À PROPOS DU PROJET ELECTROWINE

OBJECTIF DU PROJET ELECTROWINE:

Réaliser un procédé semi-industriel pour le traitement de la vendange et du vin par Champs Électriques Pulsés Bipolaires.

Le projet ELECTROWINE se déroulera de septembre 2015 à août 2017.

Le contexte :

Pour répondre aux orientations du Plan National de Développement Agricole et Rural, défini par le Ministère de l’Agriculture pour la période 2014-2020, l’Institut Français de la Vigne et du Vin(IFV) en les appliquant à la filière vitivinicole, a proposé un programme de recherche construit en 9 Actions Elementaires qui décrivent les enjeux scientifiques et techniques de la filière et les objectifs à atteindre au terme de ces 6 années.

Le projet ELECTROWINE s’inscrit dans l’action AE7 intitulée : Innovation des procédés de transformation ou PROCESSINNOV.

Les objectifs de l’étude que nous proposons sont en adéquation avec ceux définis dans le programme de cette action de l’IFV dont nous reprenons les termes :

  • apporter aux opérateurs (caves particulières ou coopératives, négoces) des références objectives concernant les opérations technologiques capables d’une part de donner des solutions à l’exigence de compétitivité (conserver et/ou développer une avance technologique par rapport à la concurrence), d’autre part de mieux garantir ou d’améliorer la qualité pour se différencier par l’excellence dans toutes ses composantes ;
  • favoriser l’émergence d’innovations permettant d’élaborer de nouveaux produits (vin à moindre degré alcoolique, vin sans sulfite,…), de fiabiliser la qualité des produits, d’abaisser les coûts de production ou de mieux préserver l’environnement (éco-conception).

Porteur du projet

LEROY Biotech

(Saint-Orens-de-Gameville – 31)

Partenaire

Institut Français de la Vigne et du Vin

(Lisle sur Tarn – 81)

Avec le soutien de :

MADEELI

Agence du développement économique, de l’export et de l’innovation en Midi-Pyrénées

Co-financeur

La Région Midi-Pyrénées

Avec la participation de :

l’Union Européenne

(Fonds FEDER)

ELECTROWINE est un projet co-financé par la Région Midi-Pyrénées et l’Union Européenne dans le cadre du programme EASYNOV.

PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L’OPÉRATION

L’élaboration du vin se fait par l’intermédiaire d’un ensemble de procédés que l’on appelle la vinification. Il faut environ 1,3Kg de raisin pour produire 1L de vin. La peau de la baie de raisin représente moins de 3% du poids, mais c’est elle qui contient les anthocyanes qui donnent leur couleur aux vins rouges et les tannins qui apportent la structure et le potentiel de garde.

La qualité du vin dépend beaucoup de sa composition en matières colorantes, substances aromatiques et tanins. Ces composés sont extraits du raisin au cours de la macération, avec le concours de la teneur en alcool et du chauffage de la vendange. La vinification en rouge est caractérisée par cette phase de macération au cours de laquelle le jus extrait par pressage des baies de raisin rouge est laissé au contact des peaux pour que se libèrent les anthocyanes et les tanins. Selon le type de vin rouge recherché, la macération sera plus ou moins longue, de quelques heures à quelques jours.

La paroi de la baie est une barrière pour la diffusion des composés phénoliques recherchés et les études montrent que seulement 30% du potentiel présent dans le raisin se retrouve dans le vin. L’extraction est facilitée si les membranes cellulaires ont été fragilisées et c’est le cas lorsque l’on soumet les raisins éraflés et foulés à l’action de champs électriques pulsés.

Le principe de cette technologie consiste en l’application d’une tension importante, sous forme de courtes impulsions électriques (de l’ordre de la micro ou milliseconde), à la vendange circulant entre deux électrodes, constituant la chambre d’impulsions. La valeur de champ électrique peut s’exprimer comme étant le rapport de la tension appliquée sur la distance inter-électrode et s’exprime en kilovolts par centimètre (kV/cm). L’application d’un tel champ électrique induit un potentiel transmembranaire plus élevé que le potentiel naturel de la cellule. Si le potentiel atteint une valeur critique, des phénomènes de répulsion entre les molécules chargées de la membrane entrainent la formation de pores et accroissent ainsi la perméabilité de la membrane. La formation irréversible de pores entraine la fuite du contenu cellulaire, accélérant de façon spectaculaire l’extraction des composés phénoliques.

La conséquence de cette électroperméabilisation est in fine la mort de la cellule. L’intensité du champ électrique qui doit être appliqué est inversement proportionnelle à la taille du microorganisme à traiter. Cet effet peut être mis à profit dans une optique de « nettoyage » du moût en phase préfermentaire afin d’éliminer les différents micro-organismes oxydatif (levures de type Candida, Kloéckéra, …) indésirable pour l’élaboration de vins de qualité des vins ou encore en fin de processus d’élaboration du vin pour obtenir une stabilisation microbiologique en minimisant ou évitant l’utilisation d’additifs.

