Brevet FR2755974A3 — publié le 19980522

FR 2755974 A3 19980522 FR 9714493 A 19971119 CUVE DE VINIFICATION L'invention concerne une cuve de vinification, c'est à dire une cuve dans laquelle se déroule le processus de fermentation du vin. La cuve préconisée possède des caractéristiques fonctionnelles optimales concernant l'agitation, la remontée, le contrôle thermique, la vidange et l'auto-nettoyage, sur la base d'une structure simple et par conséquent peu onéreuse. On sait que le processus traditionnel de fermentation du vin est réalisé dans des cuves en béton et en bois. Le problème des cuves en béton réside dans l'existence d'un très grand nombre de pores sur la surface des parois, ce qui facilite l'adhésion des bitartrates et gêne le nettoyage ultérieur, alors que dans le cas des cuves en bois le problème fondamental réside dans leur coefficient d'isolement thermique élevé, ce qui rend beaucoup plus difficile la dissipation thermique nécessaire au cours de la fermentation. Plus récemment, des couches de résines ont été utilisées dans le cas des cuves en béton et en fer, qui sont destinées à combler les pores dans le premier cas, et à protéger de la corrosion dans le deuxième, évitant ainsi l'adhérence des bitartrates et rendant le nettoyage ultérieur plus aisé, mais qui ont l'inconvénient de s'écailler en fonctions des coups que peuvent recevoir ces cuves, ce qui provoque des proliférations bactériennes qui entraînent des foyers d'infection et des mauvais goûts. Ce problème a conduit à l'utilisation de cuves en acier inoxydable, cylindriques et qui sont en général d'un volume important afin de permettre l'homogénéisation d'importantes quantités de vin, ce qui rend impérative l'utilisation de grandes hauteurs ou de grands diamètres. Mais plus grande sera la surface utilisée, plus élevé sera le coût nécessaire au maintien de conditions thermiques constantes, et on devra ajouter les difficultés que représentent, dans le cas des diamètres importants, I'agitation et la remontée uniforme dans certains cas. L'alternative qui consiste à utiliser des cuves plus petites et d'un diamètre plus faible, permet une meilleure utilisation de la surface disponible, mais, en contrepartie, oblige à augmenter considérablement la hauteur des cuves, ce qui entraîne des problèmes d'utilisation d'échelles, de contrôle technique, d'agitation et de remontée nulles, ainsi que l'utilisation de caves plus vastes; il est en outre très difficile de maintenir les conditions thermiques idéales lorsque des différences de température importantes sont constatées entre la partie haute de la cave et la base de ces cuves. Tout ceci a conduit à l'utilisation de cuves de vinification disposées à l'horizontale, et on connaît bien des cuves à plan rectangulaire et à section trapézoïdale isocèle, qui sont munies de plaques de type radiateur à l'intérieur afin de contrôler la température et équipées de moyens d'agitation constitués par des pignons sur lesquels sont montées de longues chaînes qui entraînent des pales qui à leur tour remuent la pâte de la vinification et la pousse de bas en haut. Cette solution est néanmoins très onéreuse du point de vue structurel et elle est moins que parfaite d'un point de vue fonctionnel; en ce qui concerne son coût, la section trapézoïdale nécessite la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication complexe, un important treillis d'appui, des nervures et des profilés extérieurs destinés à empêcher la déformation des surfaces plates; par ailleurs, le système d'agitation assure une bonne mobilité dans les secteurs périphériques de la cuve mais non dans la partie centrale où le mélange uniforme n'est pas assuré. La cuve de vinification proposée par l'invention appartient au dernier des types de cuves précités, c'est à dire des cuves appelées horizontales, qui apportent une solution totalement satisfaisante aux problèmes indiqués, grâce à des fonctionnalités optimales et à un coût minimal. Dans ce but, et plus concrètement, cette cuve est constituée par un corps ou cuve horizontale allongée, de section semi-circulaire relevée qui appuie sa section semi-circulaire sur des pieds qui, non seulement lui servent d'appui, mais servent également de support pour des longerons qui vont jusqu'à l'ouverture supérieure de la cuve et sur lesquels viendront s'appuyer les pieds d'une seconde cuve ayant des caractéristiques identiques. A l'intérieur de cette cuve et le long de l'axe imaginaire de la courbure de la section semi-circulaire servant de fond, est installé un arbre d'agitation, équipé de bras radiaux terminés par des pales qui seront régulièrement espacées dans la cuve, ces bras et ces pales ayant pour