Brevet FR2816409A1 — publié le 20020510

APPAREIL DE MESURE DE PARAMETRES PHYSIQUES D'UN MOUT DE RAISIN ET DU VIN OBTENU A PARTIR DE CE MOUT La présente invention concerne un appareil de mesure de paramètres physiques d'un moût de raisin et du vin obtenu à partir de ce moût. Plusieurs éléments chimiques entrent dans la composition du vin obtenu par fermentation de jus de raisin frais. Les principales substances sont les alcools, principalement I'éthanol et le glycérol, des acides, des polyphénols, qui confèrent à chaque vin un goût particulier. Les propriétés organoleptiques des vins qui regroupent leurs caractéristiques sensitives, visuelles et olfactives permettent de les différencier, de les reconnaître et de préciser leur qualité. Un examen visuel permet d'avoir une appréciation sur la couleur et sur la limpidité du vin tandis qu'examen gustatif permet de reconnaître plusieurs goûts et de définir par exemple l'acidité ou le moelleux, I'astringence et la teneur en alcool. Afin pouvoir contrôler et modifier l'évolution de toutes ces caractéristiques lors de la vinification, la fermentation du moût exige l'exécution d'un certain nombre d'analyses cenologiques. Certaines analyses de base nécessitent peu de matériel de laboratoire et sont accessibles au plus grand nombre des vignerons. Toutefois, l'évolution de la vinification exige parfois de connaître plus de paramètres analytiques sur le vin. Ces analyses ne sont alors plus à la portée des producteurs peu équipés. Les échantillons des vins à analyser doivent alors être dirigés vers des laboratoires spécialement équipés pour de telles analyses et possédant un équipement adéquat dont la précision élevée n'est pas nécessaire dans ces cas là et qui sont chers à l'achat. Cette manière de pratiquer comporte un inconvénient qui est lié au temps de transport des échantillons et au temps de retour des informations. Ces délais ne sont pas toujours compatibles avec les exigences oenologiques qui devraient être satisfaites immédiatement pour ne pas nuire à l'évolution de la fermentation. Dans ces situations, la dépendance du vigneron est liée à la performance de son équipement qui est pratiquement toujours trop faible, étant donné les coûts souvent prohibitifs de certains appareils de laboratoire. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en offrant un appareil de mesure dont le coût est peu élevé et qui réunit les fonctions rencontrées habituellement dans deux appareils qu'il faut acheter séparément, à savoir un néphélomètre qui permet de contrôler la turbidité des moûts et des vins, en vue d'une bonne fermentation alcoolique, et un colorimètre qui permet, entre autres, de réaliser les analyses oenologiques nécessaires à l'élaboration d'un vin. Cet appareil de mesure tel que défini en préambule est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour effectuer une mesure de la turbidité d'un échantillon dudit moût par néphélémétrie associés à des moyens pour effectuer au moins une analyse par colorimétrie afin de contrôler la teneur de cet échantillon en au moins un composant prédéterminé et la couleur du vin obtenu après la fermentation dudit moût. De façon avantageuse, les moyens pour effectuer la mesure de turbidité et les moyens pour effectuer les analyses par colorimétrie sont logés dans un même boîtier. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, les moyens pour effectuer la mesure de turbidité comportent une source lumineuse associée à des moyens de détection. Cette source lumineuse peut être une source de lumière blanche ou de lumière monochromatique. Les moyens pour effectuer des analyses par colorimétrie comportent avantageusement au moins une source lumineuse dont la longueur d'onde d'émission est fixe et prédéterminée en fonction du composant à mesurer, ladite au moins une source lumineuse étant associée à des moyens de détection. De façon similaire, les moyens pour effectuer des mesures de la couleur du vin comportent au moins deux sources lumineuses de longueurs d'onde d'émission différentes, chaque longueur d'onde étant fixe et prédéterminée, lesdites sources lumineuses étant associées à des moyens de détection. De façon avantageuse, l'échantillon à mesurer est disposé entre les sources lumineuses et les moyens de détection. Dans toutes les formes de réalisation de l'appareil selon l'invention, l'échantillon à mesurer est disposé dans un logement ménagé au centre d'un puits de mesure de base carrée, ce puits étant pourvu sur deux de ses faces adjacentes d'un conduit de lumière ménagé entre ladite face et le logement central, I'axe longitudinal dudit conduit de lumière étant perpendiculaire au plan de la face dans laquelle il débouche, et les moyens de détection sont incorporés