Brevet FR2873188A1 — publié le 20060120

L'invention concerne un dispositif de cuisson à température contrôlée d'un aliment ou préparation alimentaire. Dans la présente description, on entendra par "aliment" non seulement les aliments proprement dits (produits frais ou surgelés, produits individuels ou avec plusieurs produits combinés), mais également les préparations alimentaires, qu'elles soient faites à la maison par l'utilisateur avant cuis-son, ou qu'il s'agisse de préparations de nature industrielle, congelées ou sous vide. On sait que la température de cuisson est un paramètre critique, qui dépend de la composition de l'aliment à cuire: protéines (viandes, poissons), amidons (riz, pâtes, féculents), celluloses (légumes), etc. Pour chaque catégorie, les températures de cuisson idéales doivent être déterminées et maintenues de façon précise, car les propriétés physicochimiques, donc organoleptiques, des aliments se modifient à partir de seuils de température déterminés, tous situés dans des plages relativement étroites. Ainsi, les températures de transformation par cuisson, telles que publiées par les spécialistes, sont: à partir de 52 C: pasteurisation (arrêt de la croissance microbienne) ; 55 C: début de la cuisson des premiers amidons (fécules) ; 57 C: début de modification des protéines; 62 C: coagulation des albumines; - à partir de 62 C: dissolution rapide des collagènes (entraînant notamment l'attendrissement des viandes) ; 68 C: perte de la capacité de rétention d'eau (entraînant la déshydra- tation de l'aliment) ; 75 à 85 C: début de la cuisson des seconds amidons (blé, riz). Le respect d'une température précise est un gage de cuisson correcte de l'aliment, tout en lui conservant ses qualités organoleptiques, gustatives et de texture. Le WO-A-96/32853 (Vieira da Silva) décrit un appareil utilisant l'énergie de l'eau bouillante, la quantité d'eau étant déterminée en fonction de la masse et de la nature de l'aliment de manière à atteindre la température de cuisson recherchée. Le principe fondamental consiste à calculer une quantité d'énergie Qa nécessaire à l'élévation de la température de l'aliment de sa température de départ To à sa température de cuisson Tc, cette quantité d'énergie incorporant, le cas échéant, l'énergie de changement de phase liée à la dé-congélation de l'aliment. Il faut ensuite envoyer dans l'enceinte une énergie Q, égale à Qa augmentée de l'énergie nécessaire pour compenser les pertes thermiques dues à l'imperfection de l'isolation de l'enceinte. Un tel dispositif de cuisson à température contrôlée s'est révélé en pratique particulièrement avantageux tant en ce qui concerne la précision de la température de cuisson, que la garantie de non-dépassement de cette température, évitant des surcuissons, et que le maintien en température après cuisson pendant un délai adapté à l'environnement d'usage. Compte tenu de son principe, basé sur l'utilisation d'une masse d'eau ou autre liquide bouillant comme source de chaleur, cet appareil est cependant limité dans ses possibilités d'utilisation, en particulier au niveau de l'ergonomie, amenant à des procédures d'utilisation qui peuvent s'avérer complexes, bien qu'elles puissent être avantageusement simplifiées dans le cas de la cuisson d'un type spécifique d'aliment, par exemple en tant que cuiseur d'oeufs à la coque et oeufs mollets, ou en tant que cuiseur de poissons ou de foie gras entier mi-cuit. L'un des buts de l'invention est de proposer un dispositif de cuisson à température contrôlée qui, tout en conservant les mêmes avantages, notamment de précision de la température de cuisson, présente un caractère beaucoup plus polyvalent, lui apportant une aisance d'utilisation tant dans les stades préparatoires d'un plat ou d'un repas que dans les étapes de cuisson, de service, de nettoyage, de maintenance et de manipulation de recettes. Un autre but de l'invention est de proposer un nouveau type de dispositif de cuisson à température contrôlée qui puisse être décliné en plusieurs gammes de produits adaptés à des segments de clientèle divers: ménagères, professionnels de la cuisine, opérateurs disposant de connaissan- ces