Brevet FR2701485A1 — publié le 19940819

NOUVEAU SYSTEME DE FUTS ET DE CLIMATISATION POUR OPTIMISER LE VIEILLISSEMENT DU VIN On connait l'effet bonifiant du vieillissement du vin en fûts: ces derniers sont disposés horizontalement, dans les chais , le plus fréquemment sur un ou deux niveaux, et reposent sur des tins, évitant le contact avec le sol.Ils sont maintenus dans des conditions d'ambiance estimées favorables, grâce à la construction traditionnelle du bâtiment où ils sont stockés. Dans des bâtiments de construction récente, des installations de climatisation n'apportent pas toujours les résultats attendus. On connait le processus de la bonification par l'oxydation lente , régulière et permanente du vin, la dissolution dans celui-ci de différents composés provenant du bois (chêne) constituant les fûts, et l'enrichissement notamment en saveur par l'effet de l'apport de tanins galliques , jouant en sus le rôle de catalyseurs d'oxydation En région bordelaise les fûts de chêne utilisés couramment pour le vieillissement presentetune capacité de 225 litres, pour une surface de parois sensiblement identique exprimée en décimètres carrés, soit un rapport voisin de 1, entre ca pacité en litres du contenant et sa surface en dm2 Le nouveau dispositif décrit consiste à réaliser individuellement, au niveau de chaque contenant (fût, barrique, ou autres) de vieillissement, quelle que soit sa constitu tion, un "module" dont la climatisation individuelle est obtenue par branchement sur une gaine collective Dans le texte qui suit, on désigne par "contenant" le récipient qui contient le vin a traiter, et "module de climatisation" l'ensemble incluant le "contenant", et les appareilges réalisant la climatisation, les capteurs , et le bâti permettant manutention et stockage Le nouveau dispositif décrit, consiste à maintenir les "contenants" individuellement ou en nombres restreints, dans un flux d'air régulé en température et en humidité, au moyen d'un équipement convenable, dit "module de climatisa tion". Ce dernier est muni - d'un appareillage générant un flux d'airautour du "contenant" - de capteurs nécessaires pour réguler la température et l'humidité, ou encore la vitesse du flux d'air circulant, et éventuellement pour effectuer un contrôle des caractéristiques du vin lui-même . Ces capteurs sont reliés avantageusement à un micro-ordinateur. - d'un système d'ouillage de chacun des "contenants", soit manuel, grâce à un détecteur de niveau, soit automatique, le détecteur déclanchant l'apport de vin nécessaire à partir d' un réservoir inerté, ce dernier pouvant alimenter plusieurs "modules" Un module de climatisation11 individuel ducontenant suivant l'invention, comporte à titre d'exemple et non limi tativement, quatre éléments ( Fig. 1 et 2; Pl. I) a) une structure, par exemple en profilés métalliques (1) formant un berceau dans lequel le"contenant" (2), repose par l'intermédiaire de supports antivibratoires (3). Ce berceau et les "modules" sont conçus de telle façon qu' il soient déplaçables au moyen d'un transpalette, et gerba bles, par un chariot élévateur, avec auto-coincement des modules superposés . b) une gaine d'habillage (4), hermétique, qui peut être souple, fermée par "ripage" ou tout autre système : la gai ne est calorifugée pour constituer une paroi isolante et éviter des pertes d'énergie, ainsi que des condensations éventuelles Cette gaine-conteneur, coiffe la structure métallique du berceau.Elle est de dimensions telles que les parois qui la constitut soi ent de préférence placées à une distance d'environ 15 cm des parois du 11contenant" c) un système à air pulsé comprenant d'une part un venti lateur (5) fixé sur un manchon solidaire de l'une des ex tremités de la gaine qui pulse l'air sur le "contenant", face à l'un de/SFosnds ; sur l'extrémité opposée, un manchon de de même type que le précédent, porte un collecteur d'air (6), récupérant ce dernier après passage sur le"contenant" Le manchon du ventilateur, et celui du collecteur sont re liés par des conduits de préférence flexibles (7), à une tu yauterie, souple, constituant une boucle d'air régulé en tem pérature et en humidité (13) en provenance d'une centrale de climatisation. d) un ensemble de capteurs et d'actionneurs (8), pour effectuer les mesures et la