respectivement dans les deux autres faces et disposés dans l'alignement des conduits de lumière. De préférence, les moyens de détection sont des photodiodes au silicium. De façon avantageuse, les moyens de détection sont disposés à la sortie des conduits de lumière et à 90 degrés l'un de l'autre par rapport à l'échantillon à contrôler afin de permettre une mesure de la turbidité en mode axial et en quadrature. Afin de pouvoir réunir deux fonctions, la source lumineuse pour la néphélémétrie et la au moins une source lumineuse pour les mesures de la teneur en composants d'une part, et les sources lumineuses pour la mesure de la couleur du vin d'autre part, sont disposées à l'entrée des conduits de lumière du puits de mesure et à 90 degrés les unes des autres par rapport à l'échantillon à contrôler. De préférence, les sources lumineuses utilisées sont des diodes photoluminescentes. Dans la forme de réalisation préférée, I'appareil de mesure comporte des moyens de traitement des signaux émis par les moyens de détection, lesdits moyens de traitement étant agencés pour rechercher les valeurs extrêmes mesurées par lesdits moyens de détection et associés à des moyens d'affichage de ces valeurs mesurées. Les composants du moût dont la teneur peut être contrôlée par l'appareil sont le fer, le glycérol, I'acide tartrique et l'acétaldéhyde. L'appareil peut également comporter des moyens agencés pour modifier l'intensité lumineuse des sources lumineuses en fonction des valeurs à mesurer. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation préféré et des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective de l'appareil de mesure selon l'invention, et La figure 2 est une représentation schématique des composants de l'appareil illustré par la figure 1. En référence aux figures, l'appareil de mesure 10 selon l'invention comporte un boîtier 11, destiné à loger les différents composants qui seront décrits ci- après en référence à la figure 2. Ce boîtier est pourvu sur sa face avant de touches de fonction 12, d'un logement destiné à recevoir un puits de mesure 13 dans lequel l'échantillon à mesurer est introduit, et d'un écran alphanumérique 14 permettant l'affichage des menus pouvant être utilisés et des résultats de mesure. Il est également équipé d'un logement et d'une prise (non représentés) agencés respectivement pour recevoir des moyens d'alimentation 15 qui peuvent être un jeu de piles bâtons ou un bloc externe à l'appareil, celui-ci étant alimenté en basse tension, c'est-à-dire une tension inférieure ou égale à 12 volts. Le puits de mesure 13 se présente sous la forme d'un parallélépipède rectangle de base carrée réalisé par moulage en un matériau synthétique. Ce puits comporte en son centre un logement parallélépipédique 16 agencé pour recevoir une éprouvette en verre standardisée de 1 cm de côté contenant un échantillon du liquide à mesurer. Ce puits est également pourvu sur deux de ses faces adjacentes 13a, 13b d'un conduit de lumière respectivement 17a, 17b, sous la forme d'une ouverture cylindrique, dont l'axe longitudinal est perpendiculaire au plan de la face et qui débouche d'une part dans ladite face et d'autre part dans le logement 16. Les deux autres faces du puits, c'est-à- dire les faces 13c et 13d, sont pourvues de moyens de détection 18c et 18d incorporés dans lesdites faces et disposés respectivement dans l'alignement des conduits de lumière 17a et 17b. Ces moyens de détection sont reliés à des moyens de traitement sous la forme d'une unité centrale de traitement 19. A l'entrée des conduits de lumière 17a et 17b sur les faces 13a et 13b l'appareil de mesure 10 comporte respectivement une source de lumière 20 qui peut être blanche ou monochromatique et au moins une source de lumière monochromatique 21, respectivement 22 dont la longueur d'onde est fixe et prédéterminée en fonction des paramètres à analyser. L'ensemble des sources lumineuses 20 et 21 est disposé à 90 degrés de l'ensemble formé par les sources lumineuses 22, de sorte que l'échantillon à mesurer, qui est disposé dans le logement 16, est situé d'une part entre les sources 20 et 21 et les moyens de détection 18c et 18d destinés aux mesures de turbidité et de certains composants du moût et d'autre part entre les sources 22 et le moyen de détection 18d pour les mesures de couleur du vin. Les sources lumineuses , 21 et 22 se présentent sous la forme de diodes électroluminescentes reliées à des circuits de commande 23 respectivement 24 agencés pour calibrer et asservir le courant qui les alimente. Ces circuits de commande sont pilotés par l'unité centrale de traitement 19. Cette unité centrale de traitement 19, à laquelle sont également reliées les touches de fonction 12 et l'écran d'affichage 