Brevet FR2775212A1 — publié le 19990827

PROCEDE DE CONTROLE DE L'INTENSITE DE CHAUFFE DE BARRIQUES EN COURS DE FABRICATION La présente invention se rapporte à la fabrication de barriques et plus particulièrement à la chauffe de ces dernières lors des opérations de cintrage et de brûlage. Traditionnellement, ces opérations sont effectuées en plaçant une ébauche de barrique formée d'un jeu complet de douelles réunies à une extrémité par un cercle, au dessus d'un brasero alimenté en bois. Les douelles doivent être chauffées à une certaine température avant d'être cintrées, pour éviter la casse. La chauffe permet également, dans la foulée, d'effectuer un brûlage des douelles permettant la libération au sein du bois de divers composés, selon le niveau de température atteint, ces composés développant des arômes de différentes natures et de différentes intensités qui contribueront par la suite à conférer au vin appelé à séjourner dans la barrique des propriétés organoleptiques particulières. Ces composés se développent dans une gamme de températures sensiblement plus élevées que le seuil de température nécessaire au cintrage des douelles. D'une manière générale et traditionnellement les divers degrés de chauffe, en premier lieu celui de cintrage, puis éventuellement et selon les desiderata des professionnels de la vitiviniculture, celui du brûlage, sont détectés empiriquement, par le contact et l'odorat. Une telle méthode n'est cependant pas une garantie de qualité, de régularité et de satisfaction totale à la demande du client. La présente invention vise à lever ces aléas et imprécisions en proposant une technique de contrôle de la chauffe facile à mettre en oeuvre et répondant de manière plus précise et régulière aux desiderata des utilisateurs, tout particulièrement quant à la nature des arômes qu'ils entendent voir développer dans le bois. A cet effet, I'invention a pour objet un procédé de contrôle de itintensité de chauffe de barriques en cours de fabrication, en vue du cintrage, puis du brûlage des douelles, caractérisé en ce que - dans une étape préalable, on modélise la chauffe en vue d'analyser les arômes développés, par une pyrolyse associée à une séparation et une identification des composés aromatiques, ladite pyrolyse étant effectuée sur différents types de lignines de l'essence utilisée pour les douelles, à différentes températures, on sélectionne à partir des pyrogrammes ainsi obtenus certains composés en fonction de leur appartenance à un nombre déterminé de familles de produits les plus importants du point de vue organoleptique, et on détermine une pluralité de seuils de température correspondant chacun à la formation d'un spectre spécifique, à la fois qualitatif et quantitatif, de produits appartenant à tout ou partie desdites familles, - puis, au stade de la fabrication de la barrique, on appose avant chauffage, sur la face externe d'une douelle, une pluralité de voyants thermiques programmés pour changer de couleur au passage, d'une part, du seuil de température désiré pour le cintrage, et, d'autre part, des seuils de température de brûlage déterminés dans ladite étape préalable, ensuite on chauffe les douelles jusqu'à l'atteinte du seuil de température de cintrage, on effectue à ce moment le cintrage des douelles, et enfin, on remet en chauffe la barrique jusqu'à l'atteinte du seuil de température de brûlage désiré. Un tel procédé assure un contrôle beaucoup plus fiable et régulier que ne le permet l'appréciation, toujours subjective, du tonnelier, d'une part, de la température de cintrage et, d'autre part et surtout, de la température de brûlage à ne pas dépasser pour obtenir une typologie particulière d'arômes développés dans le bois de la barrique, parmi un choix de plusieurs typologies distinctes correspondant à autant de niveaux de chauffe, par exemple et typiquement trois niveaux : chauffe faible, chauffe moyenne et chauffe forte, selon l'essence du bois des douelles. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Figure 1 est une vue schématique en perspective d'une barrique en cours de chauffage et avant cintrage - Figure 2 est une courbe d'évolution en fonction du temps, de la température sur la face interne des douelles en cours de chauffage pour les opérations de cintrage et de brûlage - Figure 3 est un pyrogramme d'une lignine "E" à 4000C - Figures 4 et 5 sont des courbes d'évolution en fonction de la température de chauffe des dérivés du syringol et du gaïacol respectivement - Figure 6 est une courbe d'évolution en fonction de la température de chauffe du rapport des dérivés syringol/gaïacol, et - Figure 7 est une courbe d'évolution des quantités d'acide acétique et d'acroléïne dégagées en cours de chauffe. Sur la figure 1, on a représenté une barrique en cours de chauffe, à la manière traditionnelle, en vue de son cintrage, puis de son brûlage. La barrique est constituée d'un jeu de douelles 1 assemblées à l'une de leurs extrémités par un cercle 2. La barrique, sans les fonds, est placée comme illustré, le cercle 2 étant en partie haute, au dessus d'un brasero central dit de cintrage, symbolisé en 3 et alimenté en bois. Deux autres cercles 4, en attente, sont mis en place en dessous du cercle d'extrémité 2. La technique traditionnelle de cintrage/brûlage des douelles 1 consiste à porter les douelles à un niveau de température ramollissant le bois dans la masse suffisamment pour éviter la casse des douelles lors de leur cintrage pour donner la forme d'un tonneau. Ce cintrage s'effectue, également traditionnellement, en retirant l'ébauche de barrique du brasero et à l'aide de deux chaînes disposées en opposition et ceignant l'extrémité inférieure libre des douelles 1, en rapprochant les douelles jusqu ce qu'elles soient jointives. A ce moment, un cercle, pendant du cercle supérieur 2, est mis en place autour des douelles en partie inférieure et la barrique est remise aussitôt sur un autre brasero, dit de brûlage, pour être portée à la température désirée. Suivant cette technique, I'appréciation de la température, d'une part, de cintrage, puis d'arrêt de brûlage s'apprécie à l'estime en approchant l'avantbras des douelles 1 autour du brasero, de cintrage puis de brûlage. Si l'on place, au cours d'un cycle traditionnel de cintrage brûlage, des capteurs de température sur la face interne des douelles 1, on peut relever une courbe d'évolution de température telle qu'illustrée par la figure 2, en premier lieu lorsque l'ébauche de barrique est placée au dessus d'un brasero de cintrage, puis, après un temps de non-chauffage au cours duquel les douelles sont cintrées, lorsque la chauffe de la barrique est reprise à l'aide d'un brasero dit de brûlage. On observe ainsi que la température sur la face interne des douelles 1 grimpe en une dizaine de minutes à une valeur que se stabilise au voisinage de 30000. L'expérience apprend qu'il faut une trentaine de minutes pour que la température moyenne de la masse des douelles soit suffisante pour ramollir le bois dans sa masse en sorte de supprimer tout risque de casse au cours de l'opération de cintrage symbolisée en C sur la figure 2. A ce degré de ramollissement, la température sur la face externe des douelles, celle qui est détectée empiriquement par le tonnelier, est de l'ordre de 400 C. On observe également sur la figure 2 que lors du chauffage de brûlage la courbe de température présente des fléchissements passagers tels que ceux repérés en H sur la figure, correspondant à des opérations ponctuelles d'humidification de la surface extérieure des douelles 1. Ces opérations, traditionnelles, ont pour but d'effectuer un apport d'eau favorisant l'éclatement des polymères et le thermoformage des douelles. Au cours du brûlage, la température de la surface interne des douelles va remonter et dépasser sensiblement le seuil des 3000C pour approcher les 4000C. Dans le même temps, bien entendu, la température de surface externe des douelles va évoluer sensiblement en proportion. Le tonnelier arrêtera la chauffe de brûlage au niveau de température, toujours apprécié à l'estime, correspondant selon son expérience aux types d'arômes développés dans le bois que désire le client. II est évident qu'une telle appréciation, subjective, n'apporte aucune garantie de précision et de régularité dans la fabrication des barriques. Le procédé de contrôle