Bien choisir son Eau de Brassage

Choisir son eau de brassage est une étape importante dans la réalisation d'une bière. Elle constitue tout de même 90 % du produit, et présente autant de diversité que les autres ingrédients. Douce, claire, minéralisée, dure ou alcaline, elle influe sur la couleur de la bière ainsi que sur son goût. Historiquement, les différents types de bières ont ainsi été déterminés par les eaux dont elles sont originaires. Aujourd'hui, le choix de l'eau de brassage est devenu partie intégrante du procédé de fabrication. S'il s'agit avant tout de choisir une eau qui répond à certains critères indispensables, il est aussi possible de jouer sur les différentes propriétés de l'eau. Réveillez le chimiste qui dort en vous !

L'eau, un ingrédient historique

Pour définir les propriétés d'une eau, on utilise plusieurs outils. Tout d'abord, le pH, qui mesure l'acidité. Principalement contrôlé par les ions carbonates, il est crucial dans l'action des levures. Le pH du brassin doit se trouver entre 5,5 et 5,8 à température ambiante (il diminuera ensuite au cours des différentes étapes, la bière ayant un pH aux alentours de 4,4). Trop élevé, il provoque des effets indésirables comme l'extraction des tanins de l'enveloppe du malt, donne une amertume agressive ainsi qu'un goût de malt peu prononcé et une couleur plus sombre. Trop faible et cela nuit au bon fonctionnement des enzymes, ce qui diminue le corps de la bière.
En plus des ions carbonates, le calcium et le magnésium jouent aussi un rôle important dans les différentes réactions. Leur quantité est mesurée par la dureté en mg/L ou ppm (parfois en degré français), qui représente les teneurs en calcium, magnésium et carbonates. Ces deux paramètres donnent une première mesure de la qualité de votre eau.

D'un point de vue géologique, l'eau est peu minéralisée là où le sol est granitique (Bohême, Vosges), à l'inverse les pays calcaires (riches en CaCo3, ou carbonate de calcium) donnent des eaux dures, à forte concentration en carbonates et en calcium. Les paysages géologiques ont ainsi joué un rôle déterminant dans l'établissement des spécificités territoriales. Pour se rendre compte de leur impact, il suffit en effet de jeter un œil aux eaux des villes à traditions brassicole.

Tableau 1 : en mg/L

L'eau de Pilsen par exemple, réputée pour ses très faibles concentrations en sels minéraux, est utilisée pour une bière douce. De l'autre côté du spectre, les eaux plus riches en carbonates sont associées aux malts foncés.

Et avec cette eau, on obtient quoi ? :)

Plus que le goût des consommateurs locaux, c'est donc bien souvent les différentes qualités de l'eau qui ont façonnés les terroirs historiques. À tel point que les brasseurs qui cherchent à reproduire le profil d'une bière commencent tout d'abord par reproduire l'eau de la ville qui lui est associée. Mais il possible d'aller plus loin, en créant un profil d'eau sur mesure pour la bière recherchée. En ce domaine la méthode « essais - erreurs » est encore la règle, puisque les autres paramètres sont nombreux, mais une bonne connaissance des différents effets de l'eau vous permettra déjà de réduire grandement votre quête de « l'eau idéale ».

Le profilage de l'eau : la chimie du goût

Après s'être bien évidemment assuré d'avoir une eau potable, plusieurs concentrations sont à prendre en compte. Il existe en effet six ions qui ont un effet notable sur la bière.

Les ions Carbonates (HCo3) :
Ce sont eux qui contrôlent l'acidité, un taux élevé entraînant une faible acidité (c'est-à-dire un pH plus élevé). La concentration en ions carbonates est donc directement liée au choix de malt (ceux-ci étant acides), afin de rester dans la fourchette 5,5 < pH < 5,8. Pour des malts clairs peu acide, on utilisera ainsi des faibles concentrations, tandis que des bières foncées iront de pair avec des concentrations plus importantes pour contrebalancer l'acidité du moût. Généralement, les concentrations idéales varient entre 0-50 mg/L pour les bières blondes; 50-150 pour les bières ambrées et 150-250 pour les bières brunes.
On retrouve ainsi les correspondance précédentes. Un malt clair de Pilsen utilisé avec une eau très carbonatée comme celle de Dublin donnerait une maische trop peu acide, tandis que le brassin obtenu avec de l'eau de Pilsen couplée à des malts foncés aurait un pH trop bas. La concentration en ions carbonates est donc l'un des principal facteur concernant la couleur de la bière.
Il est possible de contrôler le taux de carbonates de plusieurs façons, soit en précipitant le carbonate de calcium (par ébullition ou ajout d'eau de chaux), soit en ajoutant de l'acide.

Les ions Calcium (Ca) :
Les ions calcium ont plusieurs rôles. Ils sont nécessaires à l'activité des enzymes, et permettent ensuite de stabiliser la bière en floculant les levures. Il augmente aussi l'acidité du brassin en réagissant avec les phosphates du malt. Des concentrations entre 50 et 150 mg/L sont à favoriser, le gypse (CaSO4) étant généralement utilisé comme source de calcium.

