Pour comprendre pourquoi l'eau extrait le café, il faut passer une minute sur sa forme. Elle en vaut la peine, parce que tout le reste en découle.

La molécule d'eau est un triangle : deux hydrogènes liés à un oxygène. Dans ces liaisons, l'oxygène tire les électrons à lui. Résultat, la molécule porte un pôle négatif d'un côté et deux pôles positifs de l'autre. On dit qu'elle est polaire.

Comme elle a un côté plus et un côté moins, chaque molécule s'accroche à ses voisines. Ce sont les liaisons hydrogène, et l'eau se comporte ainsi comme une foule de petits aimants biscornus.

Voyons maintenant ce qui se passe quand un solide y tombe, du sel de table par exemple. Les molécules d'eau se retournent autour de l'intrus : elles présentent leur côté négatif aux charges positives du sel, et leur côté positif à ses charges négatives.

Cette attraction suffit à séparer le sodium du chlore. Chaque ion se retrouve enveloppé d'une coquille d'eau orientée. Il devient invisible. Il est dissous.

Et c'est pour cela que presque toute eau contient des ions, pris dans le sol qu'elle a traversé. Le carbonate de calcium des calcaires, par exemple, lui donne à la fois des ions calcium et des ions bicarbonate.

Retenez ces deux-là : ce sont les deux propriétés les plus importantes pour l'extraction du café. Et elles agissent à des concentrations bien trop faibles pour changer le goût de l'eau elle-même. Vous ne les sentez pas dans un verre d'eau, vous les sentez dans la tasse.

Gagné, The Physics of Filter Coffee (2021), ch. 2, p. 19-22

Pour diluer un espresso en americano, il suffit que l'eau soit bonne. Pour extraire, il faut des cations, magnésium et calcium surtout, qui vont chercher dans la mouture les composés du goût ; le sodium joue un rôle moindre et demande des concentrations plus fortes pour se faire sentir. Le bicarbonate, lui, est un tampon : il capture les ions hydrogène des acides. Trop peu, la tasse est aigre et instable ; trop, il neutralise les acides aromatiques qu'on est allé chercher avant qu'on puisse les goûter.

Gagné, Water for Coffee Extraction, Coffee ad Astra, 16 décembre 2018, p. 1-3 ; Gagné 2021, p. 22-23