Choisir sa cuisson, c’est choisir son type de four et c’est souvent le choix qui pose le plus question lors de la création d’une boulangerie. Pour quel four opter ? Quelle énergie utiliser ? C’est la pièce maîtresse du fournil et, souvent, le budget dont on dispose brise des projets échafaudés sur une image : celle du boulanger enfournant dans la gueule d’un four à bois.
Types de Fours et de Chaleur
Plus qu’un four dit « à bois », il s’agit d’un four maçonné, massif (entre 40 et 90 tonnes de matériaux), composé de la sole, des rives et de la voûte, ainsi que murs et sable d’enceinte, qui accumule l’énergie et cuit inévitablement à chaleur tombante, puisque l’on ne peut pas chauffer à nouveau pendant la cuisson.
La cuisson au sein d’un espace chaud, c’est toute la différence qui existe entre les termes anglais baking et cooking ou allemands backen et kochen. Nuance qui n’existe pas pour le mot « cuisson » dans la langue française. C’est cuire dans un espace chaud. Dans l’idéal, la cuisson dans le four « consomme » la chaleur emmagasinée par une masse qui entoure la pièce à cuire.
Le plus important à considérer pour la cuisson au four est l’enceinte close, il convient de s’interroger sur le type de chaleur nécessaire et sur l’intensité ou la douceur de la chauffe.
Conduction
La conduction, c’est lorsque deux corps ont des chaleurs différentes, la partie la plus chaude va transmettre la chaleur à la partie la plus froide jusqu’à ce que cela s’équilibre en température entre les deux corps. Dans la transmission de la chaleur qu’un pain vit par la conduction, le dessous du pain cuira plus vite que le dessus. Puis les températures du pain et de l’emplacement où il a été posé s’équilibreront et ce sera la partie supérieure qui commencera à cuire de manière plus importante.
Évidemment la conductibilité est différente suivant le type de corps thermophiles ou pas; dans les métaux, on sait que le cuivre est celui qui réalise le meilleur transfert de chaleur. Ici pour le four, les matériaux sont la pierre et la pièce à cuire est la pâte. La pierre est dite réfractaire justement à cette conductibilité, elle doit emmagasiner la chaleur le plus doucement possible.
Rayonnement
La transmission de la chaleur par rayonnement peut se comprendre en prenant l’exemple des rayons du soleil. À sa surface, notre « plus grosse étoile » a une chaleur d’environ 5 500 °C. Dans un four maçonné, la chaleur rayonne à partir de la voûte et un peu aussi des côtés.
Côté réception de la chaleur par radiation, la matière qui absorbe les rayonnements est la pâte à pain composé des 15 % d’humidité de la farine et de l’ajout d’eau hydratant la pâte (soit 60 à 70 %). Ce qui nous donne un corps pâteux entre 47 et 50 % d’humidité totale.
Convection
Le troisième type de transmission de chaleur se réalise par convection : c’est quand un corps et un flux se trouvent en contact alors qu’ils ont des températures différentes. Il existe une convection dite vive lorsque le corps, en l’occurrence le pain, est mis en contact avec un flux chaud le long de ses parois.
La convection forcée, c’est lorsque le flux (d’air chaud) est mis mécaniquement en mouvement.
Évolution des Fours à Travers l'Histoire
Lorsque l’on dépassera la cuisson de pâtes dans la cendre et sur les pierres plates chauffées, on arrive à créer un espace conservant la chaleur dans une enceinte d’argile ou de pierre ; le four. Il faut attendre les xviie et xviiie siècles pour que la panification soit de moins en moins une tâche ménagère, surtout dans les grandes agglomérations.
On verra alors des fours de taille plus importante, principalement dans les hospices et chez les propriétaires terriens qui devaient nourrir les journaliers. La taille du four restera toutefois limitée à la tâche du pétrissage de pâte dépassant rarement les 100 kilos. Et plutôt que d’augmenter l’espace de cuisson, on construisait un autre four à côté, afin de bien ajuster l’apprêt de la fermentation à la montée de température de cuisson.