régulation individuelle de chaque "module", ces capteurs et actionneurs étant reliés à une centrale de mesure et de régulation. La régulation de la température, de l'humidité et de la vitesse du flux d'air circulant autour de chaque "contenant", s'effectue à partir de la centrale de mesure Une autre façon d'obtenir une climatisation individuelle, consiste en la réalisation d'un "contenant" semi-métallique, partie en bois, partie en métal, intégrant dans le même "module" , le "contenant" du vin à traiter, le circuit d' air régulé et les capteurs Le " contenant" présente un rapport surface bois/ volume vin, identique à celui ci-dessus cité. Le "module" comporteune canalisation intégrée, disposées face aux surfaces de bois, canalisation dans laquelle agit la climatisation par air pulsé, pour assurer les conditions optimales du vieillissement (température, numidité, vitesse de l'air ...). I1 est également exposé que le "contenant" inclus dans le "module de climatisation1, peut conserver le rapport cité, surface/eois/voîume du vin , mais de plus ce rapport, comme c'est le cas pour une barrique traditionnelle est réalisé avec un "contenant" dont la hauteur est du même ordre de grandeur que son diamètre.En conséquence de quoi, le "module" peut être constitué de façon telle que sa forme générale se présente par exemple sous une forme parallélipipédique, très voisine du cube Dans la description ci-après les canalisations de l'air circulant sont disposées face aux surfaces de bois; leurs autres faces sont au contact du vin Le"module" ainsi constitué est gerbable, grâce à ses formes extérieures, comportant des nervures, ou patins, permettant leur encastrement lors des superposi tions au moyen d'un chariot éléva teur L'utilisation de ce type de "modules de climatisation" permet de loger dans des bâtiments de volumes restreints, une quantité importante de vin en cours de vieillissement Chique "module" est relié par des tuyauteries, préférentiellement flexibles aux gaines constituant une boucle d'air climatisé alimentée à partir d'une centrale de climatisation. Le "contenant" est complétée, préférentiellement vers 1' avant du "module", par un réservoir disposé entre les canalisations d'air circulant, et muni d'un tube avec bouchon de remplissage, et d'un deuxième tube,muni d'in bouchon portant un détecteur de niveau et les tubulures d'apport de vin d'ouillage . La hauteur de ces tubes est telle qu'ils dépassent le plan supé rieur du contenant de façon que la baisse de niveau détectable et déclanchant l'ouillage ne concerne qu'un volume très réduit de liquide La partie arriere du"contenant "est munie d'un purgeur facilitant le remplissage total, sans résidu d'air dans le volume.Le "contenant" dans sa partie avant , est muni d'un robinet de soutirage et de vidange Un "module de climatisation" suivant l'invention, est décrit ci-après, et comporte, ceci à titre d'exemple et non limitativement les éléments suivants ( Fig . 3, 4 et 5, Pl. Il. ) a) Le récipient contenant le vin (16), parallélipipé dique, dont 2 parois (9) sont constituées en merrains plans, par exemple de 2 mètres sur 0,10 mètre de hauteur, présentant une surface de 40 dm2. Les autres parois du récipient (10) sont en acier inoxyda ble (nuances adaptées au vin rouge ou blanc) Les merrains sont rendus solidaires des parois inoxydables par des joints d'étanchéité (19), par exemple en élas tomère alimentaire, et des vis de serrage Le récipient ainsi constitué dans l'exemple cha.m,à une cápa-e utile de 40 litres b)Les parois métalliques du récipient dont solidaires par exemple par soudure, d'une enveloppe extérieure (10) constituant la canalisation dans laquelle circule l'air pulsé.Cette enveloppe peut être elle-même constituée dans les zones exposées à l'air ambiant, par une "double peau" assurant l'isolation thermique et l'élimination des condensations (11) c) Cette canalisation est reliée à la boucle de climati sation - en(l3)pour l'entrée d'air et(17) pour la sortie par des tubulures solidaires de l'avant du "module" , res pectivement en (14) et (15), au moyen de tubes de préfé rence flexibles. La canalisation disposée à l'arrière du module, loge la turbine de ventilation (20) assurant le déplacement de 1' air de climatisation au niveau des parois en bois (9) du récipient