Chaque année 1,5 million de tonnes de pain sont gaspillées en France. La composition du pain est très similaire à celle de la bière puisqu’il s’agit d’un mélange de céréale de levure et d’eau. Les céréales sont de grandes consommatrices d’énergie. De plus, une baguette jetée c’est une baignoire remplie d’eau gaspillée ou encore la pollution d’une voiture sur 2,3km. Depuis l’antiquité, la bière existe et en Egypte antique c’était les boulangers qui avaient la charge de brasser la bière. En s’inspirant des boulangers antiques, nous voulons brasser une bière à faible consommation énergétique. A partir du pain qui va être jeter à la cantine du lycée, brasser une bière artisanale en remplaçant la céréale maltée par du pain.

Tout le monde est visé, surtout les majeurs à proximité du lieu de production qui seront curieux de gouter à cette bière. Mais aussi et surtout les commerçants locaux qui ont des stocks d’invendus de pain dont ils ne savent quoi faire. Ce projet a donc un but de dynamisme local.

Blub, blub, blub, blub. Voilà à quoi ressemble notre récipient de ‘bière en devenir’ quand il devient de la bière. C’est le gaz qui s’échappe par un « sas ». C’est une bonne chose que le gaz s’échappe, sinon le seau exploserait probablement. Mais pourquoi ce gaz se forme-t-il réellement pendant le brassage de la bière ?
Cela fait partie du processus de fermentation, une étape essentielle pour la fabrication d’une bonne bière. Sans fermentation, il n’y a pas d’alcool, pas de dégradation des sucres, pas de développement correct du goût. En d’autres termes, pas de bière. Nous allons donc nous plonger dans la fermentation de la bière, il serait peut-être bon de commencer par l’introduction de la fermentation.
La fermentation de la bière nécessite de la levure
Pour que la fermentation de la bière ait lieu, il faut de la levure. La levure transforme le glucose en dioxyde de carbone et en éthanol pendant la fermentation. Cette fermentation ne nécessite pas d’oxygène.
La réaction de fermentation de l’acide lactique
Il existe divers types de bactéries lactiques et il y a aussi différentes façons dont elles transforment les sucres en acide lactique. De plus, cela dépend des types de sucres disponibles pour les bactéries et de la façon dont la réaction se produira. Le mécanisme le plus simple et le plus souvent décrit est celui qui part du glucose comme source d’énergie.
Le glucose peut être fermenté en acide lactique par deux voies principales : homofermentaire et hétérofermentaire. Nous allons simplifier les voies ici, en réalité il y a beaucoup plus d’étapes entre les deux à l’intérieur des cellules. De plus, les bactéries ont beaucoup d’autres réactions qui se déroulent pendant la récolte de l’énergie pendant la fermentation. Les molécules d’arôme sont formées par exemple et ces mécanismes de réaction ont tendance à être si complexes et dépendants du produit, de l’environnement et des bactéries qu’il est impossible ici de créer un aperçu complet de tout ce qui se passe.
Schéma de réaction 1 : Glucose – Homofermentaire
Dans le mécanisme homofermentaire de la fermentation lactique, une molécule de glucose est décomposée en deux molécules d’acide lactique. Cette réaction entraîne la libération d’énergie qui peut ensuite être utilisée par les bactéries. Dans un schéma de réaction qui se présente comme suit :
C6H12O6 → 2 C3H6O3
Schéma de réaction 2 : Glucose – Hétérofermentaire
Toutes les bactéries lactiques ne sont pas capables de décomposer le glucose aussi efficacement. Au lieu de cela, à part l’acide lactique, de l’éthanol est également formé :
C6H12O6 → C3H6O3 + C2H6O (éthanol) + CO2 ; à nouveau, de l’énergie est libérée qui est stockée par les bactéries, mais seulement la moitié de celle de la réaction homofermentaire.
