Café et soleil : un mélange naturel
Dans le cadre d'une collaboration avec Sandia, l'énergie solaire est utilisée pour torréfier des grains de café
« Nous sommes sur la bonne voie. C’est ainsi que fonctionne la torréfaction du café », a déclaré Michael Sweeney par une belle journée d’automne au Nouveau-Mexique, alors qu’il torréfiait des grains de café à l’énergie solaire au Centre national d’essais solaires thermiques des Laboratoires nationaux de Sandia. « Tout se passe très bien, et nous sommes exactement à la bonne température. »
Kate Sweeney, de Michael Thomas Coffee, déverse des grains de café qui ont été torréfiés à l'aide de la chaleur produite par un banc d'essai thermique des Laboratoires nationaux de Sandia, dans le cadre d'un accord de recherche et de développement coopératif.
Photo by Craig Fritz
M. Sweeney, propriétaire et gérant de Michael Thomas Coffee à Albuquerque, collabore avec Sandia dans le cadre d’un programme financé par l’État visant à utiliser l’énergie solaire pour chauffer ses torréfacteurs.
La technologie mise au point par Sandia stocke l’énergie produite par des panneaux photovoltaïques dans un lit de roches, qui diffuse ensuite la chaleur pour alimenter le torréfacteur, atteignant des températures pouvant aller jusqu’à 600 degrés Celsius.
« Libérez un peu plus de chaleur », a demandé M. Sweeney à Luke McLaughlin, ingénieur en mécanique chez Sandia, pendant l’essai. À proximité, M. McLaughlin contrôlait la quantité de chaleur à libérer depuis le lit de roches.
« Il s’agit d’un chauffage solaire indirect, car l’énergie solaire charge la chaleur par voie électrothermique dans un système de stockage d’énergie à lit compacté radial, qui la décharge ensuite dans un tambour pour sécher et torréfier le café », a expliqué Ken Armijo, ingénieur systèmes chez Sandia, qui participe à la direction du projet.
De nombreux avantages
L’initiative « Technology Readiness Gross Receipts » (TRGR) du Nouveau-Mexique finance ces travaux. Le projet vise à développer une solution modulable pour les torréfacteurs existants fonctionnant au gaz naturel, leur permettant d’utiliser de l’énergie solaire thermique stockée, avec des durées de stockage pouvant aller jusqu’à plusieurs jours.
« Il ne s’agit pas d’apprendre à utiliser une nouvelle machine à torréfier. Il s’agit de travailler avec votre torréfacteur actuel, que vous connaissez extrêmement bien, et de l’adapter simplement à une source d’énergie différente », a déclaré M. Sweeney, soulignant les 300 jours d’ensoleillement dont bénéficie Albuquerque. « Cela va me permettre d’envisager la torréfaction sous un tout autre jour et d’aborder mon métier sous un angle différent. »
Les avantages du projet vont au-delà des économies réalisées par rapport à l’achat d’un nouveau torréfacteur électrique.
« Nous voulons améliorer l’efficacité, la qualité et la productivité de leurs processus de torréfaction actuels, plus traditionnels », a déclaré M. Armijo. « Notre travail permettra à Michael Thomas Coffee d’installer un système en circuit quasi fermé sur son parking et d’utiliser des panneaux solaires sur le toit de son bâtiment pour pomper de l’air chaud provenant du système de stockage d’énergie thermique afin de faciliter la torréfaction industrielle. »
Phase d’essai
Au cours de l’expérience menée au Centre national d’essais solaires thermiques, Sweeney et ses filles ont torréfié des grains de café pour obtenir des torréfactions claires, moyennes et foncées.
« Cela a permis de réduire le temps de torréfaction de quelques minutes pour la torréfaction foncée. C’est similaire à ce que nous avons observé avec la torréfaction du piment vert. Le temps de torréfaction a été divisé par deux grâce à l’énergie solaire, et les torréfactions étaient plus homogènes qu’avec la méthode traditionnelle au gaz », a déclaré Armijo, faisant référence à l’expérience de 2022 qui avait remplacé le propane par l’énergie solaire pour torréfier des piments verts.
M. Sweeney a ajouté que lors du test sur le café, le torréfacteur pouvait être préchauffé et refroidi plus rapidement, ce qui permettait d’augmenter le débit en lançant la torréfaction suivante plus tôt, et donc de produire davantage de lots en moins de temps.
L’art du café
Lorsqu’on leur a demandé ce qui faisait une excellente tasse de café, Kate Sweeney et ses filles, qui participent à la gestion de l’entreprise en pleine expansion vers la vente en gros, ont convenu qu’il existait de nombreuses facettes et de nombreux facteurs.
« L’histoire du café est complexe. C’est tellement facile de se tromper, et tellement merveilleux quand on réussit », a déclaré Kate Sweeney. « Ce qui fait notre force, c’est que nous sommes prêts à apprendre, prêts à nous tromper et prêts à évoluer. »
La famille explique que, pour chacun, c’est son rituel personnel qui rend le café exceptionnel. Du point de vue artisanal, un bon café commence par l’approvisionnement en grains de qualité et la connaissance de leur provenance. Michael Thomas s’approvisionne en café produit en petites quantités auprès de femmes agricultrices du Guatemala et propose plus de 30 variétés.
« Il s’agit aussi de veiller à ce que nous les torréfions au mieux de nos capacités », a ajouté Kate.
La collaboration avec Sandia, dans le cadre d’un accord de recherche et de développement coopératif, s’est imposée comme une évidence pour Michael Thomas Coffee. Les valeurs de l’entreprise reposent sur la cohérence, la communauté et la qualité.
« Ce projet solaire nous aide vraiment à tisser des liens, au sens large, avec l’ensemble du secteur du café », a déclaré Michael.
Au-delà de la torréfaction du café
Pour Sandia, l’objectif final est d’étendre cette technologie à d’autres applications et de la breveter afin que de nouvelles solutions puissent être commercialisées à court terme.
C’est là qu’intervient Bob Sleeper. Il est spécialiste des licences et du développement commercial chez Sandia.
« Mon objectif est de mettre ce système industriel de stockage de chaleur et d’énergie entre les mains de quelqu’un capable de le commercialiser », a déclaré M. Sleeper. Pour y parvenir, Sandia s’associe à des entreprises locales de transformation alimentaire et à des incubateurs de start-ups, comme le programme Boost du ministère de l’Énergie, afin de trouver une équipe d’entrepreneurs capable de faire la différence. « Le système de stockage permet de le charger pendant la journée et d’utiliser la chaleur la nuit, voire plusieurs jours plus tard. »
Ce système est le dernier exemple en date de la capacité de Sandia à exploiter les ressources naturelles du Nouveau-Mexique de manière à bénéficier à la communauté et à stimuler l’innovation dans le monde des affaires.
« Ce projet va repousser les limites de ce que nous sommes capables de faire et permettre aux entreprises de réaliser des économies, en particulier dans le secteur agroalimentaire », a déclaré M. Armijo, issu d’une longue tradition d’agriculture familiale au Nouveau-Mexique. « Nous pouvons torréfier des céréales pour la bière, mais aussi du chocolat. »
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