fonction d'assurer l'agitation et le mouvement uniforme du contenu de la cuve. Cet arbre d'agitation est entraîné par un moto-réducteur qui fonctionnera, suivant les décisions de l'oenologue, de manière intermittente et à vitesse variable, conformément à une programmation spécifique retenue dans chaque cas. Le fond de cette cuve est équipé d'un grillage, sous lequel est aménagé un compartiment auxiliaire qui, tout comme le grillage et en fonction du volume de la cuve, pourra se prolonger tout le long de la cuve ou sur une moindre longueur et, dans ce dernier cas, pourrait se trouver centré ou excentré vers l'une ou l'autre des extrémités de la cuve ; ce compartiment auxiliaire est destiné à recueillir le moût qui sera refoulé vers le haut à l'aide d'une pompe et d'une canalisation qui prend son départ dans ce compartiment et qui est coiffée par un répartiteur au niveau de I'ouverture supérieure de la cuve. Il est évident que ce compartiment sert également à vidanger le moût égoutté après fermentation. Le corps de cette cuve pourra être équipé sur la totalité de sa surface ou sur une partie, d'une double paroi ou bien de serpentins convenablement répartis sur sa surface intérieure et convenablement protégés, ou encore de plaques de type radiateur adossées sur ses parois latérales permettant ainsi, quelle que soit la disposition, de pomper un fluide chaud ou froid, afin de réguler la température à l'intérieur de la cuve et de lui donner les caractéristiques idéales pour recevoir le raisin, et de provoquer le départ ou le retard de la fermentation, suivant le critère de l'oenologue ou du chercheur. Deux sondes situées en des points spécifiques de la cuve permettront la lecture de la température moyenne de la cuve. Conformément à un autre caractéristique de cette invention, les pales d'agitation adoptent une configuration en hélice, de façon à assurer, lorsqu'elles tournent dans un certain sens, une poussée des moûts vers le compartiment auxiliaire inférieur, après avoir ôté le grillage, et grâce au montage dans ce compartiment d'une vis sans fin permettant d'extraire les moûts de la cuve par une action mécanique. Lorsqu'il s'agit de cuves d'une capacité importante, les pales d'agitation agissent également comme moyen de poussée des moûts vers une ouverture pratiquée à l'une des extrémités de la cuve, rendant ainsi, dans cette configuration, inutile la présence de la vis sans fin. Enfin, conformément à une autre caractéristique de l'invention, la canalisation de refoulement et son répartiteur sont utilisables comme moyen de nettoyage, en refoulant de l'eau sous pression dans la cuve. D'autres caractéristiques, avantages et détails de l'invention ressortiront du complément de description qui va suivre et fait en référence au dessin annexé, donné à titre d'exemple et qui est une vue en perspective avec arrachement partiel d'une cuve de vinification selon l'invention. La cuve de vinification selon l'invention est constituée par une cuve (1), considérablement allongée dans le sens horizontal, de section semi-circulaire relevée dont les extrémités de la surface inférieure semi-cylindrique (2) s'appuient au moins sur une paire de pieds (3), sur lesquels viennent s'appuyer à leur tour des longerons (4) qui se prolongent jusqu'à l'ouverture supérieure (5) de la cuve afin de permettre de supporter à leurs extrémités les pieds (3) d'une seconde cuve, ce qui permettrait par conséquent d'empiler deux cuves de caractéristiques identiques, améliorant ainsi l'utilisation de l'espace disponible dans la cave. Un arbre (6) est fixé à l'intérieur de la cuve (1) qui est destiné essentiellement à l'agitation mais qui participe également à l'extraction des moûts au cours de la phase terminale de nettoyage de la cuve. Plus concrètement, cet arbre d'agitation (6) est situé le long de l'axe géométrique imaginaire de la section semicylindrique inférieure (2) de la cuve (1). Il est monté à chacune de ses extrémités sur des paliers fixés aux parois d'extrémité (7) de la cuve et il dépasse à une extrémité de ladite paroi afin de recevoir, grâce à une transmission adaptée, le mouvement d'un moto-réducteur (9) placé à hauteur convenable sur une petite plate-forme (10) associée à cette même paroi d'extrémité (7) de la cuve (1). Un certain nombre de groupes de bras radiaux (11) sont solidaires de cet arbre (6), se prolongent jusqu'au voisinage de la paroi interne de la cuve et sont munis à leur extrémité de pales (12) qui assurent une double fonction, celle d'extraire et d'agiter le contenu de la cuve et de faciliter l'entraînement ultérieur des moûts au cours du nettoyage de la cuve (1) qui termine la phase de fermentation. Selon une variante