14, gère les signaux d'entrée qui sont des signaux analogiques amplifiés issus des moyens de détection 18c, 18d. Elle permet, à l'aide d'algorithmes et d'un logiciel appropriés, de rechercher les valeurs extrêmes mesurées par les moyens de détection. Ces valeurs mesurées sont délivrées à l'écran d'affichage 14 par l'intermédiaire des touches 12. Ces touches de fonction 12, qui sont au nombre de quatre dans l'exemple décrit, permettent de sélectionner: * Le choix des menus liés à la fonction à utiliser * Les déplacements haut-bas dans le menu affiché * L'activation de la commande ou de la mesure demandée. L'appareil de mesure 10 est en outre pourvu de ports de communication 30 permettant son possible raccordement à des unités périphériques telles qu'une imprimante ou un ordinateur portable. Il comporte également des moyens permettant de modifier l'intensité lumineuse des sources lumineuses en fonction des valeurs à mesurer. Cet appareil de mesure, de par sa conception, permet ainsi d'effectuer, d'une part, la mesure de la turbidité d'un échantillon de liquide par néphélémétrie et, d'autre part, d'effectuer des analyses par colorimétrie afin de contrôler la teneur de cet échantillon en au moins un composant prédéterminé. La néphélémétrie, qui consiste à mesure la transparence d'un liquide, est très utilisée lors des opérations de débourbage des moûts, en début de vinification. Il est donc important de pouvoir contrôler régulièrement la turbidité ou teneur en trouble de ce moût tout au long de l'élaboration du vin afin de pouvoir obtenir la turbidité idéale, valeur à laquelle toutes les qualités du vin sont mises en évidence. Cette valeur idéale varie d'un cépage à l'autre. Ainsi pour un moût de chasselas la turbidité idéale se situe autour de 100 NTU (Nephelometric Turbidity Unit) alors que pour un moût de chardonnay, cette valeur se situe plutôt autour de 150 à 200 NTU. Ce type de mesure est également utilisé pour juger l'efficacité de la préfiltration des vins. Un vin préfiltré devrait se trouver au-dessous de 3 à 4 NTU pour passer facilement sur un filtre de finition. Si la turbidité dépasse ces valeurs, le filtre de finition se colmate rapidement, ce qui nécessite alors des interruptions de filtration pour changer les plaques filtrantes ou régénérer le filtre Cette mesure de turbidité est effectuée très rapidement avec l'appareil selon l'invention. En effet elle consiste * à placer un échantillon du moût à contrôler directement prélevé des cuves dans le logement prévu à cet effet dans le puits de mesure, * à sélectionner la fonction "néphélémétrie" à l'aide de la touche de sélection de fonction, à valider cette sélection à l'aide de la touche de validation, * à lire sur l'écran d'affichage la valeur directement en NTU de l'échantillon mesuré. Pour cette première fonction de l'appareil, la source lumineuse 20, qui émet de la lumière blanche est enclenchée et, la mesure se faisant en mode axial et en quadrature, les moyens de détection 18c et 18d qui sont des photodiodes au silicium, fournissent un signal proportionnel à l'intensité lumineuse reçue à la sortie de l'échantillon. Ce signal est transmis après amplification à l'unité de traitement 19 et traité pour permettre d'obtenir sur l'écran 14 I'affichage direct de la valeur de la turbidité de l'échantillon. Lorsque l'appareil est utilisé en tant que colorimètre, il permet en particulier de réaliser les analyses suivantes sur les moûts ou sur les vins obtenus à partir de ces moûts: - analyse de l'acide tartrique en vue de procéder à une désacidification ou une acidification et de déterminer la stabilité physique du vin, - analyse de l'acétaldéhyde pour juger ou comparer des méthodes de vinification, - analyse du fer pour déterminer si un vin est en cours de "casse", - analyse des alcools présents, notamment du glycérol, - analyse de la couleur des vins rouges. Lorsque l'on procède aux mesures relatives à la teneur du moût en un certain composant, le colorimètre travaillant par comparaison d'une couleur avec une couleur étalon de longueur d'onde prédéterminée, il est nécessaire d'établir au préalable une courbe d'étalonnage relative au composant mesuré sur base d'un échantillon calibré en laboratoire. L'appareil tel que décrit est agencé pour mesurer en particulier la teneur en fer, en glycérol, en acide tartrique et en acétaldéhyde du moût de raisin. A cet effet la source lumineuse 21 comprend, dans l'exemple représenté, trois photodiodes dont les longueurs d'onde sont respectivement de 470 nm pour la mesure du fer et du glycérol 520 nm pour la mesure de l'acide tartrique 570 nm pour la mesure de l'acétaldéhyde Ces mesures sont réalisées séparément et, pour chaque composant, consiste * à définir le composant