Contrôle et optimisation des gaz dans l’embouteillage du vin

La mise en bouteille représente la dernière étape du processus œnologique, et son succès dépend en grande partie de la gestion précise des gaz dissous, principalement l’oxygène (O₂) et le dioxyde de carbone (CO₂). Leur bon équilibre garantit non seulement la stabilité aromatique et visuelle du vin, mais aussi sa conservation, sa typicité et sa capacité de vieillissement en bouteille.

Alors que le reste du processus de vinification est réalisé sous le contrôle direct du vinificateur, la mise en bouteille implique une exposition momentanée à des conditions plus risquées : entrée d’oxygène, perte ou excès de CO₂, et variations liées au type de fermeture. Par conséquent, sa planification doit être envisagée avec la même rigueur que toute autre phase critique de la vinification.

L’importance du dioxyde de carbone

Le CO₂ influence directement la perception du vin. Dans les rouges, il peut accentuer la sensation d’astringence et d’amertume s’il n’est pas maîtrisé ; en revanche, dans les blancs et les rosés, il apporte fraîcheur et vivacité. Il est donc recommandé d’ajuster les niveaux de CO₂ en fonction du style :

• Rouges : 0,2-0,4 g/L pour éviter les sensations agressives.
• Jeunes blancs/rosés : 1,5-2 g/L pour maintenir la fraîcheur.

Influence de l’oxygène au cours de la vinification

L’O₂est une molécule indispensable à l’élaboration du vin : il contribue à la stabilisation de la couleur (réactions de polymérisation des polyphénols) et favorise l’obtention de potentiels électrochimiques plus élevés qui empêchent la formation de composés odorants d’origine réductrice, la polymérisation des tanins “durs” ou “astringents” pour les “adoucir”, entre autres aspects. Dans la fermentation alcoolique, il favorise la synthèse des acides gras et des stérols de la membrane cellulaire, facilitant ainsi l’activité des levures.

Cependant, l’oxygène dissous est responsable de la plupart des phénomènes d’oxydation, qui comprennent les pertes et l’évolution aromatiques ainsi que le brunissement et les pertes de couleur. C’est au moment de la mise en bouteille que ces phénomènes sont les plus importants.

À chaque étape du processus de production, une certaine quantité d’oxygène est ajoutée et des niveaux de saturation peuvent être atteints. Le tableau suivant présente quelques valeurs de ces apports :

 

Opération	Apport O₂ [mg/l]	Source
Soutirage	3 – 4	E. Peynaud
Soutirage	2 – 6	Vivas (1997)
Homogénéisation	2 – 4	Agrovin (2009)
Pompage (selon le type de pompe)	0,2 – 3*	INRA (2001)
Microfiltration	0,2 – 4*	INRA (2001)
Filtration tangentielle	1,5	Vidal et al. (2001–2004)
Centrifugation	1,2	Castellari et al. (2004)
Stabilisation tartrique en continu	4,0	Castellari et al. (2004)
Stabilisation tartrique par stabulation	2,38	Vidal et al. (2001–2004)
Assemblage de barriques	1,75	Castellari et al. (2004)
Mise en bouteille	0,3 – 1,3	INRA (2001)

Tableau 1 : Apport d’oxygène dans les différentes opérations de la cave.

 

Le rôle de l’oxygène lors de la mise en bouteille

Dans le cas de la mise en bouteille, l’objectif est de laisser des niveaux suffisants de SO₂libre pour que le vin se conserve dans le temps. Il s’agit d’une tâche délicate, car de faibles niveaux ne protègent pas le vin suffisamment longtemps et des niveaux élevés peuvent entraîner des odeurs désagréables.

Il existe trois sources d’oxygène dans la bouteille :

• L’espace de tête, qui ne peut être contrôlé au-delà de la conception de la machine d’embouteillage. Cet oxygène est consommé en un mois et demi, les quantités peuvent varier de 0,6 à 3 mg/l (Vidal J.C. et al. 2004).
• L’oxygène dissous (OD) à l’embouteillage est consommé en 2 semaines environ. 0,9-6 mg/l (Vidal J.C. et al. 2004).
• L’oxygène entrant par le bouchon consommera tout le SO₂libre dans le vin. Selon le type de bouchon, ce processus a une durée variable, de plusieurs mois à plusieurs années. Ce processus est également inévitable. Apport d’OD par le bouchon : 0,2-15 µl/jour dans les bouchons non défectueux, alors que dans les capsules à vis le transfert est beaucoup plus faible.

L’OD varie au cours du processus d’embouteillage, au début il est augmenté par le remplissage de la ligne et des filtres et par la formation de poches d’air dans les tuyaux. À la fin du processus, une augmentation de l’OD est également observée en raison du serrage du réservoir et de la poussée qui s’ensuit. Cette augmentation est visible dans la figure suivante :

Figure 1 : Évolution de la teneur en oxygène dissous au cours de l’embouteillage.

