élaboration des vins

Focus



La spectroscopie Moyen Infra Rouge, à Transformée de Fourrier, s’adresse aux longueurs d’onde comprises entre 2 et 25  µm. Cette large bande spectrale permet de caractériser un très grand nombre de constituants (sucres, acidité totale, pH, acides, potassium, anthocyanes,….). Elle pourrait à l’avenir également permettre de répartir la vendange en différentes classes selon l’état sanitaire, voire les risques de présence de contaminants. Le champs d’investigation de l’IRTF est donc très large. Des améliorations doivent être apportées dans les années à venir
pour augmenter la fiabilité des déterminations réalisées.

Contact

Institut Français de la Vigne et du vin, Domaine de Donadille, 30230 Rodilhan.

Jean-Michel Desseigne

Innovations oenologiques

De nouveaux outils pour piloter les itinéraires d’élaboration des vins


La conjoncture actuelle de la filière vitivinicole et la concurrence mondiale imposent plus que jamais de gérer de manière optimale la production, en élaborant des vins adaptés aux attentes des consommateurs.


Pour atteindre cet objectif, le contrôle de la qualité est essentiel aux différentes étapes de la transformation, de la vendange au vin conditionné. Il est également nécessaire de maîtriser chaque étape de cette transformation.Ces impératifs de contrôle et de maîtrise se traduisent par un besoin d’informations rapides,voire en temps réel, fournies par des instruments de mesure, que ce soit pour caractériser les produits (vendange, vin…), contrôler, réguler ou piloter les différentes opérations. De plus, les concepts de sécurité alimentaire, les démarches d’Assurance Qualité, le développement de cahiers des charges entraînent une traçabilité accrue et favorisent la mise en œuvre de moyens de mesure au niveau des sites de vinification.
Jusqu’à ces dernières années, les capteurs installés dans les caves étaient principalement des capteurs « classiques », mesurant des pressions, des débits, des niveaux, des températures…, visant à assurer l’automatisation, la maîtrise, la sécurité des équipements. L’avancée des connaissances scientifiques et les innovations en terme d’instrumentation concourent actuellement au développement de nouveaux capteurs de qualité, souvent basés sur des technologies encore peu connues du secteur vinicole.

Nous réalisons un rapide état de l’art des capteurs de qualité installés en sites de vinification, de leur potentialités, mais également de leurs limites, à travers quelques exemples d’application.

Caractérisation de la vendange

Outre la détermination de la teneur en sucre par réfractométrie, les premiers instruments de détermination de la qualité sanitaire des raisins ont été proposés dès le début des années 1990 (Raisytis, Botrimat). Mais c’est surtout ces dernières années qu’un saut technologique a été franchi avec l’utilisation des nouvelles technologies de mesures comme la spectroscopie infra rouge et la vision multispectrale.
La spectroscopie infra rouge est déjà très largement développée dans d’autres filières agricoles (viande, céréales, produits laitiers) pour la caractérisation des produits. Le principe repose sur une mesure spectrale et un étalonnage préalable. En phase d’étalonnage, les informations contenues dans les spectres sont corrélées à des valeurs du paramètre à prédire.
Un modèle prédictif ,établi par des méthodes mathématiques et statistiques, permet alors de convertir un spectre en une valeur pour un paramètre donné.
La spectroscopie Moyen Infra Rouge, à Transformée de Fourrier, s’adresse aux longueurs d’onde comprises entre 2 et 25  µm. Cette large bande spectrale permet de caractériser un très grand nombre de constituants (sucres, acidité totale, pH, acides, potassium, anthocyanes,….). Elle pourrait à l’avenir également permettre de répartir la vendange en différentes classes selon l’état sanitaire, voire les risques de présence de contaminants. Le champs d’investigation de l’IRTF est donc très large. Des améliorations doivent être apportées dans les années à venir pour améliorer la fiabilité des déterminations réalisées.
La spectroscopie Proche Infra Rouge reste encore peu utilisée en France malgré de fortes potentialités. En effet, dans cette plage spectrale, la lumière traverse les produits sur des longueurs pouvant atteindre plusieurs centimètres. Il est donc possible de réaliser des mesures directement sur des produits entiers (baies, grappes), en ligne, ou sur des moûts bruts, non filtrés.
La vision numérique (images en couleur dans le visible) ou multispectrale (plusieurs bandes de longueurs d’ondes) présente également de fortes potentialités pour la caractérisation qualitative de la vendange. Un nouveau capteur est en cours de mise au point. Des « photographies » sont prises directement sur les bennes à vendange ou au niveau des conquêts.. Ce procédé pourrait permettre de sélectionner les vendanges à leur arrivée à la cave en fonction de critères tels que la propreté, la couleur, les caractéristiques physiques (taille des baies, niveau d’hétérogénéité), et ceci sans aucun contact ni prise d’échantillon.

