En 2018, nous avons découvert les premières machines à espresso équipées de thermoblocs à couche épaisse. Depuis, la technologie de chauffe à couche épaisse (thick-film)—connue sous les noms de Flow Through Heater (FTH), Fast Through Heater ou ThermoJet—s'est largement imposée sur le marché des machines à café. Ces corps de chauffe instantanés ont dépassé le thermobloc traditionnel en matière de performances, bousculant les fabricants de machines espresso traditionnelles à chaudière.
En 2018, nous avons testé la Sage Bambino du fabricant australien Breville, commercialisée en Europe sous la marque Sage Appliances. La machine était impressionnante par sa vitesse de chauffe, même si la stabilité thermique laissait encore à désirer. Peu après, la Sage Barista Pro arrivait sur notre banc d'essai, confirmant le potentiel immense des éléments chauffants à couche épaisse.
Ces deux machines intégraient un corps de chauffe produit par l'entreprise néerlandaise Ferro Techniek. Si Sage a popularisé cette technologie sous le nom marketing « ThermoJet », le fabricant la nomme originellement Flow Through Heater (terme désignant un thermobloc à circulation continue). Le fonctionnement du Flow Through Heater, les machines qui l'utilisent et les évolutions du marché font l'objet de cet article.
Maro, Zuriga, Sage et Cie
Qu'ont en commun Maro, Zuriga Génération 2 et Unica avec les Sage Bambino et Sage Barista Pro ? Elles partagent le même système de chauffe à couche épaisse. Et elles sont en bonne compagnie : la cafetière filtre professionnelle Tone, la cafetière de précision Aiden Precision Coffee Maker ou encore le système à lait ETNA utilisent tous la technologie Ferro. Prochainement, deux nouvelles machines espresso novatrices viendront s'y ajouter : Roxy Espresso et nunc.
Une belle réussite pour cette entreprise néerlandaise implantée à Gaanderen. Elle est spécialisée dans les éléments chauffants à couche épaisse imprimés sur substrats métalliques, proposant des solutions sur mesure pour diverses industries. Ferro appartient au groupe Otter Control et produit aux Pays-Bas, en Hongrie, au Royaume-Uni ainsi qu'en Chine. Le siège de Gaanderen emploie environ 50 collaborateurs, et 80 autres travaillent chez Ferro Electronics à Budapest. Le groupe Otter compte environ 1 500 salariés à travers le monde.
L'histoire du Flow Through Heater chez Ferro s'est accélérée en 2013 lorsque le fabricant a conçu un kit de développement complet permettant de créer des prototypes. Outre le module FTH MK2, le kit comprenait une pompe, un débitmètre et une carte électronique. Environ 100 entreprises ont commandé ce kit.
Il est intéressant de noter que Ferro avait déjà conçu une première version, le « FTH MK1 », dès 2007. Cependant, ce dernier ne supportait qu'une pression maximale de 2,5 bars, le destinant exclusivement aux machines à dosettes. L'extraction de l'espresso nécessite des pressions allant jusqu'à 15 bars selon les pompes utilisées.
Le « FTH MK2 », conçu pour l'espresso et capable de générer de la vapeur pour la mousse de lait, a été finalisé en 2010. La production à grande échelle a débuté en 2015, Sage/Breville jouant un rôle de pionnier dans le succès de cette technologie.
Quels sont les atouts de la technologie à couche épaisse ?
Le thermobloc à couche épaisse présente des avantages majeurs par rapport aux chaudières et aux thermoblocs classiques :
Comment fonctionne un corps de chauffe à couche épaisse ?
