Brevet FR2798936A1 — publié le 20010330

PROCEDE ET PIECES DE TRANSFERT MOLECULAIRE VERS LIQUIDE COMME DU VIN, D'ELEMENTS ENTRANT DANS LA COMPOSITION D'UN SOLIDE, COMME LE BOIS La présente invention concerne un procédé pour faire passer dans un liquide quelconque des éléments particuliers entrant dans la composition de certains solides naturels comme du bois. Le procédé est notamment utilisable pour la conservation et le vieillissement des alcools ; à cet égard on connaît depuis l'antiquité l'apport liquides tels les vins et les alcools de certaines essences de bois comme le chêne ou le châtaignier très utilisées pour la fabrication des douves ou des douelles, des tonneaux ou des futailles afin d'améliorer le goût, l'olfaction ou encore durée de vie ou le vieillissement de liquides en leur donnant une typicité particulièrement recherchée par amateurs et constituant en tout cas, un argument de vente très sérieux. sait en effet aujourd'hui que le stocké par exemple dans un fût, une cuve, un foudre ou un tonneau en bois reçoit en supplément ou en complément de la part du bois composant ce récipient, des molécules gustatives, olfactives ou chimiques qui entrent dans sa composition ; c'est par contact du liquide immobile avec la surface interne de ce récipient que cette transmission s'opère lentement. On sait encore depuis longtemps que cet apport d'éléments moléculaires est proportionnel au rapport de la surface de contact entre le liquide et le bois sur le volume du liquide dans le récipient et ce, pour un temps donné de contact entre le bois et le liquide ; plus ce rapport est grand, plus l'échange entre le bois et le liquide, le vin, par exemple sera rapide. En s'appuyant sur l'exemple caractéristique du vin, on sait bien que la qualité et la typicité des apports moléculaires dépendent incontestablement de la variété du bois en contact avec le vin ; pour autant, du fait de la faible perméabilité du bois, ce transfert moléculaire ne se fait que sur une faible épaisseur à partir de la surface de contact ; pour les bois habituels, cette épaisseur est d'environ trois millimètres. En outre, les dépôts superficiels provenant du vin, comme le tartre par exemple, constituent une entrave au processus de transfert moleculaire bois/vin On sait bien, par exemple, que si dans un fût neuf on laisse reposer un vin pendant quatre mois pour obtenir un certain apport de tanin et de vanilline, il faudra ensuite pour un deuxième vin de même nature stocké dans ce meure fût prévoir un séjour de huit à neuf mois pour obtenir le même apport, puis dix-huit mois de séjour dans ce même pour qu'un troisième vin identique bénéficie du même apport en tanin et vanilline. On comprend bien alors qu'apres trois séjours, le fût de bois n'apporte pratiquement plus rien et ne puisse plus servir au mieux que de contenant pour le stockage et/ou pour le transport du liquide. Toutefois et compte tenu du coût élevé d'un fût bois, on a souvent recours à une restauration des fûts apres le troisième vin qui consiste à le démonter et a raboter sur trois à quatre millimètres ses fonçures pour retrouver le bois neuf. On parvient ainsi à restaurer environ un tiers de la surface interne pour un fût classique de 228 litres ; une fois remonté, ce dernier peut alors servir pour un quatrième vin qui pour autant, nécessitera un temps de séjour beaucoup plus long pour acquérir les mêmes quantités de tanin et d'autres éléments que lors des opérations précédentes. On a également proposé, pour rentabiliser plus longtemps les fûts de bois, d'effectuer un lavage et même un grattage interne par un procédé dit "de Thalès" destiné à éliminer les dépôts superficiels ; toutefois, on constate encore que les apports moléculaires sont beaucoup plus faibles que pour un fût neuf. A ce moment, le fût n'apporte pratiquement plus aucune valeur ajoutée au vin qui y séjourne et il doit être remplacé au prix d'investissements souvent très élevés tenant à la matière, mais également à la construction des tonneaux et à leur manipulation. Ainsi est-il acquis que l'utilisation du bois dans la fabrication des tonneaux n'a d'efficacité réelle que sur une épaisseur de trois millimètres environ à partir de sa face interne, avec la conséquence que la masse restante n'apporte rien de particulier au liquide qu'il contient ; ceci constitue donc un énorme gaspillage de