Les levures sont des microorganismes vivants et doivent être nourries correctement pour qu’elles puissent se développer. La température doit être juste et il doit y avoir suffisamment de nourriture (glucose) pour que la levure puisse faire son travail. C’est pourquoi les premières étapes de la fabrication de la bière sont principalement développées pour créer ce formidable environnement dans lequel la levure peut s’épanouir. (Il y a également un certain développement de la saveur lorsque du houblon est ajouté, ce houblon n’est pas nécessaire pour que la levure fasse son travail).
Rassembler de la « nourriture » pour la levure
Les premières étapes, surtout le brassage et le barbotage, sont essentiellement des étapes où l’on recueille la ‘nourriture’ pour les levures. Le pain constitue une source d’amidon qui pour pourra être découpée en glucose et servir de « nourriture » aux levures.
Au cours de ces étapes, le glucose est extrait des grains qui sont utilisés pour le brassage de la bière. Le brassage et le barbotage garantissent que les enzymes peuvent décomposer les polysaccharides en molécules de glucose plus petites et s’assurent que celles-ci sont libérées des cellules.
Comme le processus de fermentation nécessite la présence de glucose, le glucose est en fait l’ » aliment  » que les levures utilisent pour obtenir de l’énergie.
Procédé de fermentation de la bière
Lorsque le moût contient suffisamment de « nourriture » et que le premier développement de la saveur (par l’ajout de houblon) est terminé, le processus de fermentation peut commencer. Des levures sont ajoutées au liquide et elles peuvent commencer à consommer du glucose.
Cependant, la fermentation ne commence pas toujours immédiatement. Au début, l’oxygène peut encore être présent, ce qui permet à la levure de respirer au lieu de fermenter. Lorsque les levures respirent, elles utilisent l’oxygène pour décomposer le glucose. Il n’y a pas de formation d’éthanol, mais le glucose est complètement décomposé en eau et en dioxyde de carbone, ce qui permet à la molécule de glucose de libérer toute l’énergie possible.
Cependant, comme la levure utilisée pour la fabrication de la bière aime beaucoup la fermentation, elle passe facilement à la fermentation lorsque la concentration d’oxygène est faible ou simplement lorsqu’il y a tellement de nourriture qu’elle ne doit pas tirer toute l’énergie des molécules de glucose.
Le processus de base de la fermentation de la bière est le même que celui de la fermentation normale de la levure. Le glucose est transformé en éthanol (alcool) et en dioxyde de carbone (un gaz). Cependant, il se passe beaucoup plus de choses pendant la fermentation que la simple formation de ces deux molécules !
Les levures sont vivantes
Comme les levures sont des microorganismes vivants, elles ne font pas que fermenter. Elles peuvent produire un grand nombre de molécules différentes qui contribuent chacune au profil de saveur d’une bière. C’est là que l’expérience, la connaissance et la compréhension du processus et des levures entrent en jeu.
Chaque type de levure produit des molécules différentes et donc un profil aromatique différent de la bière. De plus, les températures, la concentration de glucose et divers autres paramètres influencent le comportement de la levure et donc les molécules qui se forment ! Voici quelques exemples de types de molécules qui sont formées :
– Les esters : ils contribuent à l’arôme « fruité » de la bière.
– Cétones (par exemple diacétyle) : certaines de ces molécules peuvent donner à la bière un goût de miel ou de caramel
– Acétaldéhydes
– Soufre volatil
– Acides organiques
– Acides gras
Dans l’air qui nous entoure, il y a beaucoup plus de micro-organismes qui aimeraient avoir accès à un liquide à forte concentration de glucose ! Ces microorganismes peuvent infecter la bière et donner lieu à de nombreuses saveurs indésirables. C’est pourquoi la production de bière doit se faire dans un environnement correctement aseptisé.
Carbonatation de la bière
Même si la bière peut aujourd’hui être gazéifiée à l’aide d’un équipement de carbonatation spécialement conçu à cet effet, elle peut également être réalisée en utilisant simplement de la levure.
Comme nous l’avons vu plus haut, la fermentation de la levure entraîne la formation de dioxyde de carbone, un gaz. Après l’étape principale de fermentation, la bière est embouteillée et expédiée et le dioxyde de carbone peut s’échapper de la bière à nouveau.