intermédiaires, ou encore dans un contexte industriel pour des aliments déjà préparés (notamment produits sous vide ou surgelés), dans la restauration collective ou dans tout environnement impliquant une préparation culinaire préalable avec mise à la disposition d'une clientèle plus ou moins restreinte (professionnels, semi-professionnels, grand public). Le concept de base de la présente invention est celui déjà exposé dans le WO-A-96/32853 précité, c'est-à-dire la détermination initiale de la quantité d'énergie (en termes calorifiques) nécessaire à la cuisson de l'aliment à une température cible donnée, et l'apport contrôlé de cette quantité d'énergie dans une enceinte plus ou moins parfaitement calorifugée, permet- tant la mise à la température souhaitée de l'aliment ainsi que sa conserva- tion à une température adaptée à sa consommation.. À partir de ce concept, la présente invention propose, essentiellement, un dispositif assurant une cuisson à juste température par: mesure in situ des propriétés de l'aliment à cuire, ou lecture des in- formations correspondantes par un moyen approprié (par exemple lec- ture d'un code apposé sur l'emballage de l'aliment), ou encore saisie de ces informations sur un clavier; - calcul de la quantité d'énergie nécessaire pour élever l'aliment juste à la température de cuisson recherchée, en fonction des lois d'échange d'énergie à l'intérieur d'une enceinte adiabatique; apport de la quantité d'énergie ainsi calculée, de manière à réaliser la cuisson; maintien en température de l'aliment une fois la cuisson opérée. Ainsi, le paramètre déterminant est la quantité d'énergie à apporter pour assurer la cuisson convenable de l'aliment. A la différence de nombreux appareils culinaires, la température de cuisson et le temps de cuisson ne sont pas des paramètres pilotés par le dispositif, qui n'utilise pas de thermostat, minuterie ou dispositif similaire pour régler la cuisson de l'aliment. Plus précisément, l'invention propose un dispositif comprenant un réciAient formant enceinte de cuisson de l'aliment, et une source de chaleur contrôlée, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de calcul, ou des moyens de lecture de l'information, de la quantité d'énergie nécessaire à la cuisson de l'aliment, et des moyens de pilotage de la source de chaleur, aptes à commander cette source de manière à délivrer ladite quantité d'énergie nécessaire telle que déterminée par les moyens de calcul. Très avantageusement, le dispositif comprend des moyens de détermination de la capacité calorifique de l'aliment, et les moyens de calcul de la quantité d'énergie nécessaire à la cuisson de l'aliment opèrent en fonction de paramètres comprenant au moins la capacité calorifique déterminée pour l'aliment. Ces moyens de détermination de la capacité calorifique de l'aliment peuvent en particulier comprendre des moyens pour injecter dans le récipient une quantité prédéterminée d'énergie, et des moyens pour mesurer l'augmentation de température résultante. Les moyens de calcul de la quantité d'énergie nécessaire à la cuisson peuvent notamment opérer, outre la capacité calorifique de l'aliment, en fonction de paramètres comprenant le poids de l'aliment, la température initiale de l'aliment, la température cible, et la catégorie d'aliment. Très avantageusement, le dispositif comprend en outre: des moyens de lecture d'au moins un desdits paramètres, notamment un paramètre parmi la capacité calorifique de l'aliment, le poids de l'a- liment, la catégorie d'aliment et/ou la quantité d'énergie à apporter pour une cuisson parfaite; et/ou un capteur de mesure d'au moins un desdits paramètres, notamment un paramètre parmi le poids de l'aliment, la température initiale de l'aliment et/ou la quantité d'énergie à apporter pour une cuisson par- faite; et/ou - des moyens de saisie d'au moins un desdits paramètres, notamment un paramètre parmi le poids de l'aliment, la température initiale de l'a- liment, la température cible, la catégorie d'aliment et/ou la quantité d'énergie à apporter pour une cuisson parfaite. Dans une variante perfectionnée, le dispositif comprend de plus des moyens d'interfaçage