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Miel de forêt - Cliché Calcagno (31)                   Miel de tournesol - Cliché Calcagno (31)

La couleur des miels
Par  Paul Schweitzer 

Souvent, le poète fait rimer miel avec soleil. Sous les feux de sa lumière, celle du miel se décline aux mille couleurs : limpide comme de l'eau, jaune, ambré, verdâtre, rougeâtre, presque noir. La couleur des miels varie à l'infini. À l'exception du violet et du bleu, toute la palette irisée du peintre est représentée.

La coloration des miels est une donnée importante parce c'est une caractéristique physique dépendant de l'origine du produit mais également un élément sensoriel primordial qui détermine en partie le choix du consommateur. C'est avec la structure, liquide ou cristallisée, le premier paramètre qui nous donne une information sur la nature du produit.

L'analyse visuelle de la couleur d'un miel repose à la fois sur des éléments objectifs mais également beaucoup de données subjectives. Objectifs parce que sa coloration résulte d'un phénomène physique à priori simple, l'interaction de la lumière solaire avec les différents constituants du miel. Selon que le miel est en phase liquide ou cristallisée le phénomène est différent. Dans le premier cas la lumière incidente n'est que peu réfléchie. Elle traverse le produit. L'oeil humain perçoit de la lumière transmise. Cette lumière possède une dominante jaune parce que le miel absorbe presque totalement les longueurs d'onde les plus basses (violet, bleu) et transmet les plus élevées (jaune, orange, rouge). Lorsque le miel est cristallisé, les radiations lumineuses rencontrent les cristaux de sucres. Ceux-ci se comportent comme des miroirs, absorbent une partie de la lumière mais en réfléchissent l'autre. La coloration du miel résulte alors de la réflexion de la lumière. Ces deux phénomènes différents expliquent les différences de coloration selon que le même miel est dans un état physique ou dans une autre.

La coloration d'un miel dépend également des conditions d'éclairage et de notre perception visuelle. D'une certaine façon, ce n'est pas la propriété du miel mais une illusion...

La lumière visible résulte de radiations électromagnétiques s'étendant du violet (400 nm) au rouge (750 nm). Cette notion de lumière visible est déjà par elle-même toute relative et dépend de notre instrument de mesure, l'oeil. Ainsi, chez l'abeille le spectre du visible est-il différent puisqu'il s'étend de l'ultraviolet à l'orange (de 300 à 650 nm) (lire les travaux de Karl von Frisch). Pour notre oeil, chaque longueur d'onde du visible est perçue avec une couleur particulière. La perception visuelle dépend donc de l'éclairage. Notre soleil est une étoile de type G2 (1) correspondant à un rayonnement d'un corps noir à 5800 K. Il émet dans le visible un spectre continu. Cette bontinuité donne une illusion de lumière blanche. La lumière blanche n'existe pas en tant qu'entité physique. Elle ne correspond pas à une longueur d'onde particulière. D'ailleurs, les photographes le savent bien, toutes les lumières blanches ne sont pas équivalentes et les résultats d'une photographie à la lumière solaire, avec un flash, avec un éclairage incandescent ou avec un éclairage au néon sont très différents. De la même façon, la perception d'une lumière jaune par notre oeil pourra, certes, être due à une lumière monochromatique comme celle de la raie D du sodium (589,3 nm) mais également à la combinaison de tout un ensemble de couleur donnant l'illusion du jaune... L'oeil humain ne sait pas faire la différence entre ces différents rayonnements.

Celui-ci perçoit les couleurs grâce à des cellules spécialisées de la rétine, les cônes. Il y en a trois sortes. Certaines sont sensibles au bleu, d'autres au vert et les dernières au rouge. La synthèse additive des informations perçues par chaque groupe de trois cônes produit une impression colorée particulière. Toute couleur peut être obtenue par l'association de trois couleurs fondamentales. C'est ce principe qu'utilise votre téléviseur ou le moniteur de votre ordinateur (synthèse additive). L'imprimante de l'ordinateur utilise un principe différent mais également à partir de 3 couleurs plus du noir (synthèse soustractive). Mais, de la même façon que deux téléviseurs de marque différente ne possèdent pas la même colorimétrie, deux individus différents n'ont pas non plus nécessairement la même perception colorée et cela sans parler des problèmes de daltonisme ou de vieillissement...