Cependant, certains types de bière sont laissés à fermenter dans la bouteille. Pour que cela soit possible, il faut qu’il y ait suffisamment de levure active et de glucose. Mais si c’est le cas, la levure fermente à nouveau le glucose et forme du nouveau gaz carbonique. Ce gaz carbonique restera à l’intérieur de la bière jusqu’à l’ouverture de la bouteille, ce qui donne une bière gazeuse !
Sources :
The brewer’s handbook, The complete book to brewing beer, Ted Goldammer, 2nd edition (has a lot more in-depth information on brewing beer, flavour profiles, etc.)
Lehninger principles of biochemistry, D.L. Nelson & M.M. Cox, 4th edition

Expériences et photos réalisées
Création d’une affiche et d’une landing page ainsi que d’un compte instagram (@nopainnobiere) pour le projet

Laboratoire du lycée Jean Baptiste Say

Expérience :
Protocole :
https://gallery.mailchimp.com/94c7c72872b47d084f1f082ba/files/d49b143c-4b61-442b-9d27-e21857c6d110/A4_recipe_cards.pdf?mc_cid=7551fb47b7&mc_eid=3ebaee678f
A partir de cette recette, d’une avec uniquement de l’orge malté (qui servira de témoin) et une avec uniquement du pain on réalise les différentes étapes du brassage d’une bière :
Étape 1 : Le « mash » – La chimie au travail
Le processus de brassage de la bière commence par le chauffage et le trempage des grains. Dans notre cas, il faut placer les grains dans de l’eau à un peu moins de 70°C pendant une heure. Cette température de 70°C est très importante. Pour comprendre pourquoi, discutons d’abord de ce qui se passe pendant le brassage.
Lors du brassage, les grains trempent dans l’eau, ce qui permet tout d’abord d’hydrater les grains. Les grains peuvent absorber et prendre de l’eau. De plus, les sucres solubles et les amidons vont se dissoudre dans l’eau et s’échapper des grains. Enfin, les enzymes sont à l’œuvre pendant le brassage, elles transforment les amidons du grain en sucres plus petits et fermentescibles. Comme vous le verrez plus loin, la levure va initier la fermentation dans la bière. Cependant, les levures ne peuvent souvent pas se développer à partir des amidons, elles ont besoin de sucres facilement disponibles. Ceux-ci sont fabriqués par les enzymes.
Les enzymes ont une température de travail optimale. Pour les enzymes qui sont à l’œuvre ici, cette température se situe juste en dessous de 70°C. Si le mélange devient trop froid pendant le brassage, la vitesse des enzymes va diminuer, donc moins de conversions ont lieu. Si, par contre, la température devient trop élevée, les enzymes deviendront dysfonctionnelles, donc il ne se passera plus rien.
Dans les procédés de brassage plus avancés, le mélange peut être maintenu à différentes températures à la suite. Chaque température sera la température optimale pour une enzyme différente. Il peut s’agir par exemple d’enzymes qui décomposent les protéines. En chauffant un peu plus la purée à chaque étape, une enzyme différente peut faire son travail l’une après l’autre.
Dans notre cas, le brassage est terminé en chauffant le mélange à un peu plus de 70°C. Cela empêche les enzymes de travailler.
Étape 2 : arrosage – rinçage
Une fois le moût terminé, nous devons nous emparer des sucres que nous avons extraits et convertis. Cela se fait en séparant les grains de l’eau en la versant à travers un tamis. Ensuite, de l’eau supplémentaire est versée sur les grains avec l’eau déjà recueillie. En versant de l’eau sur les grains écrasés, les sucres qui ont pu être laissés derrière peuvent également être rincés.
Après ce processus, les grains peuvent être jetés. Ils ont fait leur travail et ont libéré les éléments nutritifs nécessaires à la poursuite du brassage.
Etape 3 : Ebullition – extraction et saveur
Après avoir extrait tous vos sucres du grain, il est temps d’ajouter un peu de saveur et d’augmenter la concentration de votre liquide. Cette partie du processus de brassage de la bière est la phase d’ébullition, durant laquelle vous faites bouillir l’eau que vous avez obtenue lors de l’arrosage. L’eau va s’évaporer et la concentration des sucres augmente.