à un réseau d'échanges d'informations. La source de chaleur contrôlée comprend des moyens de chauffage d'un élément caloporteur parmi: les parois du récipient; un fluide gazeux, notamment l'air chaud; et un fluide liquide, notamment l'eau ou l'huile. Lors-que l'élément caloporteur est un fluide liquide, le dispositif comprend avantageusement des moyens d'alimentation du récipient en liquide, des moyens d'évacuation du liquide et éventuellement des moyens de recy- clage du liquide. On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre de l'invention, en référence à la figure unique annexée qui est une représentation synoptique du dispositif de cuisson selon l'invention présentant de manière schématique les différentes fonctions et variantes qu'il peut mettre en oeuvre. Sur la figure, la référence 10 désigne un récipient constituant une enceinte isotherme fermée dont le volume intérieur 12 reçoit l'aliment 14. Le dispositif comprend en outre des moyens de chauffage 16, qui peuvent être de nature très variée, typiquement un moyen de chauffage électrique, aisé à piloter par des circuits électriques et électroniques appropriés. Les moyens de chauffage peuvent utiliser un élément caloporteur pour transmettre l'énergie de cuisson requise à l'aliment 14; cet élément caloporteur peut être la source même d'énergie (comme dans le WO-A-96/32853 précité), ou peut être un élément servant seulement au transfert de cette énergie vers l'aliment. L'élément caloporteur peut être constitué par les parois même du récipient 10 (la transmission de chaleur se faisant alors par rayonnement et par conduction au contact), un liquide tel que de l'eau ou de l'huile (la transmission de chaleur se faisant alors essentielle-ment par conduction), ou encore un gaz tel que de l'air chaud (la transmission de chaleur se faisant alors principalement par convection). La source de chaleur 16 est pilotée par une unité 18 permettant de contrôler précisément la quantité de chaleur Q apportée à l'aliment à l'intérieur de l'enceinte du récipient 10. Si la source de chaleur 16 est une résistance électrique, ce contrôle peut être aisément opéré par intégration dans le temps de la puissance électrique fournie à une résistance consti- tuant la source 16. L'unité 18 de pilotage de la source de chaleur est lui-même contrôlé par une unité 20 de calcul de la quantité d'énergie Q à délivrer à l'aliment, quantité calculée en fonction de divers paramètres. Ces paramètres comprennent notamment: la capacité calorifique pondérée de l'aliment, les chaleurs latentes de changement de phase solide-liquide, dans le cas où l'aliment est congelé, - d'autres paramètres liés à l'aliment, tels que poids et température initiale, la température cible pour la cuisson, d'autres paramètres tels que des facteurs correctifs tenant compte des imperfections de l'enceinte adiabatique et de la transmission d'énergie de la source vers l'aliment. Ces différents paramètres peuvent être obtenus par lecture d'une information, mesure directe par un capteur, saisie sur un clavier, ou encore être déterminés indirectement à partir de la mesure ou de la lecture d'autres paramètres. Le dispositif peut comprendre à cet effet un certain nombre d'organes reliés en entrée à l'unité de calcul 20. Ainsi, il peut être prévu: un capteur 22 de mesure de la température de l'enceinte, donnant la température de départ du processus de cuisson (et permettant ultérieurement de vérifier que la température cible est bien atteinte) ; un lecteur 24 pour lire un code 26 apposé sur l'emballage 28 de l'ail- ment avant que celui-ci soit introduit dans l'enceinte pour cuisson (sans ou dans son emballage). Il peut s'agir par exemple d'un code à barres, ou d'une étiquette RFID donnant certaines informations déterminées au préalable, lors du conditionnement de l'aliment, telles que: capacité calorifique, poids de l'aliment, catégorie de l'aliment (viande, poisson, légume, ..., donnée permettant en particulier de déterminer la température cible de cuisson optimale) ; un clavier 30 ou autre terminal de saisie (désigné ci-après "clavier") pour l'introduction directe par l'opérateur de paramètres tels que