La méthode de traitement de la vendange et du vin par Champs Electriques Pulsés présente un double intérêt en permettant d’effectuer avec le même générateur haute tension deux opérations très différentes : l’extraction des anthocyanes et des tanins d’une part et la gestion microbiologique dans le moût et le vin d’autre part. C’est la seule technique connue à ce jour permettant une double utilisation à la fois sur de la vendange et sur le vin fini.

 

1°. Extraction des anthocyanes et des tanins : Des études récentes (Lopez 2008, Delsart, Mietton et al. 2012) (Cholet, Delsart, Vorobiev 2014 de l’UTC et du CNRS Bordeaux) ont montré que l’utilisation d’un Champ Électrique Pulsé (CEP) sur du raisin éraflé et foulé (vendange) est une solution très efficace, rentable et peu coûteuse en énergie pour extraire des anthocyanes (couleurs) et des tanins afin d’améliorer la qualité et la régularité du vin.

Nos premiers essais ont conduit à des résultats similaires sur des cépages de Midi-Pyrénées (La Grappe d’Autan n°155, Janvier 2016)

La méthode d’extraction par Champ Électrique Pulsé permet aussi bien la libération des anthocyanes que des tanins permettant ainsi une meilleure stabilisation de la couleur des vins.

Par ailleurs cette technologie athermique semble respectueuse de la typicité du vin. La technologie des CEP se positionne comme une méthode efficace, rentable et peu coûteuse tout en préservant les caractéristiques organoleptique du vin.

2°. Gestion microbiologique dans le moût et le vin : d’un point de vue sanitaire, le traitement du vin par Champ Électrique Pulsé peut être utilisé pour réduire fortement la présence de levures et bactéries dans le vin. La « désinfection » du vin par les CEP associée à une hygiène stricte sera un outil à disposition de l’œnologue lui permettant d’optimiser sa gestion du SO2 tout en préservant la qualité du vin. Par ailleurs l’efficacité du traitement par les CEP lui permettra d’avoir une action curative en éliminant totalement les micro-organismes du vin tout en limitant l’utilisation du SO2.

La technologie des CEP peut également être très intéressante dans le cadre de l’élaboration de vin doux ou liquoreux en permettant l’arrêt immédiat de fermentation (mutage) du vin par une technique physique ne nécessitant pas ou très peu de SO2. La technique classique consistant en un apport massif de SO2 associé à un refroidissement brutal de la cuve en fermentation et ne permet pas toujours d’obtenir l’arrêt de fermentation souhaité. Une filtration serée est alors nécessaire (perte de temps, coût important).

 

Face aux préoccupations des consommateurs et à la pression réglementaire, la réduction du SO2 dans le vin est aujourd’hui une vraie nécessité et une demande des consommateurs.

 

Les champs électriques pulsés, par leur action anti microbienne permettent de limiter les apports en S02.

La société LEROY Biotech fabrique des Générateurs Haute-Tension spécialisés dans la génération de Champs Électriques Pulsés à impulsions longues, initialement développés pour les besoins de l’IPBS-CNRS de Toulouse. Suite à la maquette fonctionnelle qui a reçu le prix Innovation & Futur au concours MidInnov 2014, la société vient de terminer la conception d’un prototype capable de générer un champs électrique 30 fois plus puissant que ceux actuellement générés.

LES OBJECTIFS RECHERCHÉS

Les deux objectifs poursuivis par ce projet concernent la validation de concept à l’échelle semi-industrielle.

En effet, la phase de recherche fondamentale, réalisée à l’échelle laboratoire sur des volumes de 100mL à 1L, a abouti sur plusieurs publications (voir liste des publications ci-après) et nous souhaitons à présent passer à la phase de recherche appliquée par la mise au point de deux procédés industriels :

1°. Maîtriser l’extraction des composés phénoliques

-1- Le premier objectif recherché par la mise en œuvre de Champ Electrique Pulsé sur la vendange est de maîtriser les taux d’extraction et les types de composés phénoliques (anthocyanes et tanins) extraits, afin de travailler la qualité et la régularité du vin dans le temps, en respectant toutes les autres qualités du vin. Nous souhaitons atteindre cet objectif en utilisant le nouveau Générateur Haute-Tension conçu et réalisé par notre entreprise et en concevant de nouvelles chambres d’impulsion spécifiques au traitement de la vendange (raisin éraflé et foulé) afin de reproduire les résultats obtenus en recherche fondamentale, mais à une échelle industrielle et sur un flux continu de vendange, au sein de l’Institut Français de la vigne et du Vin (IFV) à Lisle-sur-Tarn.