contenant le vin (16). d) Les"modules de climatisation" peuvent être gerbés, suivant la figure 7 ,P1.III, grâce à la disposition judi cieuse de nervures (21) formées dans les parois métalli ques des "modules", et des patins (22) , permettant une im mobilisation totale des "modules" gerbés. La disposition des nervures et patins est telle que les modules, au moyen d'une embase convenable suivant le (32) de la figure 7, demeurent inclinés vers leur face avant l'ors de leur stockage, pour faciliter les soutirages hors des dépôts; en (23) le robinet de soutirage. e) La disposition des merrains est telle qu'il est possible après une première année de campagne, de les retourner , pour utiliser leur face (non en contact avec le vin) pendant une nouvelle campagne 2. I1 est possible égaiement de prologer l'utilisation des mêmes merrains pour les campagnes des 3eme et 4eme années, en effectuant mécaniquement un raclage des surfaces attaquées par le vin. Chaque "module", ou groupe de "modules" de climatisation est muni d'un bloc comprenant 3 capteurs pour la prise de température, de l'humidité de l'air et de sa vitesse ( 24). Ces capteurs sont avantageusement disposés à l'entrée de la tuyauterie de liaison /ateaCbou- cle; ces organes sont disposés sur la face avant du module pour être plus facilement accessibles; de la même manière et au même endroit est disposé le capteur de niveau (25) pour 1 'ouillage, et le système d'adduction automatique pour le maintien du niveau de- remplissage du récipient.En (26) le bouchon de remplissage Les dispositifs et tubulures d'adduction permettent de réaliser en plus de l'ouillage, les operations de dégazage rapide, correspondant à l'élevage "bonde dessus" et "bonde de c6-té" dans le cas des barriques traditionnellement uti li-sees-. Il est encore possible d'introduire des capteurs de me sure de différents paramètres du vin, (sur quelques/fûts modules témoins et de procédéer par échantillonnage ), tels que pH, S02 libre, oxygéne dissous, ainsi que des mesures de colo rimétrie Les mêmes tuyauteries et la présence du robinet (23) lequel peut être remplacé dans les grandes installations comportant un nombre élevé de modules, par une électrovanne permettent d'opérer le soutirage sans agitation L'ensemble de l'appareillage alimentant les "modules de climatisation" comporte : Une Centrale de Climatisation, avec : Fig. 8, PI III. a) les groupes de réfrigération et échangeurs gaz frigo rigènes/air (27 ); b) une tuyauterie en boucle, desservant la totalité du chai (13, 17 et 30 ) c) une turbine de ventilation nécessaire pour pulser 1' l'air dans la boucle ( 29). d) un humidificateur placé au départ de la boucle(28); e) une régulation primaire en température et en taux d' d'humidité, de l'air circulant dans la boucle(l3, 14 et 30) les modules se trouvant représertés en (31) sur le dessin (Fig. 8). Les branchements individuels des modules sur la boucle sont représentés en(14) et (15) sur les figure 5 et 8 Une autre façon de réaliser un ensemble de climatisation favorable au vieillissement du vin, consiste en l'association - de l'un ou l'autre type de module individuel de climatisation, non munis des ventilateurs et régulateurs de température et d'humidité; - et d'un appareil dit "Bloc-Pulseur" d'air climatisé propulsant cet air simultanément dans 10, 20 ou plus modules contenant un même vin Un modèle de "Bloc-Pulseur" suivant l'invention est décrit à titre d'exemple ( représentation P1 . 4, Fig. 9 ). Le "Bloc-Pulseur" (33) compact et mobile, est alimenté en eau, , chaude et froide à partir d'une centrale d'énergie (27) munie d'un groupe frigorifique et d'une chaudière . Chaque "Bloc-Pulseur" comporte: un échangeur (35) , relié par des tuyaux souples et les tubulures (39, 39) à la centrale (27); un ventilateur (37) et un générateur d'humidité (36); l'échangeur, le ventilateur et le générateur d'humidité sont logés dans une cuve métallique (34), elle-même entourée d'une coque isolante (38) et d'un carter de protection (40); ce carter peut être monté sur roulettes pour rendre l'appareil mobile L'air circulant est aspiré en (41) et refoulé après action de la régulation en (42); les sondes de prise de températures sont en (431) -sonde sèche-et (432) -sonde humide -; l'ensemble fonctionne en régulation