Pour pouvoir comparer les couleurs, la commission internationale de l'éclairage (C.I.E.) a défini un espace des couleurs à trois dimensions. Les couleurs sont définies en fonction de trois couleurs : X, le rouge (700 nm) ; Y, le vert (546 nm) et Z le bleu (436 nm). Dans l'espace, le domaine représentant la lumière visible a la forme un cône. On peut considérer un plan particulier de ce cône, celui où l'on a X + Y + Z = 1. Dans ce plan, les 3 couleurs fondamentales sont définies par leur fréquence relative. Quand on en connaît deux, on connaît donc obligatoirement la troisième. Toute couleur peut alors être représentée par un diagramme à deux dimensions (x et y ; le rouge et le vert). Le bleu est qui vaut (1 - x - y) n'a plus besoin d'être représenté. C'est le diagramme de chromaticité de HENRY. Appliquée au miel cette technique permet de définir sa couleur à partir des trois fondamentales. Elle possède l'avantage d'être indépendante de notre oeil (2).

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Diagramme de chromaticité de HENRY

Jusqu'à une date récente et même encore aujourd'hui pour l'essentiel d'entres elles, les mesures de la couleur des miels restent cependant basées sur des principes beaucoup moins rigoureux. Les revues apicoles du début du siècle dernier font déjà de la publicité pour le " melloscope universel ", comparateur visuel permettant d'appréhender la couleur des miels en les comparant à des plaques de verre teinté qui servent d'étalons. Puis en 1925, apparaît le système PFUND toujours utilisé. Inventé aux Etats-Unis, c'est toujours la référence commerciale dans le négoce international du miel. Il est basé sur une coloration plus ou moins intense d'une solution de caramel. Les anglo-saxons utilisent encore de nos jours une terminologie qui en dérive :

Water white (blanc d'eau) 0 à 8 mm Pfund
Extra light (extra blanc) 8 à 16,5 mm Pfund
Light (blanc) 16,5 à 34 mm Pfund
Extra light amber (ambré extra clair) 34 à 50 mm Pfund
Light amber (ambré clair) 50 à 85 mm Pfund
Amber (ambré) 85 à 114 mm Pfund
Dark (foncé) Plus de 114 mm Pfund 

 

En France, c'est le comparateur LOVIBOND® qui est le plus utilisé. Un centimètre de miel liquide est, à la lumière blanche solaire, comparé à la couleur de verres colorés et numérotés, inclus dans deux disques, l'un pour les miels clairs, l'autre pour les miels foncés. La mesure est généralement convertie en unités Pfund.

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L'avantage de la technique est sa rapidité. Une appréciation visuelle de ce type est cependant assez subjective. L'oeil humain est un très mauvais instrument de mesure et c'est surtout là que le bât blesse. Paradoxalement l'oeil humain n'est pas objectif. Toute proportion gardée, c'est un peu comme si on vous demandait de mesurer la température d'un liquide en trempant votre doigt dedans. Malgré tout généralement la méthode ne donnent pas de trop mauvais résultats. À la condition que les miels appartiennent à ce que j'appelle la séquence colorimétrique du caramel c'est-à-dire à une gamme colorimétrique allant de l'eau au caramel le plus foncé. Or beaucoup de miels n'appartiennent pas à cette séquence. C'est le cas des miels d'astéracées très jaunes dont le plus connu est le tournesol, mais également du pissenlit, des immortelles, du rudbeckia, quelquefois de la verge d'or. Certains miels de châtaignier sortent également de la gamme ainsi que le miel de faux-poivrier récolté à l'Île de la Réunion. Pour l'ensemble de ces miels, il est impossible de trouver une correspondance avec l'appareil LOVIBOND®. Les miels foncés appartenant à cette séquence du caramel posent également des problèmes. Le " saut " colorimétrique entre deux disques colorés est assez important et beaucoup de miels ont une couleur intermédiaire. Faut-il les référencer en dessous, au dessus, faire une moyenne ? Tout ce bricolage n'est pas très sérieux et manque de rigueur scientifique. Et quelquefois une appellation est en jeu...

La méthode tristimulaire
En 1983, AUBERT et GONNET développent, pour le miel, la méthodologie tristimulaire basée sur l'étude spectrophotométrique des miels puis leur classification selon un diagramme de chromaticité. Grâce à un spectrophotomètre, on mesure la lumière transmise par un échantillon de miel liquide de 1 cm d'épaisseur. L'échantillon est scanné dans tout le visible. On obtient pour chaque miel une courbe spécifique qui, à quelques exceptions près, ont l'allure de sigmoïdes (3).