de réalisation des moyens d'extraction ou d'agitation pourraient être réalisés par plusieurs groupes de pales montées aux extrémités des bras radiaux correspondants, ces pales étant d'une grande longueur et leur positionnement pouvant être fixé à divers emplacements de l'arbre horizontal. Selon une autre variante de réalisation, des moyens d'agitation ou d'extraction pourraient être réalisés grâce à l'utilisation de deux cercles placés aux extrémités de la cuve, qui aurait alors une forme générale de type cylindrique, ces cercles étant reliés à une paire de spirales qui balayent la face intérieure de la cuve et qui mélangent l'intégralité de son contenu. Les moyens d'extraction pourraient également être constitués de deux groupes de pales, les bras de chaque groupe étant solidarisés radialement à des configurations polygonales correspondantes qui seraient à leur tour solidaires d'un axe commun ou cylindre qui serait actionné par un moto-réducteur ou n'importe quel autre système classique. A l'extrémité de la cuve (1) et à un niveau inférieur, un compartiment auxiliaire (13) a été aménagé, sensiblement allongé et qui se projette vers le bas. Le compartiment (13) est fermé à son niveau supérieur par un grillage (14) qui assure une continuité de la surface avec les parois du secteur semicylindrique de la cuve (1) et qui est en outre amovible, le fond de ce compartiment auxiliaire devant recevoir une pompe qui, par le biais d'une canalisation extérieure (15), permet la remontée du moût qui passe au travers de ce grillage (14). La canalisation (15) atteint un niveau proche de l'ouverture supérieure (5) de la cuve, et deux répartiteurs latéraux (16) sont rattachés à cette canalisation (15), chacun équipé de groupes de buses (17) orientées vers l'intérieur de la cuve. La longueur et le positionnement de ce compartiment auxiliaire (13) sont variables en fonction de la capacité de la cuve (1). Lorsque cela sera nécessaire, un serpentin (18) prévu pour la circulation d'un fluide froid ou chaud, sera posé sur la paroi extérieure de cette cuve (1), suivant la nécessité d'augmenter ou de réduire la température du moût. Ce serpentin (18) pourra être simple ou multiple, et il pourra utilement être aussi matérialisé à l'intérieur d'une chambre aménagée grâce à la double paroi de cette cuve (1). L'introduction d'un fluide chaud ou froid pourra éventuellement être assurée par le biais d'un cylindre creux qui pourrait à la fois être l'axe de rotation des groupes de pales d'extraction, ou encore se faire latéralement ou, finalement, à l'intérieur d'une double chambre en assurant un parcours en zigzag grâce à des cloisons longitudinales aménagées de sorte à définir ce circuit zigzaguant de cheminement du fluide. Enfin et toujours à l'intérieur du compartiment auxiliaire (13), lorsqu'il s'agit d'une cuve (1) de petite taille, on installera une vis sans fin (19) qui, au cours de la phase terminale de nettoyage et avant l'extraction du grillage (14), permettra d'expulser automatiquement vers l'extérieur les moûts résiduaires produits au cours de la vinification. A cet effet, les pales (12) des bras (11) adoptent une configuration en hélice afin de provoquer, lors de leur rotation dans un certain sens, un mouvement de déplacement longitudinal le long du fond de la cuve (1) jusqu'au compartiment auxiliaire (13), indiqué plus haut, dans lequel est logée la vis sans fin qui expulse finalement ces moûts. Si toutefois il s'agit d'une cuve (1) de dimensions importantes, cette vis sans fin n'existera pas et les pales (12) des bras (11) ellesmêmes assureront l'expulsion des moûts, par le biais d'une vanne opérationnelle prévue dans une des parois d'extrémité de la cuve comme indiqué plus haut. Les moyens d'extraction ou d'évacuation précités pourraient à leur tour être constitués d'une vis sans fin placée au dessus d'un canal dont le niveau supérieur se situerait au dessus du niveau du grillage prévu en fond de cuve et sous laquelle serait aménagée une chambre de réception du moût, cette vis sans fin étant actionnée par un moto-réducteur monté en sens longitudinal ou transversal et, dans le premier cas, I'extrémité de sortie pouvant se trouver à l'extérieur ou à l'intérieur de la cuve. Comme cela a été précisé plus haut, une fois la vinification terminée et un fois l'extraction des moûts achevée, les moyens prévus pour la remontée sont utilisables pour le nettoyage de la cuve; plus concrètement, la pompe pourra être équipée d'une prise d'eau auxiliaire utilisée pour refouler de l'eau de l'intérieur de la cuve (1) vers le répartiteur (16) et plus précisément vers les buses (17), ce qui permettra le nettoyage intégral des parois