Dans ces fours plus grands, vers le xviiie siècle, l’évacuation de l’air chaud et des fumées ne se fait déjà plus par l’avant avec la chauffe se pratiquant porte ouverte, où fumée et vapeur se disputent l’étroit passage. En bas l’air entre pour nourrir le feu d’oxygène, en haut la fumée sort. L’évolution c’est qu’au fond du four le fournier place les « ouras » (ouvertures de conduit de fumée qui rejoignent la cheminée principale) qui améliorent le tirage d’air de la flamme qu’il faut projeter du foyer, souvent disposé à l’avant du four, jusqu’à l’arrière de la chambre de cuisson.
Dans les années 1890, le foyer décalé avec gueulard fait son apparition. Le « gueulard », on l’appelait autrefois « phare mobile », « phare basculant ». Ce « gueulard » sert à diriger la flamme de gauche à droite, pour chauffer de manière égale toutes les surfaces de l’espace de cuisson.
Serge me précisait qu’il existe avec le foyer décalé, un double effet « venturi », lorsque la flamme passe par le gueulard, et qu’elle se détend dans le four, puis lorsque le fluide chaud doit passer par les ouras. Si les orifices (ici, le gueulard et les ouras) se rétrécissent, cela accélère le passage des flammes et gaz chaud ainsi que la combustion.
Avec cette dernière méthode de chauffe, il est moins question de flamme pour chauffer la voûte et d’étalement des braises pour chauffer la sole comme c’est le cas pour les fours « romains ».
Le xixe siècle voit l’introduction de la chauffe indirecte, surnommée « aérotherme » par Jametel et Lamare en 1834, soit à circulation d’air chaud. Lorsque la distribution de gaz et de fioul apparut sur le marché, certains boulangers, eurent recours à des brûleurs lance-flammes qu’ils dirigeaient dans le four. Pour les fours à charbon, dans un premier temps, assez bref, c’est une caisse en fer sur roulette avec cendrier que l’on promenait dans le four.
Ce système de chauffe n’étaient là que pour adapter les nouveaux combustibles aux anciens fours en chauffe direct. Autre évolution, l’enfournement avec sole sortante, puis avec le tapis-enfourneur, qui va remplacer efficacement la petite porte étroite en fonte, à balancier ou à guillotine, perdant moins de chaleur à l’ouverture que les portes battantes.
Ainsi, on a conçu des fours tôlés et fort bien isolés où la chaleur est propulsée autour des chambres de cuisson. On va jusqu’à rebrûler les gaz. Un bémol toutefois, même si l’on emploie des fours à convection forcée moins énergivore. Pour la fabrication de produit surgelé et cuit en différé dans ce type de four, ce concept de boulangeries « froides » mobilise deux fois plus de demande d’énergie que les productions de boulangeries « chaudes ».
Ces nouveaux fours à air pulsé sont souvent à usage plus pâtissier et rarement dédiés à la cuisson du pain. Avec ces innovations, on a réussi le pari économique, mais la qualité de cuisson a régressée. Ces fours, de plus en plus efficaces pour dorer une croûte de pain, ont plus de difficultés à cuire à cœur.
Le Choix du Four au XXIe Siècle et l'Énergie
Le choix du four dans ce xxie siècle doit principalement tenir compte du choix de l’énergie. Surtout que l’on prenne en compte, la lutte contre la pollution et l’effet de serre. Pour vous aider à faire un calcul comparatif et établir une balance chiffrée des énergies, c’est tout, sauf évident.
Lorsque l’on tente ce relevé, on essaye de cerner les divers types d’énergies sur le marché : bois, fuel, électricité, etc. Déjà là, on ne retire qu’une comparaison qui n’est pas raison, au niveau de l’unité comptable. Surtout pour le bois, qu’il faut traduire de volume en poids pour pouvoir comparer les énergies entre elles. Après, il faut transcrire ces chiffres du poids en kilocalories où le bois produit deux à trois fois moins que les énergies charbon et fuel.
Si on parle en kilojoules, il faut multiplier la kilocalorie par 4,184. Le kilowattheure (1 kcal = 0.001163 kWh), lui, est une mesure du calcul d’énergie donnée par les distributeurs d’électricité, cela définit la quantité de chaleur fournie pendant une heure. Vous comprenez qu’au final, le calcul le plus simple est celui qui divise l’énergie consommée annuellement en cuissons par le nombre de kilos de farine transformée, même si on n’est plus tout à fait dans le calcul prévisionnel avec cette méthode.
