire.
Mais ils ne présentent pas nécessairement le même risque microbiologique et ne demandent donc pas le même procédé.
Pourquoi retrouve-t-on souvent les mêmes durées ?
En étudiant différents tableaux de mise en conserve, on rencontre régulièrement des valeurs semblables.
Pour les aliments peu acides, beaucoup de préparations chargées en solides tournent notamment autour de :
75 minutes pour un pint ;
90 minutes pour un quart.
Cela ne signifie pas qu’il existe une mystérieuse loi des 90 minutes.
Un barème est établi pour une préparation ou pour une famille de préparations dont certaines caractéristiques sont encadrées.
On peut par exemple imposer :
une quantité maximale de solides ;
une quantité minimale de liquide ;
une dimension maximale des morceaux ;
une méthode de remplissage ;
une taille de contenant.
Tant que la préparation reste dans cette enveloppe, le procédé peut couvrir plusieurs variantes.
C’est beaucoup plus intéressant que d’imaginer que chaque carotte possède quelque part dans son ADN une durée réglementaire de stérilisation.
Pourquoi ne pas simplement prendre le temps le plus long ?
C’est tentant.
Si 90 minutes fonctionnent pour beaucoup de préparations, pourquoi ne pas traiter tout pendant 90 minutes ?
Parce qu’un temps plus long ne corrige pas nécessairement une mauvaise pénétration thermique.
Si une préparation est devenue très épaisse, par exemple, son point froid peut chauffer beaucoup plus lentement que celui du produit pour lequel le barème a été établi.
Plus longtemps ne signifie donc pas automatiquement équivalent au procédé validé.
Et il existe une deuxième raison, beaucoup plus gastronomique :
il faut encore avoir envie de manger ce qui sort du bocal.
Le but n’est pas seulement de conserver.
C’est de conserver quelque chose de bon.
Un barème n’est pas une recette de cuisine
C’est peut-être la distinction la plus importante.
Une recette explique comment obtenir un plat.
Un barème thermique décrit les conditions nécessaires pour que cette préparation reçoive un traitement donné.
On peut parfois modifier sans conséquence une épice ou remplacer une herbe aromatique.
Mais modifier fortement le rapport solides/liquide, ajouter de la farine, mixer toute la préparation ou doubler la taille des morceaux peut changer son comportement thermique.
Il faut donc distinguer :
ce qui change le goût
et
ce qui change la physique du bocal.
Et comment les professionnels savent-ils tout ça ?
Ils ne regardent pas le bocal en fronçant les sourcils avant d’annoncer :
« Celui-là, je le sens bien à 75 minutes. »
Lorsqu’un procédé est développé, on peut placer des sondes de température dans les contenants afin d’observer comment la température évolue au cours du traitement.
On cherche notamment les conditions les plus défavorables et la zone qui chauffe le plus lentement.
On obtient alors une courbe de pénétration thermique.
C’est cette mesure, associée aux caractéristiques microbiologiques du produit et au procédé étudié, qui permet d’établir et de valider un traitement.
Nous sommes donc très loin d’une simple règle du genre :
« viande = 90 minutes ».
Pour les curieux : le fameux F₀
Il existe une manière de traduire l’ensemble d’un traitement thermique en une valeur représentant son effet létal équivalent sur un micro-organisme de référence.
On rencontre notamment la valeur F₀ dans le domaine de la stérilisation des aliments peu acides.
L’idée est intéressante : une température très élevée pendant peu de temps et une température plus faible pendant davantage de temps n’ont pas le même effet, mais leur contribution peut être calculée et cumulée.
La courbe complète de température compte donc davantage qu’un simple chronomètre.
Pour comprendre nos bocaux, il n’est pas nécessaire de savoir calculer F₀.
Retenons seulement ceci :
un traitement thermique est une combinaison de température et de temps réellement reçue par l’endroit le plus difficile à chauffer.
Lire un barème plutôt que l’apprendre
Lorsqu’on rencontre désormais une durée de 25, 40, 75 ou 90 minutes, on peut se poser quelques questions.
Le produit est-il acide ou peu acide ?
Est-il liquide, rempli de morceaux baignés ou fortement chargé en solides ?
Quelle est la taille des morceaux ?
Le remplissage est-il à chaud ou à cru ?
Quelle taille de bocal a été utilisée ?
La recette contient-elle quelque chose qui épaissit fortement le milieu ?
Et surtout :
le barème que je consulte correspond-il réellement à ce que j’ai mis dans mon bocal ?
Si la réponse est oui, inutile de réinventer la conserverie.
On applique le procédé.
Si la réponse est non, ajouter dix minutes « pour être tranquille » n’est pas une méthode de validation.
Finalement, ce n’est pas très compliqué
Derrière une longue table de durées se cachent essentiellement deux problèmes :
la microbiologie nous dit quel traitement est nécessaire ;
la physique nous dit comment la chaleur arrive jusqu’au point le plus difficile à chauffer.
Le reste consiste surtout à ne pas changer discrètement les règles du jeu entre la recette validée et notre bocal.
Comprendre cela ne permet pas de fabriquer ses propres barèmes.
Mais cela permet quelque chose de beaucoup plus utile en cuisine :
savoir pourquoi on en suit un.