de chauffe selon l'invention va consister, lors d'une étape préalable, en une identification et quantification des arômes développés au cours de la montée en température, au delà du seuil de cintrage. Plus précisément, on va réaliser une modélisation par une pyrolyse effectuée non pas sur le bois constitutif des douelles, mais sur ses composants les plus sensibles à la chaleur, à savoir et d'une manière générale les protolignines. La pyrolyse est suivie d'une séparation des arômes produits et se présentant sous forme d'un mélange complexe, notamment par chromatographie en phase gazeuse, puis d'une identification, notamment par spectrométrie de masse. L'ensemble des opérations se fait en ligne, ce qui évite les transformations et les pertes éventuelles de produits qui pourraient se produire si ces memes opérations étaient effectuées séparément en discontinu. Un autre avantage de ce mode opératoire et de permettre de faire des "effets de température" et donc d'obtenir des cinétiques thermiques. Les macromolécules, telles que les élastomères, les résines thermoplastiques ou les polymères naturels tels que les tannins, ne peuvent pas être analysés directement par spectrométrie de masse sous impact électronique, du fait qu'il est impossible de les volatiliser sans décomposition. La pyrolyse permet néanmoins d'accéder à des informations concernant la structure de leur réseau et dans certains cas à la nature de leurs additifs. La pyrolyse consiste à rompre certaines liaisons sous l'effet de la chaleur (thermolyse). Ceci permet d'obtenir des produits (monomères, oligomères, produits de réarrangement ou de dismutation, H2, CH4, ...) plus volatils que les polymères de départ. Dans le cas de la thermolyse du bois, qui se fait lors de l'opération de chauffe, ces molécules volatiles seront, selon la température à laquelle on travaille, soit des arômes favorables, soit des produits de dégradation peu intéressants, voire nuisibles. En même temps, des produits légers préexistants peuvent se trouver libérer par vaporisation et se trouveront mélangés aux produits de thermolyse. Le mélange de molécules légères obtenu est complexe et devra donc subir une séparation par chromatographie en phase gazeuse. Les produits seront identifiés, au fur et à mesure de leur apparition en sortie de chromatographie, à l'aide du spectromètre de masse. Les deux paramètres à considérer dans une telle pyrolyse sont la température et la durée de pyrolyse. La température influe à la fois sur la nature et sur la distribution des produits formés : plus la température est élevée, plus la dégradation de la chaîne est importante et plus il se forme de produits légers (H2, CH4,...) et donc moins de motifs plus caractéristiques du réseau tels que les motifs monomères et oligomères. Par contre, à plus basse température, il se forme des chaînes plus longues, donc plus lourdes qui risquent d'avoir de la difficulté à se vaporiser. Dans des conditions analytiques courantes, il est donc nécessaire de déterminer une température moyenne qui est un compromis entre ces deux impératifs. Une température comprise entre 400 et 7000C convient pour la plupart des analyses de polymères naturels ou de synthèse. La durée de pyrolyse sera également un facteur non négligeable dans l'apparition de certains arômes. Conformément à l'invention, plusieurs types de lignines pures ont été pyrolysées à divers seuils de température. A titre d'exemples illustratifs, trois types de lignines, respectivement la lignine LD extractible au dioxane à chaud, la lignine LE extractible à l'éthanol en milieu acide et la lignine Ln, très dégradée, extractible à l'eau, ont été pyrolysée à quatre seuils de température, respectivement 300, 400, 500 et 6000C. Plusieurs dizaines de produits différents ont été détectés et identifiés, à partir de pyrogrammes tels que celui illustré par la figure 3 et relatif à une lignine LE pyrolysée à 4000C. Les divers pics (P1, Pli..., P2 Pn) ainsi que leur importance permettent de répertorier, qualitativement et quantitativement, en particulier dans la gamme de températures 300 à 4000C qui correspond aux températures de brûlage, les arômes développés dans le bois