La courbe de transmission du miel de tournesol possède une allure caractéristique avec deux pics (410 et 480 nm). Cette typicité disparaît lorsque le miel de tournesol est exposé durant deux mois dans un pot de verre au rayonnement solaire direct (GONNET). Une courbe très voisine est observée pour le miel de pissenlit.

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         Courbe de transmission optique sur des miels liquides (d'après AUBERT et GONNET) 

Le spectre de transmission des miels permet de déterminer les trois coordonnées tristimulaires (X, Y et Z) pour chaque miel, de calculer leur valeur relative et de reporter x et y dans un diagramme de HARDY. Avec une surprise, un alignement de la majorité des miels sur une droite de longueur d'onde dominante à 575 nm (c'est la droite qui relie le blanc pur (x=0,33 ; y=0,33 - mélange en proportion égale des 3 couleurs fondamentales) à la valeur de 575 nm située en bordure du diagramme (valeur quasi monochromatique). Le miel d'acacia qui est presque blanc est le plus clair. Chose curieuse et que ne laissait pas prévoir le système PFUND, les miels de tournesol et de pissenlit se situe sur cette droite appartenant à cette séquence de 575 nm. En fait ce sont les miels " foncés " qui dévient et s'en écartent : sapin du Jura, bruyère érica, bruyère callune, sapin des Vosges et sarrasin qui se rapprochent d'une dominante de plus en plus rouge. La longueur d'onde dominante des miels n'est donc pas celle d'une solution de caramel.

AUBERT et GONNET étudie également la classification en fonction de la luminance et de la pureté.

Étude spectroscopique par dérivation

À l'exception de celles du tournesol et du pissenlit, les courbes en transmission des miels ressemblent à des sigmoïdes. L'observation de celles-ci obtenues à partir de nombreux miels m'a montré que cette supposition était fausse. En fait la variation de la transmission en fonction de la longueur d'onde n'est pas régulière. Elle n'a d'ailleurs théoriquement aucune raison de l'être. Le traitement mathématique de ces courbes et en particulier l'étude de leurs fonctions dérivés premières et secondes(4) permet de le mettre en évidence. Sans rentrer ici dans les détails mathématiques, ces transformations montrent les variations de courbures de la courbe et l'existence de points d'inflexion. Or, il se trouve que les courbes dérivées obtenus sont assez constantes pour un miel de même appellation.

Les quelques exemples de dérivées premières présentées ci-dessus (extraits de travaux CETAM non publiés) et obtenues à partir de quelques miels montrent des éléments intéressants. Celles des miels de tournesol et de pissenlit sont assez proches. Il en est de même pour le robinier faux-acacia et de colza pourtant bien séparés dans un diagramme de chromaticité de HARDY. Paradoxalement, les miels de colza et de lavande pourtant très proches colorimétriquement possèdent des dérivées 1e très différentes.
Ces différentes approches de la mesure colorimétrique des miels ont l'avantage de montrer la complexité d'un phénomène et d'une mesure qui, à priori, paraissaient fort simples.
Paul SCHWEITZER
Laboratoire d'analyses et d'écologie apicole

(1) Les étoiles sont classées en fonction de leur couleur par une lettre (O, B, A, F, G, K, M, R, N, S) suivie d'un numéro
(2) En fait, cela n'est pas tout à fait vrai car le " blanc " est défini en fonction de notre perception visuelle. Ainsi, pour une abeille, le " blanc d'abeille " est différent car le cône colorimétrique X, Y, Z du visible de l'abeille est lui-même différent du nôtre (absence du rouge,       présence de l'ultraviolet)
(3) Courbe mathématique de type y = 1/(1+e-x)
(4) La dérivée première correspond à la pente de la courbe. En cinétique, c'est la vitesse alors que la dérivée seconde correspond à l'accélération.

Quelques éléments de bibliographie récente

  • Mesure de la couleur des miels par Serge AUBERT et Michel GONNET, in " APIDOLOGIE ", 1983
  • Évolution de la couleur du miel lors de la cristallisation par M. GONNET, S. AUBERT et P. FERRY, in " APIDOLOGIE ", 1986
  • Technique de réflectrométrie usuelle pour la mesure de la couleur des miels par S. AUBERT, M. GONNET et P. JOURDAN, in " APIDOLOGIE ", 1994
  • La couleur, Dossier " Pour la Science ", numéro spécial Avril 2000

Clichés : Calcagno (31) - Maillot (50)