Note Technique n°010 : De la composition au comportement — peut-on simuler une glace avant de la produire ?
Une recette de glace décrit généralement une composition : lait, crème, sucres, matières grasses, eau, stabilisants…
Mais une formulation professionnelle ne se résume pas à une liste d’ingrédients.
À partir de sa composition, il est possible d’étudier certains paramètres qui influencent le comportement de la glace lors de la congélation, du stockage et de la dégustation.
La question devient alors essentielle :
Peut-on simuler le comportement d’une glace avant même de la produire ?
Avec un logiciel de formulation comme Gelato Pro Software, l’objectif n’est plus seulement de calculer une recette, mais également d’analyser ce que cette recette peut produire.
De la formulation au comportement physique
Une glace est un système complexe dans lequel plusieurs composants interagissent.
Les sucres influencent notamment le comportement de l’eau et la congélation. Les matières grasses participent à la structure et à la sensation en bouche. Les protéines et les autres matières sèches contribuent également aux propriétés du produit.
Ainsi, deux recettes peuvent présenter des compositions différentes et avoir des comportements très différents au moment de la congélation.
Pour le formulateur, l’analyse ne devrait donc pas s’arrêter aux pourcentages d’ingrédients.
Il faut également pouvoir répondre à des questions plus concrètes :
Quelle quantité d’eau reste non congelée à une température donnée ?
Comment évolue la proportion d’eau congelée lorsque la température diminue ?
Comment la formulation influence-t-elle le comportement du produit ?
Quelle évolution de la dureté peut-on attendre lorsque la température change ?
Comment une modification d’ingrédient peut-elle modifier ces paramètres ?
C’est à ce niveau que l’analyse informatique devient particulièrement intéressante.
Gelato Pro permet de passer de la composition de la recette à l’étude de son comportement théorique.
Que se passe-t-il lorsque l’on refroidit une glace ?
Lorsqu’un mix commence à refroidir, toute son eau ne se transforme pas instantanément en glace.
Une partie de l’eau se congèle progressivement tandis qu’une autre reste à l’état liquide.
La proportion d’eau congelée évolue donc avec la température.
Cette évolution dépend notamment de la composition de la formulation et de la présence de substances dissoutes.
Plus la température diminue, plus la quantité d’eau congelée augmente généralement. Mais cette évolution n’est pas identique pour toutes les formulations.
Deux glaces ayant une teneur en eau comparable peuvent ainsi présenter des comportements différents si leur composition en sucres ou en matières sèches diffère.
Pour le formulateur, la température seule ne suffit donc pas à caractériser l’état du produit.
Il faut également savoir ce qui se passe à l’intérieur de la phase aqueuse.
La courbe de congélation : suivre l’évolution de l’eau
La courbe de congélation permet justement d’observer cette évolution.
Elle met en relation la température et la proportion d’eau congelée dans la formulation.
Elle permet ainsi de comprendre comment le produit évolue lorsqu’il est refroidi et de comparer différentes formulations.
Avec Gelato Pro Software, cette analyse peut être réalisée à partir de la composition de la formulation. Le logiciel permet ainsi d'étudier théoriquement l'évolution de l'eau congelée en fonction de la température.
Cette information devient particulièrement intéressante lorsque l’on s’intéresse à la température de service.
Une glace servie à -12 °C ne se trouve pas dans le même état physique qu’une glace servie à -18 °C. La proportion d’eau congelée et les caractéristiques de la phase encore liquide évoluent avec la température.
La courbe de congélation permet donc de passer d'une simple température de service à une lecture physique du produit à cette température.
Mais elle ne raconte pas toute l’histoire.
Courbe de congélation et courbe de dureté : deux lectures complémentaires
La courbe de congélation décrit principalement ce qui se passe avec l’eau lorsque la température diminue.
La courbe de dureté apporte une autre information : comment la glace évolue sur le plan mécanique lorsque sa température change.
Ces deux courbes sont donc complémentaires.
Une augmentation de la proportion d’eau congelée contribue généralement à rendre le produit plus rigide. Mais la dureté ne dépend pas uniquement de ce paramètre.
La composition globale de la glace et la structure de sa matrice jouent également un rôle.
On peut donc représenter le raisonnement de la manière suivante :
Formulation → comportement de congélation → proportion d’eau congelée → structure du produit → comportement mécanique.
La courbe de congélation permet de comprendre l’évolution de la phase aqueuse.
La courbe de dureté permet ensuite d’étudier les conséquences de cette évolution sur le comportement mécanique du produit.
Dans Gelato Pro, ces informations peuvent être étudiées à différentes températures afin de mieux comprendre le comportement théorique d’une formulation et de comparer plusieurs recettes.
L’intérêt est particulièrement important lorsque la température de service est prise en compte dès la formulation.
Et la viscosité dans tout cela ?
La congélation n’est pas le seul phénomène à prendre en compte.
À mesure que l’eau gèle, la concentration des éléments qui restent dans la phase liquide augmente. Cette phase non congelée devient donc de plus en plus concentrée et ses propriétés évoluent.