et d'effectuer une sélection d'un groupe de produits, les plus importants du point de vue organoleptique, d'après leur appartenance à des familles caractéristiques. C'est ainsi qu'à titre d'exemple, ont été sélectionnés les produits appartenant aux quatre familles suivantes : acroléine, acide acétique, dérivés du gaïacol et plus particulièrement gaïacol, vanilline, eugénol et acétovanillone et dérivés du syringol et plus particulièrement syringol, syringaldéhyde, allyl-4syringol et acétosyringone. Sur les figures 4 et 5, on a représenté l'évolution en fonction de la température des dérivés du syringol et des dérivés du gaïacol respectivement. La figure 6 illustre l'évolution en fonction de la température du rapport des quantités de dérivés du syringol et du gaïacol, lié à la dégradation plus ou moins facile des motifs syringol et des motifs gaïacol des lignines. La figure 7 montre que dès 3000C, il se forme un peu d'acide acétique. Néanmoins, la quantité qui se dégage reste faible jusqu'à 4000C et ne risque pas d'altérer de façon significative la qualité finale. Cette même figure 7 montre la formation d'acroléine mais au delà ( > 5000C) des températures de brûlage. La figure 7 enseigne ainsi qu'il est important de ne pas dépasser lors du brûlage le seuil des 4000C, en raison de l'apparition de produits peu intéressants voire nuisibles tels que l'acide acétique et l'acroléine, cette dernière ayant un caractère particulièrement irritant. Ainsi, aux divers seuils de température correspondant aux températures de pyrolyse sont identifiés des spectres ou bouquets d'arômes, spécifiques plus ou moins typés et correspondant chacun à des dominantes particulières, par exemple, des arômes de pain grillé, de vanille, de noix de coco, etc... Pour répondre à une attente précise du client quant à la typologie d'arômes désirée, il suffira d'arrêter le brûlage, conformément à l'invention, lorsque sera atteint le seuil de température correspondant à ladite typologie. Par exemple, on pourra retenir trois seuils de température, respectivement 3000C, correspondant à une chauffe dite faible, 3300C correspondant à une chauffe dite moyenne et 3600C correspondant à une chauffe forte, ces températures étant des températures de surface interne des douelles Conformément à l'invention, ces seuils seront repérés extérieurement à la barrique en cours de brûlage, par détection de la température de surface externe, notamment à l'aide de voyants thermiques du commerce. Ceux-ci se présentent sous la forme de patchs qui ont la particularité de changer de couleur, de manière irréversible, lorsque la température atteint, en montant, un seuil déterminé de transition calorimétrique. Les seuils de transition calorimétrique de ces patchs seront bien entendu choisis en correspondance avec les seuils de température interne de brûlage retenus, tels que 3000C, 3300C et 3600 C. Ces seuils sont faciles à établir à partir d'une mesure de l'évolution de la température de surface externe des douelles en cours de brûlage, en correspondance avec l'évolution de la température de surface interne. C'est ainsi par exemple que pour un type particulier de douelle (essence, épaisseur) correspondra aux températures internes de 3000 C, 3300C et 3600C des températures externes respectives de 700C, 800C et 900C. II suffit alors de munir chaque ébauche de barrique, avant la chauffe, d'un jeu de patchs, indépendants ou regroupés sur un même support. Les patchs sont par exemple collés sur la face externe d'une douelle 1, de préférence dans la partie centrale, comme symbolisé en P sur la figure 1. Un jeu de patchs comprendra au moins deux éléments, I'un changeant de couleur à un premier seuil de température, celui de cintrage, par exemple 400C et l'autre à un second seuil de température, de brûlage, légèrement supérieur au seuil de cintrage. Plus généralement, pourront être prévus quatre patchs, I'un à 400 C, de cintrage, et trois autres, de brûlage, correspondant à trois niveaux de chauffe, comme indiqué plus haut, faible, moyenne et forte, correspondant par exemple à des seuils de température de 700C, 800C et 900C. Les ébauches de barriques seront ainsi systématiquement