psychrométrique, permettant la maitrise simultanée de la température et du taux d'humidité; la sonde humide et le bac d'apport d'humi dité, sont alimentés en eau par un niveau constant et un réservoir, ou encore par un prélèvement sur le circuit d' eau alimentant l'échangeur. Les sondes sont reliées par le câble conducteur (44) au pupitre électronique de régulation (45). La Fig. 10, P1 4, représente un tel "Bloc-Pulseur installé dans un chai. Sur le dessin : le "bloc-pulseur" de climatisation (33) est relié à la centrale (27) et au pupitre électronique de régulation (45); il climatise par les tubulures (41) et (42) un lot de plusieurs modules individuels de climatisation contenant des fûts (31),gerbés. Chacun de ces modules est constitué - suivant la Fig. 1, P1. 1 - d'un habillage du fût et de son berceau support. Chacun de ces modules, dans cette nouvelle disposition n'est pas équipé de la ventilation (5) et des capteurs ( 8) - en grisé sur la figure -, mais directe ment relié au circuit du bloc-pulseur par les manchons (6) et les tuyaux souples (7). Les modules,dans cette nouvelle disposition, peuvent être soit entièrement étanche autour du fût, comme cité ci-dessus, soit au contraire, se présenter pour en sim plifier la fabrication et l'adaptation dans des chais existants, sous la forme d'une coquille ouverte, ou d'une demi-coquille permettant de distribuer I'air,sanBP"sC" 8 nage autour de chaque fût. Le "bloc-pulseur de climatisation peut également être utilisé pour distribuer le flux d'air régulé au module individuel de climatisation, représenté sur les Fig. 3, 4 et 5 P1. 2, sous la forme d'un"contenant" réalisé en bois et en métal; ces contenants, comme ceux représentés sur la Planche 1, ne sont pas munis des organes de ventilation individuelle (20) et des capteurs (24). Ces modules sont directement reliés au circuit d'air du "blocpulseur", par les tuyaux souples (14) et (15) La Fig. 11, P1. 5, représente la disposition schématique d'un chai de vieillissement de vin conçu suivant la présente invention: Le chai comporte dans cet exemple un empilage de 4 lots de 24 modules individuels de climatisation (31), soit un total d'une centaine de fûts de 225 litres, représentant ainsi une capacité totale de 200 hectolitres; régulés par 4"blocs-pulseurs" (33), eux- mêmes alimentés par un unique distributeur de fluide (46), au moyen de 8 tuyaux souples (47). Le distributeur de fluide est branché sur la centrale d'énergie (27) par les tuyaux souples (48), et sur les 2 pupitres de la centrale de mesures et de régulation (temperature et humidité) (45, 45), par les câbles à con necteurs (49), qui pilotent chacun 2 lots de modules Un stock plus important à traiter (supérieur à la centaine de fûts pris comme exemple sur le dessin de la planche 5 ), peut-être mis sous climatisation individuelle, en disposant un deuxième distributeur de fluide identique à celui cité ( en 46), disposé en (461), et alimenté par les tuyauteries (481). Cette disposition permet de réguler différemment, si nécessaire des lots de fûts ainsi groupés sur un "bloc-pulseur", chacun des "blocs-pulseurs" étant piloté par des pupitres de régulation indépendants (50) représente le microordinateur relié par un bus (51) aux pupitres électroniques (45,45). L'ensemble de l'appareillage comporte une Centrale de Mesure et de Regulation, avantageusement pilotée par un micro-ordinateur, (50) et connectée par un câble bus à chacun des blocs de capteurs (fonctionnant en numérique ) équipant chaque "module de climati sation" Toutes ces mesures sont prises en compte pour la régulation des modules individuels; elles sont enregistrées pa r le micro-ordinateur. Les capteurs permettent de mesurer et réguler, la température, le taux d'humidité et la vitesse de ltair; le niveau de vin dans le récipient en vue de l'ouillage; le taux d'alcool dans l'air de la boucle générale de climatisation De plus des micropipettes d'aspiration, après transfert du vin au moyen de micro-pompes peristaltiques multicanaux, permettent d'obtenir par échantillonnage ,l'analyse des pa ramètres significatifs du vin dans la conduite du vieillissement I1 n'est pas nécessaire d'installer la totalité des capteurs cités ci-dessus sur chaque "module con ditionné"ceg dernier pouvant être équipés seulement des