La rhéologie est la science de l'écoulement de la matière, et elle étudie le rapport entre la tension subie par la matière et la déformation (relative) (= rapport de la formation) en fonction de la durée de la tension. 
il existe trois facteurs importants, c'est-à-dire :

• La tension à laquelle la matière est soumise, c’est à dire la force par unité de surface ; 
  
  
• la déformation de la matière due à cette tension (déformation) ; 
  
  
• le temps, à savoir la durée pendant laquelle la tension agit, et la durée pendant laquelle elle change.
  

La rhéologie est une science descriptive, c'est-à-dire qu’elle décrit et caractérise les comportements des matières lorsqu’elles sont soumises à une tension. Les margarines doivent être faciles à tartiner, même lorsqu’elles viennent de sortir du réfrigérateur, et la mayonnaise doit être épaisse et crémeuse, tandis que la sauce de la salade doit être liquide. Un chocolat de bonne qualité fond dans la bouche, tout en étant solide à la température ambiante. Et pour que les matières premières coulent correctement dans les tuyaux et que les produits semi-finis versent facilement dans des moules, ils doivent posséder certaines propriétés rhéologiques.

Dans le cas du chocolat, la rhéologie a deux aspects principaux, qui sont la viscosité et la limite d’écoulement du produit liquide.

Parmi les autres aspects impliqués sont les propriétés relatives à la texture et aux aspects sensoriels du chocolat, c’est à dire son aspect, son odeur et son effet (plein) dans la bouche, qui peuvent être perçues par les sens et sont donc appelées propriétés sensorielles.

Les propriétés de texture du chocolat sont : 

• la dureté dans la bouche, c’est à dire la force requise pour écraser le chocolat avec les dents et la langue ;
   
• la dissolubilité ; la manière dont le chocolat fond complètement dans la bouche ; 
  
  
• la souplesse ; le degré de rugosité ou de gravelosité que l’on ressent lorsque le chocolat fond dans la bouche ; 
  
  
• le niveau de collage; le degré auquel le mélange de chocolat fondu et de salive colle à la langue et au palais.
  

Viscosité et limite d’écoulement

Les propriétés rhéologiques du chocolat liquide sont mesurables et peuvent être exprimées en deux valeurs : la viscosité (h) et la limite d’écoulement (t). 

La viscosité peut au mieux être décrite comme la résistance ressentie lorsqu’on remue un liquide, et la limite d’écoulement comme le degré auquel une goutte de liquide s’écoule vers l'extérieur sur une surface. 
Un chocolat à faible viscosité est facile à pomper et un chocolat ayant une limite d’écoulement basse verse facilement dans les moules. 

L'unité de mesure de la viscosité est le Pascal second (Pa.s), tandis que dans la pratique, on utilise souvent le milli-Pascal second (mPa.s). Un Pa.s = 1000 mPa.s. L'unité de mesure de la limite d’écoulement est le Pascal (Pa.)

Les valeurs moyennes du chocolat liquide servant à la fabrication de barres (moulées à l’état solides) sont : 

• viscosité : entre 1 et 20 Pa.s ; 
  
  
• limite d’écoulement: entre 10 et 200 Pa.

Les valeurs moyennes du chocolat utilisé pour l’enrobage sont plus basses :

• viscosité : entre 0,5 et 2,5 Pa.s ; 
  
  
• limite d’écoulement: entre 0 et 20 Pa.
  

Mesurer les propriétés rhéologiques

L’instrument le plus fréquemment utilisé pour la mesure des propriétés rhéologiques du chocolat est le viscosimètre rotatif, qui mesure la résistance rencontrée par un cylindre rotatif, le rotor, à une température spécifique (la viscosité et la limite d’écoulement dépendent de la température). La force requise pour démarrer la rotation du rotor est la limite d’écoulement. La mesure multipoint, c'est-à-dire la mesure à plusieurs vitesses de rotation, est une bonne méthode permettant d’obtenir des résultats échangeables fiables, à la base desquels la viscosité et la limite d’écoulement peuvent être calculés. 

Cette mesure peut également être effectuée à l'envers en exerçant une force sur la tasse du viscosimètre et en mesurant la vitesse de rotation consécutive. En plus du viscosimètre, des instruments coniques ou d’autres instruments de mesure peuvent être utilisés, ainsi que des méthodes empiriques simples qui, cependant, ne sont pas échangeables. L'OICCC, (l'Organisation Internationale des Corporations  du Cacao et du Chocolat), a publié une méthode officielle pour la mesure de la viscosité et de la limite d’écoulement. Cette méthode est claire et fournit un grand nombre d'informations).

Figure 5.16 : Cylindre à mesurer la rhéologie

La viscosité et la limite d’écoulement dépendent de la température mais sont également influencés par des facteurs tels que la teneur en matières grasses, la quantité de lécithine, le taux d'humidité, la répartition de la dimension particulaire et le temps de conchage : 

• la teneur en matières grasses : plus le pourcentage de matières grasses est élevé, plus la viscosité et la limite d’écoulement est bas ;
  
  
• la lécithine : ajouté à un taux de 0,1 à 0,3%, cet émulsifiant et, si nécessaire, le PGPR, a un effet de réduction de la viscosité semblable à celui qu’on obtient en ajoutant 1-3% de beurre de cacao ; l’ajout de quantités plus grandes que celles mentionnées ci-dessus entraînera une hausse de la limite d’écoulement;

Le type et la quantité de l'émulsifiant ont une influence sur la rhéologie. Le PGPR a un grand effet sur la limite d’écoulement. Le conchage à sec influence la viscosité et la limite d’écoulement.

• le taux d'humidité : l'ajout d’une (très) petite quantité d'eau est suffisante pour une hausse considérable de la viscosité et de la limite d’écoulement; 
  
  
• répartition des dimensions particulaires : la répartition des tailles des particules solides influence considérablement les propriétés rhéologiques du chocolat ; plus les particules sont grandes, plus la limite d’écoulement est basse et également plus la viscosité est faible, mais à un moindre degré ;
   
  
• la température (au-dessus du point de fusion des matières grasses) : une augmentation de la température entraîne une baisse de la viscosité et une hausse de la limite d’écoulement; 
  
  
• temps de conchage : le conchage affecte principalement la limite d’écoulement, qui diminue considérablement, en particulier pendant les premières heures de conchage.

Le prix d'achat

Les matières grasses (le beurre de cacao et parfois la matière grasse du lait) sont parmi les matières premières les plus chères utilisées dans la recette du chocolat, et dont une certaine quantité est pourtant nécessaire pour donner au chocolat les propriétés de traitement et la saveur finale recherchées. Toutefois, les fabricants essayent de maintenir le pourcentage de matières grasses le plus bas possible.