La yaourtière à changement de phase

Voici un petit tutoriel pour fabriquer une yaourtière low-tech ultra simple et diablement efficace. Le nom de cette merveille peut paraître intrigant: pourquoi ce “changement de phase”? Et bien parce-qu’on utilise pour stocker de la chaleur de la cire (d’abeille de préférence), et que c’est le passage de l’état liquide à l’état solide de cette cire (donc le changement de phase) qui restitue lentement la chaleur aux yaourts pendant les 8h de fonctionnement.

Origine de l’idée

J’ai fabriqué cette yaourtière il y a peut-être 10 ans. Je voulais faire des yaourts maison, mais je ne voulais pas d’un énième appareil électrique dans ma cuisine.

De nombreuses personnes utilisent déjà des boîtes isolantes pour faire leurs yaourts, et j’ai donc embrayé sur cette solution.

Problème: pour que les yaourts soient bien “pris”, il faut les maintenir à environ 43°C pendant environ 6 heures (minimum). Si la température est trop basse, les bactéries ne travaillent pas, et si elle est trop haute, elles meurent…

Pour maintenir la température dans la boîte, on peut utiliser de l’eau chaude, mais ça pose quelques difficultés:

• la température de l’eau, qui peut atteindre 100°C avant vaporisation, devra être assez haute au départ pour pouvoir libérer une quantité de chaleur suffisante et maintenir la yaourtière au dessus de 40°C pendant au moins 6 heures,
• mais elle ne doit pas être trop haute pour ne pas tuer les bactéries dès le départ…

Le gros soucis, c’est que l’eau chaude ne peut pas maintenir une température constante, il y aura forcément décroissance de la température pendant le processus. Le réglage de la température de départ est donc fastidieux, et il peut nécessiter de nombreux échecs avant de trouver la bonne température initiale et la bonne quantité d’eau chaude, paramètres qui seront dépendants de la température ambiante…

A noter que les difficultés avec l’eau chaude seront les mêmes avec un matériau solide comme une brique, ou un autre liquide comme de l’huile.

Le changement de phase

C’est en ruminant ce problème que l’idée a germé dans ma petite tête: je suis apiculteur amateur, et quand j’ai la chance de faire une récolte, je broie les rayons à la main et je sépare la cire d’abeille du miel. Or la cire d’abeille fond aux alentours de 60°C.

Quand je chauffe la cire (dans un cérificateur solaire, ou sur un poêle), son changement de phase (de solide vers liquide) se fait à température constante. De même lorsque cette cire redevient solide, sa température reste également constante, toujours aux alentours de 60°C.

Donc si je mets de la cire liquide chaude dans ma yaourtière, elle restituera donc lentement la chaleur sur une longue durée, sans varier sa température. La température de 60°C, plus haute que la température de 43°C, ne surchauffera pas les yaourts car les déperditions thermiques du carton absorberont l’essentiel de la chaleur de la cire.

Construire une yaourtière à changement de phase

Passons au concret, et vous verrez que le principe est en définitive très simple.

Pour construire cette yaourtière vous prenez un carton (moyen, ni trop petit, ni trop gros):

Vous récupérez des isolants propres, et de préférence bio-sourcés. Moi j’ai pris des plaques de liège expansé (épaisseur 5cm), et de la laine textile (isolant “Métisse”, issu du broyage de vieux habits):

Vous prenez une petite boîte en carton, style boîte à chaussures, apte à contenir 9 pots de yaourt en verre (pour une recette avec un litre de lait et un yaourt de la fournée précédente ou du commerce):

Vous devrez placer l’isolant dans le gros carton, de manière à bien entourer la boîte à chaussure. Pour moi la plaque de liège (rigide) est au fond, et la laine textile est sur les côtés:

Vous trouver un pain de cire d’abeille d’environ 100g. Si vous n’en trouvez pas (à un prix modique), vous pouvez aussi utiliser de la paraffine à confiture, sa température de fusion/solidification doit être légèrement plus basse mais ce n’est pas gênant.

Il faut également un récipient qui puisse recevoir la cire liquide chaude, et qui tienne dans le carton avec les pots de yaourt. Pour moi c’est une barquette fine en aluminium, qui se pose sur les pots:

Et ensuite, on replace le couvercle de la boîte à chaussure et on place le dernier morceau d’isolant par dessus:

On obtient donc une boîte bien isolée, avec 9 pots de yaourt et 100g de cire dedans, il ne reste plus qu’à la tester.

Recette

Pour faire de très bons yaourts maison, il faut les ingrédients suivants:

• 1 litre de lait cru (donc entier);
• un yaourt nature (de la dernière fournée ou du commerce);

Les différentes étapes de la fabrication sont les suivantes, sachant que je fais en général les yaourts le soir et que je les sorts le matin:

• faire chauffer le lait cru jusqu’au premier bouillon;
• laisser redescendre la température du lait jusqu’à 45-50°C environ;
• mélanger le yaourt avec le lait;
• mettre à fondre la cire d’abeille sur le feu dans une petite casserole (il faut ici une veille casserole qui ne servira qu’à ça, on ne l’utilisera plus pour cuire la nourriture);
• verser le mélange lait/yaourt dans les pots;
• mettre les pots dans la yaourtière (boîte à chaussure);
• placer le récipient à cire sur les pots;
• verser la cire fondue dans le récipient (ne plus bouger le carton à partir de cette étape, car la cire liquide pourrait se renverser);
• fermer la boîte à chaussure, replacer l’isolant et fermer le carton;
• attendre 8 heures environ;
• rouvrir le carton, enlever l’isolant, le couvercle de la boîte, la cire (maintenant solide) et son récipient;
• sortir les yaourts (vous constaterez qu’il sont encore tièdes) et laissez les refroidir avant de les mettre au frais;
• et déguster!

Petite information supplémentaire: pour nettoyer une casserole ayant contenu de la cire, je vous conseille de la refaire chauffer pour faire fondre les résidus, et de l’essuyer immédiatement avec un papier absorbant.

Autres applications du changement de phase

Cette transformation physique est bien connue depuis longtemps, et si certains industriels imaginent toutes sortes d’innovations utilisant des cires, il existe des applications bien plus simples autour de nous, comme par exemple lorsque je mets un pain de glace dans une glacière: la température de fusion du pain de glace reste à 0°C tant que son eau n’est pas redevenue totalement liquide.

Le changement de phase a aussi un gros avantage: pour une masse donnée, il stocke beaucoup plus de chaleur qu’une variation de température. 1 gramme de cire restitue 240 Joules en se solidifiant, alors qu’une descente de 60 à 20°C de la même cire ne restitue que 19 Joules (13 fois moins).

Je vous décrirai bientôt une deuxième application avec la cire chaude: la bouillotte à changement de phase, beaucoup moins dangereuse que la bouillotte à eau chaude (60°C vaut mieux que 100°C).

Si vous voulez voir un de mes “bidules”, ou me contacter pour toute autre raison, vous pouvez passer par la page contact de mon site professionnel : www.pachama.eu