munies, avant chauffe, d'un tel jeu de quatre patchs. Au brûlage, le tonnelier arrêtera la chauffe dès le changement de couleur de celui des trois patchs de brûlage sélectionné en fonction des desiderata du client. Enfin, I'invention n'est évidemment pas limitée aux modes de mise en oeuvre décrits ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les moyens mis en oeuvre pour réaliser ladite modélisation, le choix des lignines pyrolysées, la sélection des produits développés et la détermination en conséquence des seuils de température des différents niveaux de chauffe, de brûlage notamment, ainsi que la nature et l'agencement des moyens de repérage de seuils de température rapportés sur la face externe des douelles avant chauffage. L'invention s'applique également à divers types de barriques, futailles ou analogues et à diverses essences de bois, telles qu'en particulier celles de chênes utilisables en tonnellerie, ou l'acacia, ou encore le châtaignier. L'invention s'applique enfin non seulement à la viniculture mais également à l'élaboration de brandies, whiskies, eaux de vie de fruit, etc... REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle de l'intensité de chauffe de barriques en cours de fabrication, en vue du cintrage, puis du brûlage des douelles (1), caractérisé en ce que: - dans une étape préalable, on modélise la chauffe en vue d'analyser les arômes développés, par une pyrolyse associée à une séparation et une identification des composés aromatiques, ladite pyrolyse étant effectuée sur différents types de lignines de l'essence utilisée pour les douelles (1), à différentes températures, on sélectionne à partir des pyrogrammes ainsi obtenus certains composés en fonction de leur appartenance à un nombre déterminé de familles de produits les plus importants du point de vue organoleptique, et on détermine une pluralité de seuils de température correspondant chacun à la formation d'un spectre spécifique, à la fois qualitatif et quantitatif, de produits appartenant à tout ou partie desdites familles, - puis, au stade de la fabrication de la barrique, on appose avant chauffage, sur la face externe d'une douelle (1), une pluralité de voyants thermiques (P) programmés pour changer de couleur au passage, d'une part, du seuil de température désiré pour le cintrage, et, d'autre part, des seuils de température de brûlage déterminés dans ladite étape préalable, ensuite on chauffe les douelles (1) jusqu'à l'atteinte du seuil de température de cintrage, on effectue à ce moment le cintrage des douelles (1), et enfin, on remet en chauffe la barrique jusqu'à l'atteinte du seuil de température de brûlage désiré. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pyrolyse est effectuée sur des lignines choisies dans le groupe comprenant les lignines de types LD, LE, et Ln. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites familles de produits sélectionnées sont choisies dans le groupe comprenant : I'acroléine, L'acide acétique, les dérivés du gaïacol et les dérivés du syringol. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les dérivés du gaïacol sont choisis dans le groupe comprenant le gaïacol, la vanilline, I'eugénol et l'acétovanillone. 5. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les dérivés du syringol sont choisis dans le groupe comprennent le syringol, le syringaldéhyde, I'allyl-4-syringol et l'acétosyringol. 6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la pyrolyse est effectuée dans la plage de températures 300 à 4000C. 7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on détermine un seuil de température de cintrage et trois seuils de température correspondant à trois niveaux de chauffe de brûlage. 8. Procédé suivant les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que les températures de changement de couleur desdits voyants thermiques (P) correspondant auxdits seuils de température de cintrage puis de brûlage, sont respectivement de 400C, 700C, 800C et 900C. 9. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite pyrolyse est effectuée à l'aide d'un pyrolyseur couplé en ligne avec un chromatographe en phase gazeuse et un spectromètre de masse.