L'eau s'écoule à travers un canal plat directement intégré dans le substrat du système à couche épaisse. La géométrie de ce canal est conçue pour optimiser le débit et maximiser la transmission de chaleur.
| Composant | Détail de conception |
|---|---|
| Matériau | Le canal est généralement fabriqué dans le même matériau que le substrat (souvent de l'acier inoxydable). |
| Géométrie | Formes tubulaires ou ramifiées générant des turbulences ciblées pour une chauffe homogène. |
| Fabrication | Emboutissage et assemblages spécifiques pour intégrer le canal directement à l'élément chauffant. |
| Résistance à la pression | Conçu pour résister à la pression espresso jusqu'à 15 bars (génération MK2). |
L'intégration directe du canal sur le substrat FTH garantit un transfert thermique immédiat et très efficace entre les résistances imprimées et l'eau qui circule.
Capteurs et gestion électronique de la température
La faible masse thermique et la réactivité des FTH exigent une électronique de contrôle très fine. En l'absence de masse thermique pour faire tampon, la régulation électronique doit ajuster la chauffe en temps réel :
Les systèmes FTH récents emploient des microcontrôleurs capables de corriger la chauffe toutes les quelques millisecondes :
Des besoins différents, des modules FTH adaptés
Selon l'utilisation de la machine, différents modules FTH conçus par Ferro sont employés :
| Modèle de machine | Élément FTH utilisé | Usage principal |
|---|---|---|
| Maro Model 1 | FTH II 2300 W | Puissance maximale pour débit et vapeur |
| Sage Bambino | FTH II 1500 W / 2300 W | Système ThermoJet compact grand public |
| Zuriga E2 Gen 2 | FTH II 1400 W + 600 W groupe | Chauffe séparée pour l'eau/vapeur et le groupe d'extraction |
Défis et perspectives d'avenir
La régulation d'un FTH constitue un vrai défi d'ingénierie : sans masse thermique pour lisser les variations, un manque de précision dans la régulation se traduit immédiatement par des écarts de température. Les premiers modèles Sage/Breville ont illustré cette difficulté. Si les premières générations présentaient des variations mesurables, les évolutions récentes montrent les capacités remarquables de cette technologie.
Des fabricants comme Zuriga et Maro prouvent avec brio la qualité de résultat possible. Le système à couche épaisse gère l'ensemble des besoins thermiques : chauffer l'eau d'extraction, produire la vapeur et maintenir le groupe et le porte-filtre à température.
Le thermobloc à couche épaisse marque le début d'une nouvelle ère pour les machines espresso. Sur le marché domestique, le système FTH offre des avantages évidents par rapport aux chaudières : temps de chauffe réduit à quelques minutes, économies d'énergie et gestion fine de la température.
Les applications professionnelles émergent également. Des marques comme Tone développent des machines pour la restauration basées sur cette technologie, et les essais d'endurance menés sur la Maro montrent une excellente stabilité thermique, même lors de tirages répétés.
Aperçu : Machines équipées d'un système à couche épaisse
| Année de sortie | Machine / Modèle | Système de chauffe / Spécificités |
|---|---|---|
| 2018 | Sage / Breville Bambino Plus | FTH II 2300W (« ThermoJet ») |
| 2019 | Sage / Breville Bambino | FTH II 2300W |
| 2020 | Sage / Breville Barista Pro | Système FTH ThermoJet |
| 2021 | Sage / Breville Barista Touch | Système FTH ThermoJet |
| 2022 | Unica Pro | FTH II 1800W |
| 2022 / 2023 | Tone Filter Coffee Machine | Système FTH pour la restauration |
| 2024 | Maro Model 1 | FTH II 2300W – Régulation haute précision |
| 2024 | Zuriga Génération 2 (E2) | FTH II 1400W + 600W groupe |
| 2024 | Sage / Breville Oracle Jet | Double système ThermoJet |
| 2024 | Aiden Precision Coffee Maker | Cafetière filtre de précision |
| En développement | Roxy Espresso | Machine compacte à porte-filtre avec FTH |
| En développement | nunc. coffee | Système espresso connecté |
| En développement | datum.coffee | Projet d'extraction innovant |
| Autres utilisations | Système à lait ETNA | FTH pour le chauffage du lait |