capteurs nécessaires à la régulation en température et humidité . I1 peut également être prévu , en vue de diminuer l'investissement en appareillages ( capteurs et action neurs) de grouper plusieurs "modules " et de les conditionner à partir d'un unique jeu de capteurs disposé sur l'un d'entre eux La régulation peut s'effectuer soit sur chacun des "modules", soit sur des lots de "modules" a partir de la circulation d'air dans la boucle générale: la température et l'humidité sont alors contrôlées par l'action sur le ventilateur individuel du module, (5) Fig. 1 et (20) Fig. 4 et 5); on agit en tout ou rien ,(Arrêt-Marche du venti Ila. lateur),ou par variation de vitesse du le moteur de ce dernier Dans le cas où il est nécessaire de réduire la vitesse de l'air circulant dans les canalisations des "modules" ( diminution de l'évaporation du vin au travers du bois), il est possible d'agir simultanément sur la vitesse de cette circulation par le ventilateur, ainsi que sur la température et le taux d'humidité de la boucle générale. L'appareillage permet d'effectuer l'ouillage ,soit manuellement - par avertisseur -, soit par apport automatique, à partir d'un détecteur de niveau du vin dans les "modules", et d'un réservoir de vin inerté installé à cet effet L'identification des contenants placés en "modules de climatisation" ou des"modules"eu-mêmes, est réalisée par le fait que chaque module est muni d'une immatriculation par code-barres, lors de l'entreposage ; la lecture en est faite électroniquement et enregistrée sur le micro-ordinateur Cette information conservée dans un fichier, avec les enregistrements des mesures effectuées au cours du vieillissement , permet au responsable de la cuverie de connaitre l'évolution de la qualité de chaque lot de vin traité. REVENDICATIONS 1) Le nouveau système de climatisation des fûts pour optimiser le vieillissement du vin est caractérisé par le fait que le conditionnement est obtenu par une climatisation individuelle au niveau de chaque fût,par la réalisation dite de "modules individuels de climatisation 2) Le "module individuel de climatisation" destiné au système de climatisation des fûts selon la revendication 1 est caractérisé en ce qu'il comporte un chassis métallique manipulable et gerbable, formant berceau pouvant recevoir un fût traditionnel, soutenu par des amortisseurs élastiques; le tout est englobé dans une gaine d'habillage préférentiellement souple, étanche et isolée thermiquement, munie préférentiellement d'un ventilateur et de capteurs de température, d'humidité et de vitesse de l'air circulant sur le fût, pour assurer la régulation de ces paramètres . Ces modules sont reliés par des tubulures flexibles à une source d'air climatisé 3) Le "module individuel de climatisation" destiné au système de climatisation des fûts selon les revendications 1 et 2 est caractérisé en ce que, pour s'adapter dans les chais existant et en conserver 1' esthétique, la gaine et berceau sont, dans la présente variante, réduits à une demi-gaine, disposée sous chaque fût,et reliée à la tuyauterie de circulation par où l'air climatisé est pulsé; une deuxième demigaine, disposée au dessus du fat, est reliée à un tuyau d'aspiration, permettant ainsi un recyclage partiel de l'air pulsé 4) Un "module individuel de climatisation" destiné au système de climatisation des fûts selon la revendication 1, est caractérisé en ce que le fût et son berceau sont réalisés sous la forme'un coffrage métallique, dont la structure est telle qu'il comporte, maintenues par des joints--et des organes de serrage convenables, une ou plusieuIs -pa- rois préférentiellement planes, en bois, devant être en contact avec le vin pendant le vieillissement Ces lames, préfér.entiellement en chêne, sont encastrées de telle façon dans le coffrage, que leurs faces externes étant balayées par le flux d'air pulsé de la climatisation, et les faces internes soient en contact avec le vin, les dites lames pouvant être retournées après une première campagne de vieillissement Les coffrages, préférentiellement métalliques constituant les modules sont gerbables et comportent à cette fin des patins et des rainures de positionnement auto-blocables lors du stockage, les modules pouvant être inclinés vers l'avant pour assurer des soutirages exempts de dépôts. 