Soutenance de Thèse de Têko GOUYO

Le 10 juillet à 9h00 à L'institut Agro (Amphi 206 Bat.9)

Jury

LUCAS Tiphaine - Inrae Rennes - Rapporteur
TRYSTRAM Gilles - AgroParisTech - Rapporteur
CUQ Bernard - L'institut Agro - Président du Jury
CHEVALLIER Sylvie - Oniris Nantes - Examinateur
MESTRES Christian - Cirad Montpellier - Examinateur
HOFLEITNER Céline - Groupe SEB - Invitée
BOHUON Philippe - L'institut Agro - Directeur de Thèse

Résumé

Depuis 2007, l’entreprise SEB a développé et vendu plus de 10 millions de friteuses domestiques à air chaud ; ces friteuses ont pour avantage de s’affranchir d’entrée d’huile importante lors de la fabrication de frite avec des friteuses classiques. En revanche, les croûtes développées présentent des défauts de texture, de couleur et les durées de cuisson sont trop longues. Reproduire ou s’approcher de la trajectoire thermohydrique suivie par une pomme de terre lors d’une friture à l’air chaud de celle suivie lors d’une friture profonde, permettrait de développer une bonne texture ; telle est l’hypothèse de cette thèse. Ces travaux de recherche ont pour objectifs de mieux comprendre les mécanismes de transfert de chaleur et d’eau lors de la friture afin de proposer des voies d’amélioration technologique pour les friteuses à air chaud. Pour cela, un dispositif expérimental instrumenté de friteuse à air chaud a été développé. Cet équipement prototype a permis de moduler les apports thermiques avec d’une part la contribution des transferts convectifs entre l’air chaud et les frites et d’autre part d’intensifier les apports par des sources de rayonnement infrarouge. Par ailleurs, une méthode instrumentale couplant des mesures mécaniques et acoustiques a été développée pour mesurer la texture des frites. La force maximale associée au nombre de pics sonores a été corrélée avec des mesures sensorielles de croustillance. Suivant les modalités de fonctionnement de la friteuse, le coefficient global d’échange de chaleur (convection + rayonnement) entre l’environnement chaud et les frites varie de 47 ± 1  à 110 ± 10 W.m^– 2.K^– 1. Ces valeurs sont nettement inférieures à celles obtenues lors d’une friture profonde (> 200  W.m^– 2.K^– 1). Les densités de flux d’eau varient de 0,002 à 0,003 kg.m^– 2.s^– 1, mais sont encore éloignées de celles enregistrées en friture profonde (> 0,005 kg.m^– 2.s^– 1). Nous montrons que l’intensification des transferts en friture à air chaud améliore la croustillance des frites. Les mesures en microtomographie rayons X, nous ont permis de démontrer qu’une frite est plus croustillante si les pores générés dans la croûte ont un petit diamètre médian (< 0,2 mm), mais avec une grande dispersion des diamètres. En revanche, les croûtes de frites à air chaud possèdent des diamètres de pores nettement supérieurs sans grande dispersion. Pour mieux comprendre le développement de ces microstructures et la relation avec la dynamique des transferts de chaleur et d’eau, un modèle tricompartimental (croûte fine sèche, espace intermédiaire poreux et cœur riche en eau) de transfert de chaleur et d’eau a été développé. Il permet de bien reproduire les phases de décongélation (des frites surgelées), de montée en température, de séchage par entrainement, puis par ébullition. Avec un coefficient global de transfert de chaleur de 215 ± 5 W.m^– 2.K^– 1, une température d’air initiale de 180 °C et une densité de flux initiale de 38,7 kW.m^– 2, le modèle prévoit l’installation d’un régime de séchage par ébullition dans la croûte dès les premières secondes et garantirait une trajectoire thermohydrique identique entre une friture profonde et à air chaud. L’ensemble de ces travaux a permis de proposer des voies technologiques pour atteindre une telle densité de flux de chaleur avec une friteuse à air chaud.

Mots-Clé

Friture, Convection, Rayonnement, Transfert d’eau, Microstructure, Croustillance, Croûte, Modélisation.