Des scientifiques de l'ETH Zurich ont identifié les mécanismes physiques déterminant la stabilité de la mousse de bière après une étude de sept ans. Leur recherche explique les variations entre styles de bière, des ales belges aux lagers suisses. Les résultats, publiés dans Physics of Fluids, offrent des perspectives aux brasseurs et des applications plus larges.
La quête pour comprendre la mousse de bière a commencé par un simple échange entre chercheurs de l'ETH Zurich et un brasseur belge. Interrogé sur la façon de contrôler la brassage, le brasseur a répondu : « En observant la mousse. » Cela a lancé une enquête de sept ans menée par Jan Vermant, professeur de matériaux mous, sur les forces maintenant la tête de bière.
Publiée dans la revue Physics of Fluids, l'étude a analysé des ales belges et des lagers suisses. Parmi les styles belges, les bières Tripel ont présenté la mousse la plus stable, suivies des Dubbel, les Singel montrant la moindre durabilité en raison d'une fermentation plus douce et d'une teneur en alcool plus faible. Les chercheurs ont testé deux lagers de grandes brasseries suisses, en trouvant qu'un sous-performait. Vermant a noté : « Il y a encore de la marge pour l'amélioration — nous serons heureux d'aider. »
Les vues traditionnelles considéraient que la stabilité de la mousse provenait de couches riches en protéines du malt d'orge affectant la viscosité et la tension de surface. Cependant, les expériences ont révélé une complexité plus grande liée au type de bière. Dans les lagers, la viscoélasticité de surface régit la stabilité, influencée par la quantité de protéines et leur dénaturation, créant des films de bulles plus rigides. Les bières Tripel, en revanche, dépendent des contraintes de Marangoni, où les variations de tension de surface induisent des courants stabilisants, semblables au savon perturbant des feuilles de thé sur l'eau.
La protéine LTP1 s'est révélée clé, variant en structure et concentration entre échantillons. Les coques de bulles dans les bières Singel imitent des particules compactées, Dubbel forme des membranes en maille, et Tripel se comporte comme des tensioactifs simples.
La stabilité de la mousse est non linéaire, comme l'a expliqué Vermant : « La stabilité de la mousse ne dépend pas des facteurs individuels de manière linéaire. On ne peut pas changer une seule chose et réussir. » L'équipe a collaboré avec une grande brasserie mondiale pour affiner la qualité de la mousse, soulignant son importance culturelle en Belgique notamment.
Au-delà du brassage, la recherche aide à gérer les mousses lubrifiantes dans les véhicules électriques, à développer des tensioactifs écologiques sans fluor ni silicium, et à stabiliser la mousse de lait. Vermant a souligné : « La bière fait évidemment cela très bien naturellement ! »