bois participant bien inutilement à la déforestation tout en nécessitant une importante immobilisation de trésorerie, compte tenu et du temps de séchage des merrains et des durées souvent longues (deux ans) du stockage du vin. De même en ce qui concerne la fabrication de tonneaux ou de fûts, celle-ci est toujours complexe, encore aggravée en ce que le merrain constituant les douves est tiré d'un bois bien particulier qui est fendu et non scie, afin de respecter le sens des fibres. Il en résulte ainsi un prix de revient extrêmement élevé qu'il n'est pas toujours évident de répercuter dans le prix de vente au consommateur. Pour palier tous ces inconvénients et plus spécialement éviter le gaspillage de bois, il proposé, selon l'invention, un procédé permettant d'obtenir plus rapidement des vins de qualité identique et plus généralement de favoriser la transmission moléculaire à des liquides, d'éléments entrant dans la composition d'un solide naturel comme le bois par exemple. A cet égard et conformément à l'invention, procédé consiste à inverser le processus, c'est-à-dire à faire tremper des pièces d'un solide naturel tel que bois dans liquide qui peut être contenu dans un récipient, une cuve, une citerne ou un réservoir par exemple, forme et volume très variés, obtenus en un matériau divers, neutre ou non par rapport au liquide, comme exemple 'acier inoxydable ou le verre, la céramique le béton vitrifié ou non, le plastique, le polyester, le bois... etc. formes pourront ainsi être appropriées pour permettre un stockage plus facile ou plus rationnel et leurs capacités seront calculées pour les volumes à traiter, eût égard à l'importance du domaine par exemple. Il évident que ces récipients pourront être à l'air libre, ou encore être munis d'un couvercle, hermétiquement fermés sous atmosphère normale ou sous pression d'air ou un gaz neutre, enterrés ou en surface, à l'intérieur ou à l'extérieur... On comprend bien tout l'intérêt de la solution conforme à l'invention en effet, le bois l'on trempera dans le liquide totalement ou partiellement immergé suivant les circonstances, pourra être choisi parmi de nombreuses variétés, espèces ou essences d'arbres ou d'arbustes, d'âge et de provenance quelconques. est en outre facile de présenter ces bois sous des formes très variées en planches planes ou non, rainurées ou usinées, d'épaisseur plus ou moins importante pouvant varier de quelques millimètres à quelques centimètres ; on pourra également utiliser, une ou plusieurs fois, pièces solides soit en l'état, soit modifiées, soit restaurées ou lavées comme il a été dit, et on voit bien 'il est possible d'utiliser des pièces solides de dimensions (largeur, hauteur, longueur) aussi différentes chaque cas 'espèce le nécessitera, y compris sous forme de copeaux. On peut aussi varier à l'infini le mélange des espèces venant tremper simultanément ou successivement dans le liquide, suivant des modes et des temps d'immersion qui peuvent être réglés de toutes les manières qu'il plaira à son utilisateur. 'autres caractéristiques et avantages ressortiront mieux de la description qui va être donnée à titre d'exemple pour la conservation et le vieillissement d'un vin, en utilisant le procédé conforme à l'invention, sans que naturellement un tel exemple soit en aucune manière limitatif des applications possibles du même procédé et ce, en références aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une représentation en perspective frontale d'une cuve pour la conservation et le vieillissement d'un vin montrant en transparence l'immersion en panier de lits successifs de pièces de bois rainurées en position immergées pour le transfert moléculaire conforme au procédé de l'invention ; - la figure 2 représente quelques exemples profils d'usinage d'une ou des deux surfaces des pièces de bois immergées de la cuve de la figure 1 en vue d'augmenter pour un même volume la surface totale d'échanges entre les pièces de bois et le liquide dans la cuve ; - la figure 3 est une représentation schématique en vue de dessus d'une pièce de bois rainurée suivant différentes directions ; - la figure 4 est une variante particulière 'usinage réalisée sur la pièce de bois dans laquelle rainures sont remplacées par des trous borgnes effectués verticalement (figure 4a), ou dans 'épaisseur transversalement, en largeur ou en