poids, température initiale, température cible, catégorie d'aliment, etc. En ce qui concerne la capacité calorifique de l'aliment, qui est un élément déterminant pour le calcul de la quantité d'énergie Q à apporter à celui-ci pour la cuisson, ce paramètre peut être déterminé par le dispositif lui-même, préalablement à la cuisson, en injectant dans l'enceinte sous contrôle de l'unité 18 une quantité prédéterminée, faible, d'énergie, et en me- surant au moyen du capteur 22 l'augmentation de température résultante. L'unité de calcul 20, compte tenu des divers paramètres calorimétriques intrinsèques du dispositif (caractère non parfaitement adiabatique de l'en-ceinte, rendement de la transmission d'énergie de la source vers l'aliment) pourra d'après ces données déterminer la capacité calorifique pondérée de l'aliment. A partir de cette capacité calorifique et de la température cible (dépendant de la nature de l'aliment), l'unité de calcul 20 déterminera la quantité Q d'énergie à injecter dans l'enceinte 10 pour atteindre la température de cuisson recherchée. Une fois la cuisson effectuée, le caractère isotherme du récipient permettra la conservation des aliments à température idéale, jusqu'à consommation. Le dispositif de l'invention comporte également, en sortie, des indicateurs permettant de délivrer des signaux ou messages à l'utilisateur, par exem- ple: un voyant lumineux 32, dans une variante automatisée où l'allumage du voyant indique à l'utilisateur que l'aliment est prêt à cuire, tous les paramètres nécessaires ayant été vérifiés par l'unité de calcul 20, et/ou un afficheur 34 pour délivrer des messages sur le déroulement du processus, ou encore pour demander à l'utilisateur d'introduire par le clavier 30 un certain nombre de paramètres complémentaires, ou de valider des choix particuliers avant de débuter la cuisson. Dans une variante élaborée, l'unité de calcul 20 est reliée à une interface 36 permettant de communiquer avec un réseau d'informations 38, réseau interne (réseau domotique, intranet, LAN, WAN, etc.) ou réseau externe notamment internet. L'unité de calcul 20 peut être également reliée à un dispositif de mémorisation 40, par exemple une mémoire électronique ou magnétique amovible destinée à enregistrer des paramètres de cuisson personnels, stocker des recettes de cuisine ou des données de cuisson prédéterminées ou téléchargées sur le réseau 38, conserver des données permettant d'effectuer une cuisson automatique (notamment pour des produits déjà préparés), etc. Ces enregistrements peuvent également être effectués à des fins de traçabilité. Lorsque l'eau est utilisée comme fluide caloporteur, le dispositif de cuis-son de l'invention peut être relié à un branchement d'arrivée d'eau 42, et une évacuation 44 pour la vidange de l'eau ou son recyclage par une conduite 46, éventuellement avec réservoir intermédiaire, pour permettre une réutilisation dans le même dispositif ou dans un système centralisé pour une prochaine cuisson. De très nombreuses variantes ou perfectionnements de mise en oeuvre sont envisageables, notamment pour une automatisation poussée de la cuisson, ou pour personnaliser cette cuisson en fonction de préférences de l'opérateur ou de données externes telles que des recettes. Ainsi, au lieu de mesurer, ou de lire sur une étiquette la capacité calorifique pondérée de l'aliment pour en assurer la cuisson à bonne température, l'opérateur pourra introduire un certain nombre de données au moyen du clavier 30, notamment la nature du produit à cuire et son poids. Dans la mesure où plusieurs produits peuvent être cuits en même temps dans des récipients séparés, pour en assurer la cuisson optimale de chacun à des températures différentes, le dispositif de l'invention peut avantageusement disposer de plusieurs récipients, permettant une cuisson optimisée pour chaque type d'aliment contenu dans chaque récipient. Le tableau de bord de l'appareil peut notamment permettre à l'utilisateur de savoir si les informations lues, calculées ou mesurées permettent de déterminer la cuisson automatique par l'appareil, par exemple par l'allumage d'un voyant vert, avec affichage de la durée