Informations pour le pilotage du pressurage et des fermentations

Le pressurage est une étape clés de l’élaboration des vins. Il peut être optimisé par l’asservissement du fonctionnement au débit d’écoulement des jus, à l’aide de débitmètres électromagnétiques, de capteurs de niveau ou de jauges de contraintes. Cet asservissement autorise des gains en productivité, limite les risques de mauvaises utilisations et permet une première optimisation qualitative, notamment sur le critère turbidité des jus.. Au niveau qualitatif, en vinifications en blanc et rosé, l’extraction des polyphénols et du potassium seraient des paramètres intéressant, mais leurs déterminations nécessitent un matériel sophistiqué qui interdit actuellement une mesure en ligne. Leur évolution peut cependant être appréhendée grâce au suivi en ligne de la conductivité électrique. Cette mesure indirecte permet d’analyser qualitativement le pressurage et donc d’optimiser les programmes de pressurage.

Pour la maîtrise de la fermentation alcoolique, la température est un paramètre essentiel, intervenant aussi bien sur la vitesse de fermentation, que sur la viabilité des levures et les profils qualitatifs  des vin obtenus. Mais la seule connaissance du facteur température reste insuffisante pour prévoir le déroulement d’une fermentation et réaliser un réel pilotage. De nombreuses tentatives ont été faites sur des appareils mesurant l’évolution de la masse volumique à l’aide de capteurs de pression, l’indice réfractométrique, le suivi de la population de levures par bioluminescence ou néphélométrie, le dégagement de gaz carbonique. Quelques installations sont fonctionnelles. Une autre perspective est le développement d’outils permettant de connaître en temps réel l’évolution des composés d’intérêts qualitatifs majeurs lors de la fermentation. Les méthodes spectroscopiques moyen et proche infra rouge pourraient peut-être à l’avenir  répondre à ces besoins ( Grenier, 2003).

Informations pour le contrôle et le pilotage de la stabilisation, des traitements et de l’élevage des vins.

  • Peu d’outils ont été développés pour contrôler ou piloter en ligne ces étapes importantes : capteurs de conductivité électrique pour le pilotage des opérations de stabilisation tartrique, turbidimètres pour le contrôle des opérations de clarification….Il existe en effet plusieurs freins au développement de mesures en ligne. Les évolutions à mesurer ont souvent une dynamique lente et peuvent être contrôlées par des déterminations réalisées en laboratoire.
    Certaines propriétés restent non mesurables, souvent en l’absence de connaissances scientifiques suffisantes ( comment mesurer l’évolution de la « rondeur », du « fondu » des tannins…).

    Plusieurs facteurs concourent au développement actuel de la mesure en ligne de l’oxygène dissous :
  • l’avancée des connaissances scientifiques sur le « statut » de l’oxygène dans les vins et de son incidence sur la qualité (Moutounet,2005)
  • le développement d’innovations en terme d’instrumentation : sondes polarographiques portatives et surtout mise au point de nouveaux capteurs d’oxygène dissous reposant sur un principe optique (la luminescence), capteurs compacts, robustes, faciles d’utilisation et ne nécessitant pas d’étalonnage.
  • La demande des marchés pour des vins au caractère fruité dominant, à faibles teneurs en sulfites.

La mesure en ligne de l’oxygène dissous revêt un grand intérêt. Elle peut être utilisée comme un outil de diagnostic des installations pour évaluer les points critiques d’enrichissement en oxygène ou valider des itinéraires techniques (transferts, filtration…), comme outil de contrôle en temps réel d’opérations telles que par exemple la mise en bouteille. Enfin , elle peut être utilisée comme outil pour le pilotage de la micro-oxygénation.

Conclusions

Les quelques exemples présentés ci-dessus soulignent le développement actuel de nouveaux outils, souvent basés sur des technologies nouvelles et encore peu connues dans le secteur vinicole. Si leurs potentialités sont importantes, chaque technologie a des limites et des conditions d’utilisation spécifiques, qu’il convient de connaître et de maîtriser. A cette fin, l'Institut Français de la Vigne et du Vin a développé un outil d’information à l’usage de non spécialistes de la mesure sur les nouvelles technologies de mesure et leurs application potentielles, dans le cadre d’un projet financé par l’Union Européenne ( Pracsens, Leonardo Da Vinci), consultable sur le site www.vignevin.com