Dans la cuve du robot muni du crochet, placer tous les ingrédients de la pâte dans l'ordre (sauf le beurre). Commencer à pétrir à petite vitesse pendant 5 min. Ajouter le beurre en morceaux puis augmenter la vitesse. Pétrir encore 15-20 minutes. Couvrir la cuve avec un film (ou un couvercle en silicone) et laisser doubler de volume à température ambiante (1h environ).
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Dégazer la pâte sur le plan de travail légèrement fariné et étaler en un rectangle d'environ 45 sur 25 cm.
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Faire fondre les 30 g de beurre de la garniture puis en badigeonner la pâte avec un pinceau. Mélanger les zestes des citrons avec le sucre avec les doigts (en frottant bien pour développer les arômes) et saupoudrer sur la pâte.
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Couper le rectangle de pâte en 4 dans la largeur et en 7 dans la longueur, de façon à obtenir des carrés d’environ 6 cm de côté. Empiler ces carrés 4 par 4 de façon un peu anarchique (sans les aligner) puis les placer dans le moule graissé (même s'il est antiadhésif).
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Laisser de nouveau lever environ 1h.
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Préchauffer le four à 170° (chaleur tournante).
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Badigeonner la brioche avec l'œuf battu ou un peu de lait.
Enfourner et laisser cuire 25 min (si besoin couvrir le dessus de la brioche avec un papier alu si elle a tendance à brunir trop vite).
Laisser refroidir avant de démouler.