5) Les "modules de climatisation individuels" destin-au système de climatisation des fûts selon les revendications de 1 à 4, sont caractérisés en ce que les canaux de ventilation qu'ils comportent, sont branchés par des tubulures convenables, préférentiellement des modules de cttlmattlsaii onairetPaUnES%hni d'un dispositif de ventilation, dont le débit d'air peut être régulé par variation continue de sa vitesse, ou encore par les mises en marche et arrêts sucessifs de -la ventilation Cette centrale-de climati sation intègre dans un même bâti les organes et composants nécessaires - groupe frigorifique, chaudière, échangeur, ventilateur, humidificateur, sondes ... et assure la circulation de l'air régulé dans les canaux des"modules individuels de climatisation" par les ventilations dont ils sont munis 6) Les "modules de climatisation individuels" destiné au systeme de climatisation des fûts selon les revendications de 1 à 4, sont caracté- risés en ce qu'ils sont reliés à un équipement de climatisation, cons titués de 2 groupes d'organes séparés; d'une part, une centrale d'énergie à eau, comprenant le groupe frigorifique, la chaudière et les pompes; d'autre part, les éléments constituant les "blocs-pulseurs de climatisation". Un ou plusieurs de ces "blocs-pulseurs" sont reliés par des tuyaux souples à un circuit d'eau en provenance de la centrale d'énergie; chacun de ces "blocs-pulseurs" alimente, en air régulé, plusieurs "modules de climatisation individuelle". Chaque "bloc-pulseur" est muni d'un échangeur eau-air, relié à la centrale à circulation d'eau, d'un dispositif d'adduction d'humidité, d'une turbine ou d'un ventilateur pôur pulser l'air climatisé, et des capteurs en température et humidité ( montage psychrométrique) et de variateurs de vitesse et débit d'air pour-régler la climatisation au niveau des fûts 7) Les "modules de climatisation individuels" destiné au système de climatisation des fûts selon les revendications de 1 à 4, sont caractérisésen ce qu'ils sont munis, préférentiellement sur leur face avant, de deux orifices, l'un pour le passage des capteurs et la tubulure assurant l'ouillage; l'autre pour le remplissage. L'un de ces capteurs constitue un détecteur de niveau .Le dispositif est tel que le niveau détecté dans la tubulure portant l'orifice et l'obturateur soutenant les capteurs, est toujours au-dessus du plan correspondant au remplissage total du fût, ou du module, ceci pour éliminer ou réduire au maximum le contact du vin avec l'air . air 8) Les "modules de climatisation individuels" destinés au système de climatisation des fûts selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 7 sont caractérisés en ce qu'ils peuvent être pilotés, pour contrôler le vieillissement du vin, par échantillonnage: échantillon de 1 fût sur 20 fûts par exemple, conditionnés identiquement et remplis du même vin.De la même façon l'un des modules est équipé d'un dispositif de prélèvement par pipettes reliées aux tubes d'une pompe péristaltique multicanaux alimentant des analyseurs automatiques des caractéristiques du vin en cours de vieillissement 9) Les "modules de climatisation individuels" et les centrales qui les alimentent destinés au système de climatisation des fûts selon les revendications de 1 à 8, sont caractérisés en ce qu'ils sont reliés à une centrale de mesures et de régulation, pilotant et enregistrant les température, humidité, vitesse et débit d'air régulé, module par module, ou par lot de plusieurs modules, ainsi que les caractéristiques du vin, telles que température, pH, S02 libre, oxygène dissous, couleurs ces informations étant consignées en mémoire dans le micro-ordinateur de la centrale. L'automatisme, permis par cette dernière, autorise la possibilité d'effectuer sans manipulations humaines, les ouillages sur les fûts et modules, les opérations de dégazage et soutirage sans agitation du vin La centrale de mesure effectue en même temps le repérage des lots de vin analysés grâce à un lecteur de codes-barres, visualisant les étiquettes ( en codes-barres) apposées sur chaque module, lors de la mise en place du stock de vin à faire vieillir Les mesures et résultats des analyses sont prises en compte par la centrale de mesure et mis en mémoire dans le micro-ordinateur du système