longueur (figure 4b) ; la figure 4c représente un usinage des deux faces dans lequel les trous borgnes sont effectués en quinconce pour augmenter la surface d'échange dans un même volume bois. En référence à la figure 1 et pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention, on stocke un liquide à l'intérieur d'une cuve 1 en inox, par exemple du vin 2, en vue sa conservation et de son vieillissement dans des conditions de résultat qui ne doivent pas être inférieures à celles que l'on obtiendrait pour le même vin stocké en fût de chêne conventionnel ; contrairement à la cuve inox qui peut être utilisée quasi indéfiniment, on rappelle que les fûts de chêne ne sont efficacement utilisables que pour trois ou quatre campagnes et en outre, les éléments chimiques (tanin, vanilline...) ne sont transférés au vin que par contact direct de celui-ci avec la paroi interne des fûts ce qui correspond à un énorme gâchis de bois le plus souvent réalisé dans des essences devenues rares et aujourd'hui coûteuses. Selon le procédé, on inverse le processus en éliminant les matériaux naturels nobles (ici, le bois de chêne par exemple) pour servir de contenant pour les remplacer par un matériau beaucoup plus rentable à savoir l'inox ou similaire. Constatant encore qu'un fût de chêne conventionnel représente environ 2 m2 de surface interne susceptible de transférer des molécules chimiques à 228 litres de vin, on en a déduit la règle selon laquelle il convient pour rester dans les normes de prévoir 1 de bois en contact par litre de vin à stocker ou conserver, soit pour une cuve 1 de dimension classique 1,60 m x 1,60 m avec une hauteur de 2 m, il est possible de traiter 5000 litres de vin et pour obtenir le même résultat qu'en fût conventionnel, on sait qu'il faut prévoir une surface de contact avec le bois de chêne de 50 m2. Selon l'invention, il est donc proposé d'immerger une pièce de bois 3 à l'intérieur de la cuve 1 dont la surface totale immergée égalera au minimum les 50 m2 requis. Dans la variante d'exécution de la figure 1, on a volontairement choisi d'utiliser des planches de chêne de forme générale parallélépipédique, de dimensions générales 140 X 140 X 2 cm obtenues par exemple par un agencement de 10 planches de 14 cm de largeur et de 140 de longueur disposées côte à côte, permettant une manipulation aisée et un encombrement compatible avec la cuve et la tenue mécanique de l'ensemble. Chaque planche de chêne représente grossièrement sur ses deux faces une surface de contact de 2m2. Chaque pièce de chêne 3 sera alors disposée dans un panier 4 réalisé par exemple en fil d'inox ou en inox largement perforé, permettant une totale immersion dans le vin 2 des pièces 3 à l'intérieur du panier 4 ; ce dernier est déposé par exemple au fond de la cuve 1 sur des étriers 5 assurant une circulation du liquide autour du panier et autour de ces ensembles de planches. Selon la variante particulière de la figure 1, le panier comporte latéralement des échelles 6 analogues à ce que l'on fait pour les rayonnages d'un placard pour la fixation en altitude de chaque planche et par là, un empilage de chaque pièce 3 à l'intérieur du panier 4. Afin de limiter le nombre de pièces 3 pour parvenir à une équivalence avec le traitement en fût de chêne conventionnel, on pratiquera sur les deux faces des pièces 3 des rainurages dans l'épaisseur des pièces 3, telles que représentées sur la figure 1 en perspective en coupe sur la figure 2a. Ce rainurage qui, dans l'exemple, est effectué par un simple fraisage dans plaques sur une hauteur de 6 mm répartie régulièrement tous les 6 mm sur les surfaces supérieure et inférieure chaque pièce Ainsi, par un usinage très simple parvient-on à doubler la surface d'échange sur chaque pièce 3 qui donne pour un premier lit de chêne une surface d'échange de 4 m2 dans l'exemple. Soit pour traiter efficacement 5000 litres de vin, conviendra-t-il prévoir un minimum de 12 lits de pièces de chêne 3 empilées les unes au dessus des autres sur les échelles 6 panier 4. Un simple calcul indique que 12 lits sont alors nécessaires si l'on laisse entre eux un espace de 10 pour assurer une bonne circulation du vin autour de chaque lit, alors la hauteur d'empilage sera d'environ 1,34 parfaitement compatible avec la cuve inox présentant une hauteur de 2 m. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est possible d'imprimer au panier 4, c'est-à-dire l'ensemble des pièces de bois 3, un mouvement qui peut être long, rapide, saccadé, continu ou répétitif, éventuellement programmé en temps et en durée ou bien être aléatoire, dans un sens latéral ou en hauteur ou éventuellement rotation, ou même selon une combinaison de ses derniers mouvements de façon automatique ou manuelle, en laissant principe le panier 4 toujours immergé dans le liquide 2, bien encore, en le trempant ou l'immergeant partiellement grâce à des moyens de préhension 7 prévus classiquement le panier 4 après avoir ôté le couvercle 8 de la cuve 1. on peut également au lieu d'imprimer un mouvement au panier 4 ou en même temps mettre le liquide en circulation grâce une pompe par exemple, afin que toute la masse du liquide entre en contact à un moment ou à un autre et pendant temps suffisant avec la masse du bois immergée pour augmenter la rapidité des échanges moléculaires et apporter au liquide une certaine homogénéisation, ce qui procure un avantage supplémentaire puisque, dans les fûts, le vin est pratiquement inerte. I1 bien évident que d'autres variantes mise en #uvre du procédé conforme à l'invention sont possibles sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des paniers ou similaires pour le maintien des pièces de bois 3 ; il suffit en effet que ces pieces 3 soient attachées à la paroi de cuve ou du conteneur, ou encore directement intégrées ou issues de cette paroi ou de son couvercle, ou encore qu'elles soient reposées directement au fond dudit conteneur. comprend bien, en effet, que les résultats soient absolument identiques même s'il paraît plus pratique pouvoir immerger 'un coup l'ensemble des pièces 3 et pouvoir les retirer le moment venu, par exemple pour un détartrage ou un nettoyage et plus tard, à un changement des mêmes pièces sans avoir à intervenir directement à l'intérieur de la cuve elle-même. A cet égard et conformément à une dernière variante du procédé selon l'invention, on peut prévoir des moyens touchant soit à la forme des pièces solides 3, soit aux surfaces internes du conteneur 4, soit encore aux deux, pour qu'une fois immergées les pièces 3 offrent une surface de contact maximale, qu'elles soient éparses ou empilées à l'intérieur de la cuve. A titre d'exemple et concernant le conteneur, on peut prévoir que celui-ci comporte une structure interne destinée à recevoir des pièces solides 3 de toutes dimensions et formes, comme il sera décrit en détail plus loin. L'homme du Métier pourra aisément adapter à chaque forme particulière la structure interne la cuve pour maintenir les pièces 3 correctement immergées tout en aménageant des espaces de circulation pour rendre utilisable les surfaces principales de chaque pièce 3 immergée. Conformément aux figures 2 et 3, il sera maintenant décrit quelques variantes principales d'usinage des pièces 3 afin d'obtenir un rapport surface de contact sur volume de la pièce le plus grand possible afin optimiser la consommation de l'espèce solide entrant dans la composition des pièces 3 et ainsi optimiser l'opération financière sans doute, mais encore la consommation de produits naturels nobles, comme les bois de chêne ou de châtaignier qui sont largement utilisés aujourd hui pour la réalisation des fûts et tonneaux traditionnels. a représenté sur les figures 2, différentes formes de rainurage superficiel des pièces 3, suivant une coupe transversale partielle. On peut en effet, pour augmenter assez considérablement d'ailleurs la surface d'échange pour une même pièce 3 lisse au départ, pratiquer sur chaque surface des pièces 3, des usinages dans l'épaisseur de la pièce ; on se rappelle, en effet, que l'épaisseur utile des douelles ou des fonçures de tonneau en chêne au maximum de 3 à 4 mm éventuellement rabotée une fois, pour les fonçures au moins, pour bénéficier d'une nouvelle épaisseur utile d'au maximum 3 mm, soit au total 6 mm d'épaisseur dans le meilleur des cas. Il est donc apparu tout à fait opportun de ne pas grandement dépasser pour chaque surface d'une pièce de bois 3 une épaisseur utile de 3 à 4 mm ; de cette manière, l'épaisseur totale d'une pièce 3, en tenant compte d'une nécessaire trame pour le maintien mécanique de la plaque, ne devrait pas idéalement dépasser 10 mm d'épaisseur en tous ses points. Ainsi, il a été recherché un