Une fermentation haute donne une bière plus fruitée et plus vite prête, une fermentation basse une bière plus nette qui demande des semaines de garde au froid. Entre fermentation haute et basse, tout part de la levure : ale tempérée, lager à basse température. La spontanée confie le moût aux levures de l'air.
Trois levures, trois profils de bière
- Haute : levure ale (Saccharomyces cerevisiae), température tempérée, esters fruités et arômes complexes en quelques jours.
- Basse : levure lager (Saccharomyces pastorianus), fermentation au froid puis garde, profil centré sur le malt et le houblon.
- Spontanée : levures et bactéries ambiantes, élevage en fût de bois, bière acide comme le lambic.
Comment la levure transforme le moût en bière
La fermentation de la bière commence quand le brasseur ensemence le moût refroidi. Après le brassage, ce liquide sucré contient surtout du maltose, un peu de glucose et de maltotriose, ainsi que des sucres plus longs que les levures ne savent pas consommer. La levure transforme les sucres fermentescibles en éthanol et en dioxyde de carbone, le gaz carbonique qui fera plus tard la mousse. Elle produit aussi, en petites quantités, des esters aux odeurs de fruit, des alcools supérieurs, des composés soufrés et parfois des phénols.
Ces sous-produits, bien plus que l'alcool lui-même, donnent à une famille de bières son profil. Le choix de la souche, qu'elle soit vendue en sachet ou en culture, pèse autant que la recette : les levures de bière sèches ou liquides du brasseur amateur reprennent d'ailleurs les mêmes familles que celles des brasseries.
Les mots « haute » et « basse » viennent de l'observation des cuves ouvertes d'autrefois. Les levures d'ale remontaient à la surface avec la mousse, d'où le brasseur les recueillait ; les levures de lager floculaient et tombaient au fond de la cuve. Dans les cuves cylindro-coniques modernes, les deux types de levure finissent souvent au fond, mais le vocabulaire est resté pour désigner le mode de fermentation.
Fermentation haute ou basse, critère par critère
Le tableau compare les trois types de fermentation sur ce qui change pour le brasseur et pour le buveur : l'organisme, la conduite en cuve et les styles qui en découlent.
| Critère | Fermentation haute | Fermentation basse | Fermentation spontanée |
|---|---|---|---|
| Organisme | Saccharomyces cerevisiae, souches choisies | Saccharomyces pastorianus, hybride cultivé | Levures et bactéries de l'air et du bois, dont Brettanomyces |
| Température | Tempérée, souvent au-dessus de 15 °C | Froide, souvent sous 12 °C | Celle de la cave et des saisons |
| Durée | Fermentation principale de quelques jours, garde courte | Fermentation plus lente, garde de plusieurs semaines près de 0 °C | Plusieurs mois à plusieurs années en fût |
| Arômes | Esters fruités, parfois phénols épicés | Peu d'esters, profil net | Acidité, notes de cuir, de foin, de pomme verte |
| Styles rattachés | Pale ale, IPA, stout, porter, blanche, saison, bières belges | Pils, helles, bock, märzen, la plupart des blondes courantes | Lambic, gueuze, faro, lambics aux fruits |
Fermentation haute : les ales et leurs arômes complexes
Les bières de fermentation haute sont fermentées par des souches de Saccharomyces cerevisiae, l'espèce qu'on retrouve aussi dans le pain et dans la plupart des cuves de vin. Cette levure ale travaille vite à des températures tempérées, souvent au-dessus de 15 °C, et la fermentation principale se boucle généralement en quelques jours. Plus la température monte, plus la levure libère d'esters : banane, poire, fruits rouges selon la souche.
Pale ale, blanche et bières belges
Certaines souches de fermentation haute produisent aussi des phénols. Les levures de bière de blé allemande donnent ainsi une note de clou de girofle, et de nombreuses souches belges tirent vers les épices. Dans une pale ale anglaise, au contraire, le brasseur cherche une levure de type ale discrète, qui laisse parler le houblon et le malt. La plupart des bières brassées dans les monastères relèvent de cette famille et refermentent souvent en bouteille : une bière trappiste ou d'abbaye doit une bonne part de son caractère fruité à cette seconde fermentation.
Fermentation basse et garde au froid des lagers
La levure lager, Saccharomyces pastorianus, n'existe pas à l'état sauvage sous cette forme : c'est un hybride entre Saccharomyces cerevisiae et une espèce tolérante au froid, Saccharomyces eubayanus, identifiée dans les forêts de Patagonie. Cet hybride a hérité des deux parents la capacité de fermenter le maltotriose et celle de rester active à basse température. Les brasseries d'Europe centrale l'ont sélectionné sans le savoir en brassant l'hiver dans des caves fraîches.
Pourquoi la garde au froid compte autant
Une bière de fermentation basse fermente au froid, souvent sous 12 °C, et produit peu d'esters. Le brasseur laisse ensuite remonter la température quelques jours pour que la levure réabsorbe le diacétyle, une molécule au goût de beurre, puis il descend la bière près de 0 °C pour la garde. Pendant ces semaines, la levure et les protéines se déposent et le goût s'affine. Le profil obtenu est plus net, centré sur le malt et le houblon : c'est le processus de fermentation des pils et des helles.
En France, la mention « bière de garde » ne dépend pourtant pas du type de levure. Le décret relatif aux bières la réserve à une bière gardée au moins 21 jours après sa fermentation principale, et les bières de garde du Nord sont traditionnellement de fermentation haute.
D'où viennent les mots ale, lager et pilsner ?