2°. Réduire drastiquement les populations des micro-organismes indésirables

-2- Le second objectif, à l’aide du même appareil (économie de place mais surtout de coût d’acquisition) est de réduire drastiquement les populations de levures indésirables (Brettanomyces, Saccharomyces cerevisiae, … ) ainsi que des bactéries lactiques et acétiques présentes dans le vin en réglant notre Générateur Haute Tension et en concevant une chambre d’impulsion spécifique à ce traitement.

Le champ appliqué doit être beaucoup plus intense (35 kV/cm) que celui nécessaire à l’extraction de composés phénoliques sur la vendange de vin (0,7 kV/cm). Cependant, le vin étant beaucoup plus fluide, il est possible d’utiliser notre générateur couplé à une chambre d’impulsions conçue spécialement pour ce type d’application.

CALENDRIER DU PROJET

2015
Avril - Août : Pré-projet et préparation du matériel

Lot 1 : Détermination des CEP les plus performants pour extraire les polyphénols des raisins sur 4 cépages

Charge : 30 jours de travail
Date : du 1er septembre au 15 septembre 2015
28 Octobre 2015 : Lancement de projet

Lot n°2 : Conception et réalisation d'un système de chambres d'impulsion dédiées à l'extraction des polyphénols des raisins (vendange)

Charge : 150 jours de travail

Date 1 : de décembre 2015 à août 2016 (9 mois)

Date 2 : de janvier à août 2017 (8 mois)

Lot n°3 : Extraction des polyphénols des raisins – Tests en conditions semi-industrielles de la chambres d'impulsions conçu au lot n°2 avec CEP déterminés dans le lot n°1

Charge : 154 jours de travail

Date 1 : du 1er septembre au 1er décembre 2015 (3 mois)

Date 2 : du 1er septembre au 1er décembre 2016 (3 mois)

Date 3 : du 1er septembre au 1er octobre 2017 (1 mois)

27 Janvier 2016 : Comité de Pilotage

Lot n°4 : Détermination des CEP les plus performants pour la gestion microbiologique du vin (Sur un équipement de laboratoire paramétrable)

Charge : 54 jours de travail

Date : Répartis de septembre 2015 à Septembre 2017

27 Avril 2016 : Comité de Pilotage

Lot n°5 : Conception d'un nouveau système de chambres d'impulsion dédiées la destruction des micro-organismes dans les moûts et les vins

Charge : 227 jours de travail

Date 1 : de décembre à août 2016 (9 mois)

Date 2 : de janvier à août 2017 (8 mois)

27 Octobre 2016 : Comité de Pilotage

Lot n°6 : Tests en conditions semi-industrielles de la destruction des micro-organismes dans les moûts et les vins avec la chambre d'impulsions conçu au lot n°5 en appliquant les CEP déterminés lors du Lot n°4.

Charge : 150 jours de travail

Date 1 : du 1 septembre au 1er décembre 2015 (3 mois)

Date 2 : du 1er septembre au 1er décembre 2016 (3 mois)

Date 3 : du 1er septembre au 1er Octobre 2017 (3 mois)

LES INTERVENANTS

DAVAUX-francois

François DAVAUX

Francois.DAVAUX(a)vignevin.com

Oenologue à l’Institut Français de la Vigne et du Vin – Lisle sur Tarn (81).

LRO

Loïck ROYANT

loick.royant(a)leroybiotech.com

Chef de projet pour LEROY BIOTECH

Saint-Orens-de-Gameville (31)

Site Internet :

www.leroybiotech.com/

Marie-Agnès DUCASSE

marie-agnes.ducasse(a)vignevin.com

Oenologue à l’Institut Français de la Vigne et du Vin

Unité Expérimentale de Pech Rouge (34).

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Jean-Baptiste LEROY

 

jb.leroy(a)axseam.com

Président du groupe AXSEAM et Intervenant pour le compte de LEROY Biotech

Saint-Orens-de-Gameville (31)

LE BUDGET DU PROJET

0

222.406 € pris en charge par la région et le fond Européen FEDER
et  222.406 € pris en charge par LEROY Biotech et l’IFV.

Ce budget finance (entre autre) :

  • 5 642 heures de travail sur 2 ans
  • 16 vinifications de 50 L en 2015
  • 16 vinifications de 50 L en 2016
  • 2 vinification de 600 L en 2016

  • l’impression 3D de plusieurs chambres d’électroporation pour les tests;
  • l’achat d’une pompe à vendange à débit variable;
  • l’achat d’une pompe à vin à débit variable;
  • du matériel de mesure de température et de débit;
  • etc …

ELECTROWINE un projet innovant pour notre région !

Contactez nous :

+33 (0)5 67 80 86 00
info@electrowine.com

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