certain nombre de profils présentés aux figures 2, contribuant tous à multiplier la surface d'échange pour un même encombrement des pièces 3, chaque profil devant être étudié suivant une rentabilité économique entre les temps et la difficulté d'usinage et le coefficient surface d'échange sur volume le plus grand possible. On remarquera à cet égard que certaines configurations peuvent être particulièrement avantageuses si l'on décide par exemple de ne pas utiliser, comme dans la variante précédente, de paniers 4 pour l'empilage des lits de pièces 3 ; en effet, on peut réaliser des rainurages dont l'extrémité est saillante (figure 2d et figure 2e) permettant d'empiler les unes sur les autres plusieurs pièces 3 qui en telle hypothèse doivent présenter une face inférieure susceptible de reposer à plat sur les crêtes des rainurages de la pièce 3 immédiatement en dessous. Plus généralement, chaque surface d'une pièce de bois 3 peut être rainurée selon des directions très différentes, telles que représentées schématiquement en figure 3, ' savoir transversalement, longitudinalement ou en oblique et ce, selon des profils très variés dont section coupe transversale peut être carrée rectangulaire, trapézoïdale, triangulaire, éventuellement tronquée, encore arrondie, ondulée ou en queue d'aronde ou selon toute autre forme résultant d'une combinaison précédentes. En outre et selon des exécutions particulièrement travaillées des pièces 3 utilisables dans le procédé conforme à l'invention, on peut traiter surface de chaque pièce 3, qu'elle soit d'ailleurs usinée rainurée ou non, en effectuant un granitage ou un moletage procurant sur toute la surface un très grand nombre d'aspérités démultipliant, comme on le sait, la surface contact et donc l'efficacité du transfert moléculaire conforme au procédé de cette manière, on peut soit diminuer le volume général des pièces solides 3, et donc effectuer gain notoire sur le matériau utilisé, ou encore en utilisant le même volume de matériau diminué dans des proportions souvent importantes les durées de conservation et de vieillissement pour obtenir -un même transfert moléculaire. Enfin et selon une dernière exécution des pièces 3 en référence figures 4, les rainurages ou les ondulations sont ici remplacées par des trous avantageusement borgnes ou débouchants effectués dans l'épaisseur d'une pièce 3 suivant directions parallèles, croisées ou décalées, encore suivant une combinaison quelconque de ces usinages. Comme représenté sur la figure 4, il est possible d'effectuer des trous borgnes ou non de direction perpendiculaire à la grande surface de chaque pièce 3, encore suivant, conformément à la représentation de figure une direction parallèle aux surfaces principales, tous ces percements pouvant être effectues parallèlement ou non aux faces latérales de la pièce 3 ; enfin et conformément à la représentation schématique de figure 4c, on peut réaliser des trous borgnes sur deux surfaces parallèles d'une pièce 3, en s'arrangeant pour que les trous effectués sur la face supérieure soient décalés pour que les espaces non usinés soient suffisants au maintien mécanique de la pièce 3 au moment son immersion, tout en procurant un rapport surface de contact sur volume particulièrement intéressant dans ce cas. Il est bien évident que quantité d autres possibilités qui n'ont pas été évoquées pour l'usinage des pièces solides 3 ne sortiraient pas pour autant du cadre de l'invention, dans la mesure où il participerait à l'optimisation du rapport surface/volume dans le cadre du transfert moléculaire à un liquide quelconque des éléments entrant dans la composition d'au moins une espèce solide, comme le bois par exemple. De même, il va de soi que les pièces solides comme le bois, utilisables dans le procédé conforme à l'invention appliquées au vieillissement du vin ou des alcools, pourraient faire l'objet des mêmes traitements thermiques, exemple la chaleur, la vapeur ou le feu, les douelles entrant dans la fabrication fûts traditionnels. I1 va également sans dire que l'exemple d'application procédé qui vient d'être donné à propos la conservation et du vieillissement du vin en cuve inox pour obtenir les mêmes résultats gustatifs et olfacti qui auraient été obtenus pour ce même vin vieilli en fût de chêne, serait tout aussi applicable pour n'importe quel alcool, tels que