Les ions Magnésium (Mg) :
Chimiquement similaire au calcium, ils participent eux aussi à la dureté de l'eau et acidifie l'eau, mais dans une moindre mesure. À forte dose (> 50 mg/L) ils donnent un goût aigre et astringent à la bière, voire des effets laxatifs et diurétiques au-delà (> 125 mg/L). En présence d'un fort taux de sulfate, le magnésium peut former du sel d'Epsom qui donne une amertume déplaisante.

Magnésium vu au microscope

Le Sodium (Na) :
Typique des porters, le sodium apporte du corps et de la rondeur à la bière. Attention, en grande quantité (< 200 mg/L) il peut donner un goût salé peu agréable.

Le Chlorure (Cl) :
Lui aussi permet de parfumer la bière an accentuant notamment le goût du malt, mais ses effets à forte dose (< 180 mg/L) se révèlent très problématiques, puisqu'il peut provoquer l'apparition de chlorophénol au goût médicamenteux. L'excès de chlorures peut provoquer à haute dose la floculation des levures. Utilisé pour des raisons sanitaires, le chlore peut être éliminé par le chauffage de l'eau, l'aération de l'eau, ou bien le passage sur charbon actif.

Le Sulfate (SO4) :
Lui aussi influe beaucoup sur le goût de la bière, mais à l'inverse du chlorure il favorise l'amertume du houblon. Sa concentration est donc à choisir en fonction du profil de houblonnage, entre 10 et 50 mg/L pour les blondes légères, entre 30 et 70 mg/L pour les bières communes, voire 120 mg/L pour des bières plus houblonnées. À titre d'exemple, l'eau de Burton-on-Trent à l'origine des India Pale Ale a des taux de sulfates montant jusqu'à 900 mg/L !

Les différentes concentrations permettent ainsi de façonner l'expression du goût de la bière. Mais si la plupart du temps, ces concentrations peuvent être prises séparément, ce n'est pas toujours le cas ! Par exemple, les carbonates ainsi que le calcium (et dans une moindre mesure, le magnésium) interviennent tous les deux dans le calcul de l'acidité du brassin. De manière directe pour les carbonates, et indirecte pour le calcium (en réagissant avec le malt). C'est pourquoi l'eau de Dortmund, pourtant riche en carbonates, convient à des bières légères grâce à sa grande teneur en calcium, tout en ayant un fort taux en sulfates qui vient renforcer l'amertume.

Tableau 2 (valeurs en mg/L) :

Profils d'eaux de brassage de styles bières populaires :

Dure, claire, carbonatée et/ou sulfatée, il donc existe une infinité de profils d'eau, qui donneront chacun une identité propre à la bière.

L'ajout d'additifs (sel, gypse, craie, sel d'Epsom…) ou le traitement préalable de l'eau (filtrage, ébullition, décantation) ouvrent ainsi un énorme champ de possibilités pour le brasseur qui veut faire parler le chimiste qui dort en lui. Attention cependant, le dosage peut se révéler compliqué. Les différentes interactions entre le métabolisme des levures, la composition de l'eau et la chimie du malt sont en effet difficiles à anticiper, et certains traitements donneront sans aucun doute des résultats inattendus.

En France, vous pouvez connaître le profil de votre eau via orobnat.sante.gouv.fr/orobnat et sa potabilité via solidarites-sante.gouv.fr/sante-et-environnement/eaux/eau.

Le brasseur aventureux devra donc passer par de nombreux essais (et erreurs !), mais rien ne remplace l'expérience personnelle et la mise en commun des résultats pour ceux qui aiment sortir des sentiers battus. Quant aux plus prudents, ils pourront toujours se référer à une fiche de calcul préétablie comme on peut en trouver ici. Quoiqu'il en soit, la première étape reste d'établir le profil de son eau. Ces derniers sont en général disponible en mairie, ou auprès des compagnies de distribution. Si ces dernières se montrent récalcitrantes, il est aussi possible de faire analyser son eau par des laboratoires.

À noter que la présentation des profils d'eau diffèrent selon variables utilisées (alcalinité, dureté, en ppm ou en degrés français…) et difficile à déchiffrer pour les néophytes, voici donc un guide détaillé (en anglais) pour y voir un peu plus clair :  braukaiser.com/wiki/index.php?title=How_to_read_a_water_report

Autres Liens :

Profil eau de France (officiel) : orobnat.sante.gouv.fr/orobnat
Profil de Rimouski (Québec) : bdj.maximecloutier.com/references/profil-deau/

Potabilité de l'eau : solidarites-sante.gouv.fr/sante-et-environnement/eaux/eau

Outil de brassage - Profil eau de brassage : littlebock.fr/outil-brassage/calculateur-eau-brassage

MàJ 2020 - Profil d'eau de brassage selon la ville (France) : https://www.moneaudebrassage.fr

V.F.