Grace à Henri, responsable de la commission fiscale à la fédération francophone (belge) des boulangers, on sait qu’en 2016, la moyenne d’une quarantaine de boulangeries-pâtisseries est de 36,67 euros pour 100 kilos de farine.
Ainsi un tableau a été publié dans les années 1990 venant peut-être de Gaz de France. Celui-ci décrivant que la chauffe en direct au gaz était, par rapport aux autres modes de chauffe, celle qui demandait le moins de consommation de kilowattheures. Sur base de quels critères ont été fait ces calculs, je ne pourrais pas vous le dire. Mais il semble avéré qu’au niveau du rendement calorique, le moins bon système est le chauffage de four massif en direct. La flamme et les fumées ne font que passer dans le four et la chaleur des sorties de fumée l’atteste.
Ce qui est vrai aussi pour chauffer voûte et sole à des degrés différents. On insiste aussi sur la stabilité de la montée en température, permettant une régularité de cuisson. Les fournisseurs d’électricité diront également que ce type d’énergie ne nécessite pas d’espace de stockage, est propre, etc. Mais l’aspect des coûts à l’utilisation des résistances électriques et au renforcement du réseau à l’installation ne figure pas dans le tableau d’évaluation.
Comme on le remarque, il faut appréhender beaucoup de points. Si le bois énergie est meilleur au niveau du bilan carbone, il ne doit pas en arriver à la déforestation, ce qui doit nous conduire écologiquement à n’utiliser que du déchet de bois, aucun bois d’œuvre, et de ne pas promouvoir ce type d’énergie dans l’état actuel du dérèglement climatique. Voilà ce que disent les plus chauds défenseurs de l’environnement. Puisque toute déforestation menace gravement le climat.
Il est d’ailleurs plutôt gênant de demander aux pays émergents de ne pas couper leurs forêts primaires alors que les pays les plus développés ont supprimé leurs forêts primaires très tôt dans leur histoire. Témoignage personnel, lorsqu’en 1998, nous avons dû changer de four et tenté de faire un choix écologique, on s’est surpris à s’exprimer suivant cette maxime : « allons au moindre mal ! ».
Et de s’inscrire dans une économie qui reboiserait la Terre avec, entre autres, la plantation de haies et l’agroforesterie. Tout un programme, avant d’être une réalité dans les chiffres. Voyons le choix de l’énergie électrique, qui de par son passage progressif et obligé vers les énergies renouvelables, est à prendre en compte si l’on réfléchit à un choix d’énergie d’avenir. Le réseau de distribution est trop bien en place que pour ne pas évoluer.
La plus grande aberration de l’énergie électrique, c’est qu’on transforme de l’énergie mécanique ou calorique en électricité, pour ensuite la retransformer en énergie mécanique ou calorique. Avec des rendements pas si terribles, et surtout de grandes déperditions à l’acheminement de l’électricité. Si on prend en compte le rendement total de la chaîne de production électrique, je pense qu’un four à bois bien réalisé s’en sort pas trop mal.
Les énergies quel qu’elles soient, présentent des problèmes de pollution atmosphérique. Des filtres ont déjà permis aux industries rejetant du dioxyde de soufre (SO2 - les fameuses pluies acides), d’améliorer leurs inévitables rejets soufrés. Le plomb de l’essence devrait être empêché d’émettre sa pollution grâce aux pots catalytiques et à la réduction puis élimination de sa teneur dans le combustible.
Contrairement au nucléaire, qui ne figure pas dans la figure 10 précédente comparant les combustibles carbonés, mais qui n’a pas résolu ses problèmes de déchets radioactifs et des risques « atomiques », le bois énergie est là aussi une bonne énergie. Pourquoi ? Il a fallu des milliers d’années pour produire ces produits fossiles et carbonés que sont le pétrole, le gaz de pétrole liquéfié (Gpl), voire la tourbe.
Le bois et sa combustion vont nous permettre de mieux expliquer ce cycle. Oui, lorsqu’il est pris dans un circuit plantation/abattage équilibré, c’est-à-dire que l’on reboise au moins autant que l’on déboise et que l’on n’utilise que les déchets de bois pour le bois-énergie.
Les combustibles fossiles, quant à eux, vont é...