La viscosité constitue alors un autre paramètre intéressant pour comprendre le comportement du mix et de la glace.
Elle permet de compléter l’analyse de la formulation et de mieux comprendre pourquoi deux produits ayant des caractéristiques de congélation proches peuvent néanmoins présenter des comportements différents.
L’intérêt d’un logiciel de formulation est justement de pouvoir mettre ces différents paramètres en relation plutôt que de les considérer séparément.
Peut-on simuler une glace avant de la produire ?
La simulation ne signifie pas qu’un logiciel peut remplacer le laboratoire.
Elle consiste à utiliser les données disponibles sur la formulation pour anticiper son comportement théorique et comparer différentes hypothèses avant de passer à la production.
Prenons un exemple simple.
Un formulateur souhaite remplacer une partie d’un sucre par un autre ingrédient.
La question n’est pas seulement :
« Quelle quantité dois-je mettre ? »
Il faut également se demander :
« Quelles conséquences cette modification aura-t-elle sur ma formulation ? »
La modification peut influencer l’équilibre des sucres, la quantité d’eau disponible, le comportement de congélation et les caractéristiques du produit à la température de service.
Avec Gelato Pro, ces conséquences peuvent être étudiées avant de fabriquer plusieurs essais.
Le formulateur peut comparer différentes compositions et identifier celles qui présentent les caractéristiques recherchées.
La simulation devient ainsi un outil permettant de mieux orienter les essais expérimentaux.
Modifier une recette et mesurer les conséquences
C’est probablement l’un des intérêts les plus importants d’une approche par simulation.
Une formulation n’est jamais complètement figée.
Il peut être nécessaire de remplacer un ingrédient, d’adapter une recette à une nouvelle matière première, de modifier la teneur en matière grasse ou de rechercher une autre texture à la température de service.
Chaque modification peut entraîner des conséquences sur plusieurs paramètres simultanément.
Avec Gelato Pro, le formulateur peut donc comparer une formulation de référence avec une formulation modifiée et observer les écarts calculés.
Il ne s’agit plus seulement de demander :
« Est-ce que cette recette fonctionne ? »
Mais également :
« Qu’est-ce qui change lorsque je modifie cette recette ? »
Cette approche permet de travailler de manière plus structurée et de limiter les essais purement empiriques.
De la simulation à la production
La simulation ne supprime pas les essais.
Elle permet surtout de les rendre plus ciblés.
Au lieu de produire de nombreuses recettes pour comprendre progressivement ce qui fonctionne, le formulateur peut utiliser les calculs pour réduire le nombre d’hypothèses à tester.
La logique devient alors :
formuler → calculer → simuler → comparer → produire → valider.
Le laboratoire reste indispensable pour vérifier le comportement réel du produit.
Mais il intervient après une première phase d’analyse qui permet déjà d'écarter certaines formulations ou d'identifier celles qui méritent d'être testées.
C’est cette complémentarité entre calcul et expérimentation qui donne tout son intérêt à la simulation.
Une simulation n’est pas une promesse
Il est important de distinguer simulation et validation expérimentale.
Une simulation repose sur des modèles et sur la qualité des données utilisées.
Elle permet d’anticiper, de comparer et d’orienter les choix de formulation, mais elle ne peut pas reproduire toutes les variables d’un laboratoire ou d’un procédé de fabrication.
Le type de machine, le procédé de congélation, l’incorporation d’air, le stockage ou encore les conditions de production peuvent influencer le résultat final.
La simulation doit donc être considérée comme un outil d’aide à la formulation, et non comme un remplacement de l’essai réel.
Gelato Pro : de la formulation à la simulation
C’est dans cette continuité que s’inscrit Gelato Pro Software.
Le rôle d’un logiciel de formulation professionnel ne se limite pas au calcul d’une recette.
À partir de la composition, il doit permettre d’analyser les paramètres qui influencent le comportement du produit et de comparer différentes formulations.
L’analyse des sucres, de l’eau, des matières sèches et des autres composants constitue une première étape.
L’étude du comportement de congélation, de la proportion d’eau congelée, de la dureté et des paramètres associés permet ensuite d’aller plus loin.
La formulation devient alors un modèle que l’on peut analyser avant la production.
De la recette au comportement
La formulation moderne ne consiste plus uniquement à déterminer combien de grammes de chaque ingrédient doivent entrer dans une recette.
Elle consiste également à comprendre ce que cette composition peut provoquer.
La courbe de congélation permet de suivre l’évolution de l’eau congelée.
La courbe de dureté apporte une lecture complémentaire du comportement mécanique.
La température de service permet de replacer ces informations dans les conditions réelles de dégustation.
Et la simulation permet de relier ces données à la formulation avant même de lancer une production.
De la composition au comportement, la recette devient ainsi un modèle que l’on peut analyser, comparer et faire évoluer.
C’est l’un des intérêts d’une approche comme celle proposée par Gelato Pro Software : utiliser les données de formulation non seulement pour calculer une recette, mais également pour mieux comprendre et anticiper le comportement du produit avant sa fabrication.
Commentaires