intérieures et l'élimination des résidus par l'ouverture de sortie (20) de la vis sans fin (19). Cette ouverture sera évidemment dotée d'un système de fermeture afin de la rendre inutilisable au cours de la vinification. La structure décrite plus haut offre un certain nombre d'avantages, parmi lesquels on peut citer: - la grande simplicité des mécanismes et de la conception de cette cuve (1) qui entraînent des coûts de fabrication bien inférieurs à ceux des cuves de vinification actuellement sur le marché et qui proposent des prestations similaires, les économies se chiffrant à 50% environ, - l'emplacement à l'extérieur du serpentin (18) de contrôle de la température permet la réalisation d'une cuve (1) dont les parois sont totalement lisses, ce qui facilite le nettoyage, - les pales d'agitation (12) des bras (11) du système d'agitation assurent la parfaite homogénéisation des moûts, empêchent la formation de noyaux statiques à l'intérieur de la cuve et facilitent une meilleure homogénéité thermique, et - la simplicité fonctionnelle puisque l'arbre d'agitation est tout simplement monté sur deux appuis en extrémité, évitant la possibilité de recoins difficilement nettoyables. REVENDICATIONS 1. Cuve de vinification du type cuve allongée horizontalement, caractérisée en ce que la cuve (1) présente une section semi-circulaire cylindrique relevée qui comporte une section inférieure semi-cylindrique (2) dont les extrémités s'appuient au moins sur deux pieds (3) qui servent à leur tour d'appui pour des longerons (4) qui montent jusqu'à l'ouverture supérieure (5) de la cuve et permettent ainsi d'empiler une seconde cuve de vinification ayant des caractéristiques identiques. 2. Cuve de vinification selon la revendication 1, caractérisée en ce que, au sein de la cuve (1) et en correspondance avec l'axe géométrique de sa section semi-cylindrique (2), un arbre (6) est monté dans des paliers qui s'appuient sur les parois d'extrémité (7) de la cuve (1), emmerge de l'une d'entre elles afin de recevoir l'actionnement d'un moto-réducteur (9) et supporte, convenablement réparties sur la longueur de cet arbre (6), un certain nombre de pales d'agitation (12) montées sur des bras (11). 3. Cuve de vinification selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'entraînement de l'arbre (6) de la cuve (1) est assuré par le moto-réducteur (9) suivant une vitesse variable et un fonctionnement intermittant, et qui est réglé conformément à un programme oenologique permettant d'adapter la cuve aux exigences de chaque cas. 4. Cuve de vinification selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, lorsque la cuve (1) est de petites dimensions, , un compartiment auxiliaire inférieur (13) projeté vers le bas est aménagé au fond de la cuve (1) et à une extrémité de celle-ci, en ce que le comportiment auxiliaire (13) est fermé à son niveau supérieur par un grillage amovible (14), en ce qu'une vis sans fin (19) est montée dans ce compartiment (13) et destinée à permettre l'extraction des moûts résiduaires, en ce qu'une pompe est installée dans ce compartiment (13) pour remonter le moût le long d'une canalisation extérieure (15) jusqu'à l'ouverture supérieure (5) de la cuve (1) où se situent deux répartiteurs longitudinaux (16) munis de buses (17) uniformément réparties et qui se déversent à l'intérieur de la cuve (1), et en ce que, lorsque la cuve est de grandes dimensions, le compartiment auxiliaire (13) est dépourvu de vis sans fin, et les pales d'agitation (13) se chargeront du déplacement axial des moûts vers l'extérieur au moyen d'une vanne montée dans la paroi d'une des extrémités de la cuve. 5. Cuve de vinification selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les pales d'agitation (12) situées aux extrémités des bras (11), prennent une configuration en hélice afin d'assurer l'entraînement longitudinal des moûts vers le secteur terminal de la cuve dans laquelle est situé le compartiment auxiliaire (13) qui supporte la vis sans fin (19) d'expulsion de ces moûts, ou vers une vanne d'expulsion directe vers l'extérieur. 6. Cuve de vinification selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pompe de remontée est équipée d'une prise d'eau auxiliaire pour refouler de l'eau à l'intérieur de la cuve (1) et qui utilise le système de remontée pour l'eau destinée à son nettoyage. 7. Cuve de vinification selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un serpentin (18) destiné au contrôle thermique est monté à l'extérieur de la paroi de la cuve (1), la paroi interne de la cuve (1) étant entièrement lisse, le serpentin (18) pouvant être remplacé, éventuellement, par une double paroi formant chambre ou enveloppe.