Pendant la phase d’ébullition, on ajoute du houblon. Le houblon est la fleur de la plante du houblon qui donne à la bière son goût caractéristique. L’amertume, par exemple, provient généralement du houblon. Il y a beaucoup de houblons différents et chaque bière a son propre houblon.
En général, tous les houblons ne sont pas ajoutés en même temps. La phase d’ébullition dure environ une heure, pendant laquelle on ajoute du houblon au début, après 45, 15 et 5 minutes et une autre portion à la fin.
Il y a une bonne raison pour ne pas ajouter tous les houblons en même temps, tous ont une fonction différente. Les houblons qui sont bouillis pendant une longue période, ainsi ajoutés au début de l’ébullition, donnent à la bière son amertume. La chaleur prolongée provoque des réactions chimiques dans le houblon qui donnent des composants amers. Les houblons qui donnent à la bière son arôme doivent être ajoutés vers la fin. S’ils étaient ajoutés au début, tous les arômes disparaîtraient. Le meilleur moment pour ajouter le houblon dépend fortement de la bière.
Étape 4 : Refroidissement et fermentation
Après la phase d’ébullition, la bière est prête à commencer la fermentation. Pendant la fermentation, les levures transforment les sucres en alcool. Au cours de cette réaction chimique, du dioxyde de carbone est également formé. La fermentation ne doit donc jamais avoir lieu dans un récipient entièrement fermé, car la pression s’accumulera considérablement. On placera donc un ballon de baudruche sur chaque bouteilles pour les protéger de l’extérieure durant la fermentation.
Contrôle de la température
La fermentation commence une fois que la levure a été ajoutée au liquide bouilli. La levure est cependant très sensible à la température. Si la levure est ajoutée à une température trop élevée, elle sera tuée. C’est pourquoi le liquide est toujours refroidi à 20-30°C (selon le type de levure utilisé) avant d’ajouter la levure.
Une fois que la levure a été ajoutée, le liquide doit être conservé dans un endroit chaud. S’il est conservé au réfrigérateur, par exemple, il y a de fortes chances que la levure ne se développe que très lentement et que la fermentation prenne beaucoup de temps pour se terminer. Par contre, si la température est d’environ 20°C, la levure se développera plus rapidement et fermentera plus vite. Mais là encore, la température idéale dépend du type de bière et de la levure utilisée. Pour les levures que nous utilisons la température idéale est autour de 18°C ce qui correspond à la température moyenne du laboratoire du lycée.
Etape 5 : Mise en bouteille et 2ème fermentation
La première fermentation est généralement effectuée dans de grandes cuves ou des seaux mais pour notre expérience elle a lieu en bouteille fermée par un ballon de baudruche pour éviter l’explosion. Une fois que la levure a consommé tous les sucres, elle est terminée. C’est le moment de changer la bière de bouteille.
La bière en bouteille contient du dioxyde de carbone. Il y a deux façons d’obtenir ce gaz carbonique dans une bouteille. La première est l’injection de dioxyde de carbone qui est couramment utilisée dans les usines à grande échelle. L’autre est de laisser la levure faire plus de gaz et d’alcool. Cette seconde fermentation peut être initiée en ajoutant de nouveaux sucres à la bière juste avant la mise en bouteille. La levure fermentera à nouveau, produisant du gaz. Comme la bouteille n’est réouverte que lorsque la bière est bue, le gaz reste à l’intérieur.

Réalisation de plusieurs recettes de bière avec différents pourcentages de pain en remplacement du malt.
Création d’affiches (que vous retrouverai en document) sur internet (landing page et instagram) et à la mairie de Nice pour faire la promotion du projet.
Prise de contact avec différents médium, surtout podcast et video (bouffon, Brut, Konbini) pour qu’ils réalisent un sujet sur notre projet. Le podcast « bouffon » est entrain d’écrire un sujet dans lequel on interviendra pour parler du projet.