cognac ou whisky et plus largement n importe quel liquide dont les qualités sont habituellement affectées par la nature, l'espèce ou 1 essence du contenant permettant leur stockage et/ou leur transformation. REVENDICATIONS 1 - Procédé de transfert moléculaire vers un liquide d'éléments entrant dans la composition au moins une espèce solide, comme le bois, servant habituellement de contenant pour ce même liquide en vue améliorer par exemple le goût, l'olfaction ou encore le vieillissement dudit liquide caractérisé en ce que l'on immerge ou on trempe totalement ou partiellement dans le liquide (2) qui stocké dans un conteneur (1) de forme en un matériau quelconques, au moins une pièce (3) de l'espèce solide dont forme et les dimensions sont telles que surface de la piece (3) au contact avec le liquide (2) soit au moins équivalente à la surface interne en contact avec la même quantité de liquide (2) d'un contenant fabriqué dans la même espèce solide. 2 - Procédé de transfert moléculaire selon la revendication précédente caractérisé en ce que la ou les pieces (3) de l'espèce solide peuvent être immergées en étant empilées dans des paniers (4) ou similaires procurant le contact avec le liquide (2), attachés ou non à la paroi du conteneur (1) ou directement intégrés ou issus de cette paroi ou de son couvercle (8) ou encore reposées au fond dudit conteneur (1). 3 - Procédé de transfert moléculaire selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'on prévoit moyens touchant soit à la forme des pièces solides (3), soit aux surfaces internes du conteneur (1), soit encore aux deux, pour qu'une fois immergées les pièces offrent une surface de contact maximale, qu'elles soient éparses ou empilées. 4 - Procédé de transfert moléculaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce soit la ou les pièces (3) de l'espèce solide après immersion sont successivement déplacées dans le liquide (2) selon un mouvement qui peut être lent, rapide, saccadé, continu ou répétitif, programmé en temps et en durée ou aléatoire dans un sens latéral, ou en hauteur, ou en rotation, ou selon une combinaison, de façon automatique ou manuelle, soit les pièces (3) restant fixes, on agite le liquide (2) autour desdites pièces (3), soit on agite ensemble les pièces (3) et le liquide (2). 5 - Pièce d'une espèce solide mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications à 4 destinée à être immergée ou trempée dans un liquide (2) stocké dans un conteneur (1) permettant d'améliorer par contact par exemple le goût, l'olfaction ou encore le vieillissement dudit liquide (2) caractérisée en ce sa forme et ses dimensions sont telles que le rapport surface externe sur volume de la pièce (3) soit le plus grand possible pour le conteneur considéré (1). 6 - Pièce selon la revendication précédente caractérisée en ce que la surface est au moins partiellement usinée pour augmenter la surface de contact en créant des ondulations ou des rainures en nombre, de formes et de distribution sur la surface qui soient quelconques, ou encore des trous borgnes ou non effectués dans 'épaisseur de la pièce suivant des directions parallèles, décalées ou croisées, on encore une combinaison quelconque de ces usinages. - Pièce selon la revendication précédente comportant au moins des rainures caractérisée en que elles peuvent être orientées transversalement, longitudinalement ou en oblique et leurs sections coupe transversale peuvent être carrées, rectangulaires, trapézoïdales, triangulaires, éventuellement tronquées ou encore arrondies, ondulées ou en queue d'aronde, ou encore toute autre forme combinée. - Pièce selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisée en ce que la surface de la pièce usinée ou non granitée ou moletée. - Pièce selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisée en ce qu'elle subit un traitement thermique par la vapeur, la chaleur ou le feu. 10 - Application à la conservation et au vieillissement du vin ou des alcools en conteneur, citerne, cuve ou réservoir en inox, plastique, ciment polypropylène autre que le bois, étant ou sous pression, sous vide ou sous gaz neutre, caractérisée en ce que on immerge totalement ou partiellement dans le vin au moins une pièce de bois avantageusement usinée, tels que merrains, planches, morceaux ou copeaux de bois d'essence et d'âge homogènes ou variés.