Le mot lager vient de l'allemand lagern, stocker : en Bavière, les brasseries conservaient leur production dans des caves fraîches pendant les mois chauds, et cette histoire a donné son nom à toute la famille de fermentation basse. La première pilsner, une lager blonde, sort en 1842 des cuves de Plzeň, en Bohême, sous la conduite du Bavarois Josef Groll ; ce style sert depuis de modèle à la plupart des blondes industrielles.
Le mot ale, plus ancien, désignait en Angleterre une boisson alcoolisée de malt fermentée sans houblon, avant que la plante ne s'impose dans la recette. L'IPA, ou India pale ale, une ale chargée en houblon, s'est popularisée au XIXe siècle. En 1883, Emil Christian Hansen isole au laboratoire Carlsberg de Copenhague une culture pure de levure lager : cette invention permet de travailler avec un seul champignon microscopique, sans les dérives aromatiques des cultures mélangées, et la méthode s'étend ensuite aux ales.
Fermentation spontanée : lambic et gueuze à l'air libre
Le lambic, bière de fermentation spontanée du Pajottenland, n'est pas ensemencé. Le moût bouilli est versé dans un bac large et peu profond, le refroidissoir, où il passe la nuit à l'air libre. Les micro-organismes de l'atmosphère et de la brasserie s'y déposent, puis le moût est mis en fûts de bois. Une succession s'installe sur des mois : entérobactéries d'abord, puis Saccharomyces, bactéries lactiques et enfin levures Brettanomyces, qui consomment lentement les sucres que les autres ont laissés.
Le lambic jeune donne une bière acide, peu pétillante, aux notes de cuir, de foin ou de pomme verte. La gueuze naît de l'assemblage de lambics d'âges différents, qui refermente en bouteille. Sous sa forme « vieille », elle est protégée dans l'Union européenne comme spécialité traditionnelle garantie : l'assemblage doit avoir un âge moyen pondéré d'au moins un an, et son composant le plus ancien doit avoir passé au moins trois ans en fût de bois. Le droit français connaît de son côté la dénomination « bière de fermentation lactique », ou gueuze.
La fermentation mixte, entre les deux mondes
Une fermentation mixte se place entre l'ensemencement d'une seule souche et la fermentation spontanée : le brasseur ajoute volontairement des bactéries lactiques ou des Brettanomyces cultivées. Certaines bières acides sont aussi acidifiées en cuve avant l'ébullition, ce qui donne une acidité franche en quelques jours. Ces méthodes reproduisent une partie du profil sans la durée ni l'aléa du refroidissoir.
Ce que le type de fermentation dit de la bière, et ce qu'il ne dit pas
Le type de fermentation renseigne sur le profil aromatique, pas sur la teneur en alcool. Le degré dépend de la quantité de sucres fermentescibles du moût et du taux d'atténuation de la levure : une lager peut titrer plus qu'une ale, et inversement. Une bière de fermentation haute n'est donc pas forcément plus forte qu'une bière de fermentation basse.
La couleur ne dépend pas non plus de la levure mais des grains employés : le malt et sa couleur décident du blond, de l'ambré ou du noir, quelle que soit la fermentation. Les mots « ale » et « lager » sont des noms de styles, sans définition réglementaire en France : l'étiquette n'a pas l'obligation de préciser la levure. Pour un brasseur amateur, le choix se fait surtout grâce à l'équipement : sans enceinte froide, une levure ale tempérée reste la voie la plus simple, alors qu'une fermentation basse réclame de tenir la température plusieurs semaines. Les autres étapes, du concassage au conditionnement, se suivent dans les guides sur le brassage de la bière.
Brasser à la maison : haute, basse ou mixte ?
Un brassin maison de fermentation haute nécessite peu de matériel : un fermenteur placé dans une pièce à température moyenne stable suffit pour la fermentation primaire, active dès le premier ou le deuxième jour. Son avantage tient au délai, puisqu'une pale ale ou une IPA se met en bouteille en quelques semaines. Une recette de pils nécessite en revanche un réfrigérateur réglé, puis une longue période de stockage avant dégustation ; c'est la caractéristique pratique qui décourage le plus de débutants. Une fermentation mixte, avec Brettanomyces ou bactéries lactiques, demande enfin un fermenteur réservé à cet usage, car ces micro-organismes contaminent durablement le matériel en plastique.
Levures hautes, basses et sauvages : trois cas à trancher
- Une bière blanche est-elle de fermentation haute ou basse ?
- Les bières blanches, belges comme allemandes, sont presque toujours de fermentation haute. Leur trouble vient du blé et des levures en suspension, et leurs notes épicées ou fruitées viennent de la souche employée. Le mot « blanche » renvoie à la pâleur et au trouble, pas à un mode de fermentation.
- Pourquoi la plupart des bières courantes sont-elles des lagers ?
- La fermentation basse donne un profil régulier, peu marqué par la levure, qui se reproduit facilement d'un brassin à l'autre. La généralisation de la réfrigération au XIXe siècle a permis de brasser des lagers toute l'année, hors des caves naturelles. Ce mode s'est ensuite imposé dans la production industrielle.
- Les levures sauvages sont-elles un défaut dans une bière ?
- Dans un lambic, Brettanomyces fait partie du profil attendu ; dans une pils, cette levure serait une contamination qui donne des notes animales et une surcarbonatation. Le brasseur règle donc son hygiène selon le style qu'il vise.
Sources : décret n° 92-307 du 31 mars 1992 relatif aux bières (Légifrance), demande d'enregistrement de la spécialité traditionnelle garantie Vieille Gueuze (Journal officiel des Communautés européennes, série C), Commission européenne (CORDIS) sur l'origine de la levure de lager.
