Un grain torréfié ne cède à l'eau que 30 à 32 % de sa masse ; le reste, cellulose des parois cellulaires en tête, est insoluble. Ce plafond borne toute préparation. Ce qu'on en prend s'appelle le rendement d'extraction (masse dissoute divisée par la dose sèche) ; la concentration de la boisson (TDS, en % de solides dissous) dépend en plus de la quantité d'eau.

Deux tasses au même rendement moyen peuvent différer du tout au tout si l'une résulte d'une extraction uniforme à 20 % et l'autre d'un mélange de cellules épuisées à 28 % et de cellules à peine touchées à 15 %.

Gagné 2021, p. 1-4 (de Maria et al. 1994 ; Ellero et Navarini 2019)

Rendement et concentration sont deux mesures de laboratoire, et aucun des deux chiffres ne dit si la tasse est bonne. En 1957, Ernest E. Lockhart, premier directeur du Coffee Brewing Institute, fait le lien qui manquait. Il croise ces deux grandeurs avec les préférences d'un panel américain, dans The Soluble Solids in Beverage Coffee as an Index to Cup Quality.

Le panel dessine une fenêtre. Rendement de 18 à 22 %, concentration de 1,15 à 1,35 %. Ce qui tombe en dehors a un goût reconnaissable, et c'est là que la mesure devient utile.

En dessous de 18 %, on n'a pas assez pris au grain : herbe et cacahuète. Au-dessus de 22 %, on a pris ce qu'il fallait laisser, d'où l'amertume et l'astringence.

La SCA a fait de cette fenêtre le Golden Cup Standard. Elle l'a ensuite traduite en réglages vérifiables dans la norme 310-2021, celle qui certifie les cafetières domestiques. On ne certifie pas un goût, on certifie des consignes, et elles sont trois. 55 g de café par litre d'eau, à ± 10 % près. Une eau à 93 ± 3 °C au moment où elle touche la mouture. Et 4 à 8 minutes de contact.

La fenêtre, elle, a bougé. Gagné note qu'avec les torréfactions claires et les moulins récents, la préférence s'est déplacée vers le haut. Moins de 19 % passe rarement pour bon, et quelques professionnels revendiquent plus de 22 %. La borne basse de Lockhart est devenue un plancher, et sa borne haute n'est plus un interdit.

SCA, Towards a New Brewing Chart (25, issue 13) ; SCA Standard 310-2021, Home Coffee Brewers (PDF hébergé par CoffeeGeek, oct. 2023) ; Gagné 2021, p. 2-3 (Lingle 1996 ; Rao 2014, 2016, 2018)

Le diagramme de Lockhart a été refait, et ce qui change tient moins aux chiffres qu'à la question posée. Le carré « idéal » répondait par oui ou par non. Le nouveau diagramme dit à quoi la tasse va ressembler.

Le travail commence en 2017 au Coffee Center de l'université de Californie à Davis, autour de Ristenpart et Guinard. Il est financé par Breville, avec la SCA et la Coffee Science Foundation, et dure sept ans. Le nouveau Coffee Brewing Control Chart paraît dans le Journal of Food Science le 18 décembre 2024.

Il en existe quatre versions. À la place du carré unique, plus de cent descripteurs sensoriels couvrent le plan : on lit ce que donne un point, et pas seulement s'il est permis. Des lignes de ratio d'infusion le traversent en diagonale. Le rapport entre la dose et l'eau se lit donc sur le diagramme, au lieu de se calculer à part.

La conclusion principale est ailleurs. Le « bon café » n'est pas unique : il dépend du groupe de consommateurs interrogé. Les auteurs reconnaissent eux-mêmes la limite de leur mesure. Les panels de dégustation comptaient douze volontaires, et les tests de préférence ont porté surtout sur des étudiants de Davis.

Fresh Cup, Why the New Coffee Brewing Control Chart is a Big Deal (2025) ; UC Davis College of Engineering, communiqué ; Guinard et al., J. Food Science, 2024

La physique de l'extraction tient en deux mots. L'advection emporte avec le courant ce qui est déjà dissous à la surface des particules ; la diffusion, lente, fait migrer les solubles du cœur de la particule vers sa surface, d'autant plus vite que l'eau est chaude (le coefficient de diffusion croît avec la température, relation d'Einstein-Smoluchowski) et que la particule est petite. Les composés ne diffusent pas à la même vitesse : caféine et trigonelline sortent vite, même des grosses particules ; les huiles restent dans les grosses.

Les particules les plus fines, faites de cellules brisées, donnent tout d'un coup. Changer la mouture change donc le profil aromatique même à rendement égal, et pas seulement le temps d'écoulement.

Gagné 2021, p. 5-11 (Moroney et al. 2019 ; Smith 2015)

Immersion et percolation ne se valent pas. En immersion, sans agitation, seule la diffusion éloigne les solubles de la particule ; l'eau se charge, l'extraction ralentit d'elle-même : la méthode pardonne les écarts de temps, extrait moins efficacement, laisse passer des fines et donne plus de corps. En percolation, de l'eau propre balaie sans cesse les particules ; le lit de café se filtre lui-même et donne la tasse la plus nette, mais tout défaut d'écoulement se paie.

Un détail compte pour les calculs : le marc retient plus de deux fois son poids d'eau (ratio de liquide retenu voisin de 2,2 pour un V60 à 1:17), et le rendement se calcule à partir du poids de boisson, pas du poids d'eau versée.

Gagné 2021, p. 12-17