de cuisson automatique. L'opérateur pourra alors déclencher la cuisson automatique à volonté une fois l'aliment introduit dans l'appareil. Par ailleurs, avant mise en route du cycle de cuisson, le caractère isotherme du récipient 10 permet avantageusement d'y conserver les aliments jusqu'à ce que l'opérateur décide de lancer la cuisson, le cas échéant à travers une programmation. Connaissant la température initiale de l'aliment, le dispositif pourra, en fonction de sa capacité isotherme, calculer et afficher la durée maximale de conservation avant démarrage de la cuisson sans dégradation des propriétés alimentaires ni risque biologique ou bactériologique. Un dispositif d'alerte peut éventuellement prévenir l'opérateur que ce délai de conservation sans risque est dépassé ou sur le point de l'être. Cette alerte peut être présentée sur l'afficheur 34, ou encore être délivrée sur le réseau 38 sous forme d'un message SMS ou de courrier électronique. REVENDICATIONS 1. Un dispositif de cuisson à température contrôlée d'un aliment (14) ou préparation alimentaire, comprenant: un récipient (10) formant enceinte de cuisson de l'aliment, et une source de chaleur contrôlée (16), caractérisé en ce qu'il comprend en outre: des moyens (20) de calcul, ou des moyens de lecture de l'information, de la quantité d'énergie (Q) nécessaire à la cuisson de l'aliment, et des moyens (18) de pilotage de la source de chaleur (16), aptes à commander cette source de manière à délivrer ladite quantité d'énergie nécessaire telle que déterminée par les moyens de calcul ou de lecture d'information. 2. Le dispositif de la revendication 1, comprenant en outre des moyens de détermination de la capacité calorifique de l'aliment, et dans lequel les moyens (20) de calcul de la quantité d'énergie (Q) nécessaire à la cuisson de l'aliment opèrent en fonction de paramètres comprenant au moins la capacité calorifique déterminée pour l'aliment. 3. Le dispositif de la revendication 2, dans lequel les moyens de détermination de la capacité calorifique de l'aliment comprennent des moyens pour injecter dans le récipient une quantité prédéterminée d'énergie et des moyens pour mesurer l'augmentation de température résultante. 4. Le dispositif de la revendication 2, dans lequel les moyens de calcul de la quantité d'énergie nécessaire à la cuisson de l'aliment opèrent en fonction de paramètres comprenant, outre la capacité calorifique de l'aliment, au moins l'un des paramètres parmi le poids de l'aliment, la température initiale de l'aliment, la température cible, et/ou la catégorie d'aliment. 5. Le dispositif de la revendication 2, comprenant en outre: des moyens (24) de lecture d'au moins un desdits paramètres, notamment un paramètre parmi la capacité calorifique de l'aliment, le poids de l'aliment, la catégorie d'aliment et/ou la quantité d'énergie à apporter pour une cuisson parfaite. 6. Le dispositif de la revendication 2, comprenant en outre: un capteur (22) de mesure d'au moins un desdits paramètres, notam- ment un paramètre parmi le poids de l'aliment, la température initiale de l'aliment et/ou la quantité d'énergie à apporter pour une cuisson parfaite. 7. Le dispositif de la revendication 2, comprenant en outre: des moyens (30) de saisie d'au moins un desdits paramètres, notamment un paramètre parmi le poids de l'aliment, la température initiale de l'aliment, la température cible, la catégorie d'aliment et/ou la quanti- té d'énergie à apporter pour une cuisson parfaite. 8. Le dispositif de la revendication 1, comprenant en outre: des moyens (36) d'interfaçage à un réseau d'échanges d'informations. 9. Le dispositif de la revendication 1, dans lequel la source de chaleur contrôlée comprend des moyens de chauffage d'un élément caloporteur parmi: les parois du récipient; un fluide gazeux, notamment l'air chaud; et un fluide liquide, notamment l'eau ou l'huile. 10. Le dispositif de la revendication 8, dans lequel, l'élément caloporteur étant un fluide liquide, le dispositif comprend en outre des moyens (42) d'alimentation du récipient en liquide, des moyens (44) d'évacuation du liquide et éventuellement des moyens (46) de recyclage du liquide.