Dans les vins blancs, il a été démontré que le caractère oxydé des vins apparaît à des niveaux de SO₂libre inférieurs à 10 mg/l. Dans le cas des vins rouges, ce caractère oxydé apparaît à des niveaux de SO₂libre inférieurs à 10 mg/l. Dans le cas des vins rouges, ce comportement est quelque peu différent car les polyphénols ont une activité antioxydante.

Figure 2 : Évolution de la composante jaune (Abs 420nm) d’un vin blanc avec différents niveaux d’OD au moment de la mise en bouteille ; Faible concentration < 1 mg/l ; Concentration moyenne = 3 mg/l ; Concentration élevée > 5 mg/l.

Source : Vidal, J.C. ; Boulet, J.C. ; Deage, M. ; INRA (2004).

 

Chaque mg d’O₂dissous est capable de consommer 4 mg de SO₂libre, il est donc essentiel de l’éliminer avant la mise en bouteille afin que le vin puisse évoluer plus lentement, que les arômes et la couleur soient respectés, surtout dans les vins blancs et rosés, et que la cave puisse mettre en bouteille avec des niveaux de soufre libre plus faibles.

 

Comment les contacteurs membranaires peuvent-ils nous aider à contrôler les gaz œnologiques dissous dans le vin ?

Il existe de nombreuses méthodes de contrôle des gaz dissous dans le vin avant la mise en bouteille, mais le développement de la technologie des contacteurs membranaires en a fait un outil très efficace au niveau industriel.

Les contacteurs sont des structures cylindriques composées de milliers de fibres creuses micro-perforées en polypropylène de qualité alimentaire à fort caractère hydrophobe. Chaque fibre a un diamètre intérieur de 200 µm et un diamètre extérieur de 300 µm, avec un diamètre de pore de 0,03 µm. Cette petite taille de pore ne laisse passer que les gaz de faible poids moléculaire (O2, CO2 et N2).

Le principe de fonctionnement des contacteurs est simple. Grâce à la nature hydrophobe de la membrane, le vin n’entre à aucun moment en contact avec le gaz inerte, la membrane agit comme un support entre la phase liquide et la phase gazeuse. En ajustant la pression partielle du gaz, les gaz dissous dans le vin peuvent être sélectivement éliminés ou dissous, ce processus étant régi par la loi de Henry.

Les variables qui influenceront les performances du processus seront les suivantes :

• Débit de vin.
• Débit de gaz inerte.
• Concentration initiale des gaz.
• la température
• la pression du gaz.

Les contacteurs membranaires sont utiles pour la gestion des gaz lors de l’embouteillage et d’autres étapes de traitement et sont particulièrement adaptés à ces applications.

 

Élimination de l’O2

La mise en bouteille avec des valeurs élevées d’O2 dissous entraîne des problèmes de développement de la couleur et de l’arôme. Le brunissement et les arômes d’oxydation apparaissent rapidement, car le SO2 se combine rapidement et sa capacité de protection disparaît.

Par conséquent, l’utilisation de contacteurs à membrane pendant la vinification nous aidera à réduire la quantité d’oxygène dissous, en maintenant les vins protégés même avec des valeurs de SO2 inférieures, et leur utilisation est particulièrement intéressante aux moments suivants :

 Mise en bouteille : réduction jusqu’à 80 % de l’O2 dissous présent dans le vin.

• Chargement et déchargement des cuves.
• Inertage du vin : saturation avec une consommation de N2 réduite de 50 % par rapport à l’utilisation de barboteur.
• Soutirage des barriques : réduction de l’O2 dissous, qui peut atteindre jusqu’à 6 mg/l.
• Stabilisation au froid : réduction de l’O2 dissous pouvant atteindre des valeurs de saturation (11,2 mg/l à 0ºC).

 

Élimination et apport de CO2

La gestion du dioxyde de carbone dans le vin est compliquée en raison de sa grande solubilité et de sa forte dépendance à la température. Cependant, l’utilisation de contacteurs membranaires permet de travailler avec une grande précision et efficacité pour ajuster les niveaux de CO2 dans le processus d’embouteillage aux niveaux les plus recommandables.

• Mise en bouteille : diminution du CO2 dissous jusqu’à 40 %.
• Mise en bouteille : augmentation du CO2 jusqu’à 2,4 g/l à la pression atmosphérique.

Oxi Out utilise la technologie des contacteurs à membrane pour une gestion précise des gaz dissous. Les éléments qui le composent nous permettent de connaître exactement et en ligne la concentration d’O2 et de CO2, ainsi que la température à laquelle nous réalisons le processus et la pression du système.