à mesurer, * à valider cette sélection à l'aide de la touche de validation, ò à mettre l'appareil à zéro avec un échantillon d'eau pure, * à placer un échantillon du moût limpide et préalablement filtré dans le logement du puits de mesure, * à lire la valeur de l'absorption et, à l'aide de la courbe d'étalonnage préétablie, en déduire la teneur de l'échantillon en composant mesuré. Pour cette seconde fonction de l'appareil, la photodiode de la source lumineuse 21 qui correspond au composant à mesurer étant enclenchée, le moyen de détection correspondant, qui est également une photodiode au silicium, fournit un signal proportionnel à l'intensité lumineuse reçue à la sortie de l'échantillon. Ce signal est transmis après amplification à l'unité de traitement 19 et traité pour permettre d'obtenir sur l'écran 14 I'affichage de la valeur de l'absorption par l'échantillon du rayonnement lumineux émis. Les mesures de couleur, qui ne se font que sur un échantillon de vin rouge, ont pour but de connaître l'intensité de la couleur. Ces mesures sont obtenues par addition des absorptions à différentes longueurs d'ondes de la lumière émise par les sources lumineuses 22 et mesurées par le moyen de détection 18d. Ces sources 22 sont, dans l'exemple illustré, trois photodiodes dont les longueurs d'onde sont respectivement de 420, 520 et 620nm. Dans le but de simplifier l'appareil, dans l'exemple de réalisation représenté, la diode 22 qui émet une lumière ayant une longueur d'onde 520 nm est aussi utilisée comme source lumineuse 21 pour la mesure de l'acide tartrique contenu dans le moût. Il est également possible de procéder avec l'appareil selon l'invention à des analyses telles que des analyses enzymatiques afin de déterminer en particulier la teneur en acide malique, acide qui se dégrade pendant la fermentation malo-lactique. Les teneurs en glucose et fructose (sucres de raisin) peuvent également être appréciées. On peut également procéder à l'analyse des polyphénols pour établir des comparaisons entre les différentes techniques de vinification pouvant être utilisées pour des vins rouges. La conception de cet appareil est avantageuse en ce qu'elle permet d'obtenir deux types de mesures distinctes avec un seul échantillon à mesurer, étant donné que cet échantillon est placé simultanément dans deux circuits de mesure pouvant être sélectionnés indépendamment l'un de l'autre. De plus, sa manipulation simple, son faible encombrement et son prix de revient peu élevé en font un appareil pouvant être facilement utilisé par les vignerons. La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation préférée décrite, mais peut subir différentes modifications ou variantes évidentes pour l'homme du métier. En particulier, il est possible de mesurer d'autres composants d'un autre type de liquide en équipant l'appareil de photodiodes ayant une longueur d'onde appropriée. 1! REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure (10) de paramètres physiques d'un moût de raisin et du vin obtenu à partir de ce moût, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour effecteur une mesure de la turbidité d'un échantillon dudit moût par néphélémétrie associés à des moyens pour effectuer au moins une analyse par colorimétrie afin de contrôler la teneur de cet échantillon en au moins un composant prédéterminé et la couleur du vin obtenu après la fermentation dudit moût. 2. Appareil de mesure selon la revendication 1, caractérisé en les moyens pour effectuer la mesure de turbidité et les moyens pour effectuer les analyses par colorimétrie sont logés dans un même boîtier (11). 3. Appareil de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour effectuer la mesure de turbidité comportent une source lumineuse (20) associée à des moyens de détection (18c, 18d). 4. Appareil de mesure selon la revendication 3, caractérisé en ce que la source lumineuse (20) est une source de lumière blanche. 5. Appareil de mesure selon la revendication 3, caractérisé en ce que la source lumineuse (20) est une source de lumière monochromatique. 6. Appareil de mesure selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les moyens pour effectuer des analyses par colorimétrie comportent au moins une source lumineuse (21) dont la longueur d'onde d'émission est fixe et prédéterminée en fonction du composant à mesurer, ladite au moins une source lumineuse étant associée aux moyens de détection (18c). 7. Appareil de mesure selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les moyens pour effectuer des analyses par colorimétrie comportent au moins deux sources lumineuses (22) de longueurs d'onde d'émission différentes, chaque longueur d'onde étant fixe et prédéterminée pour la mesure de la couleur du vin, lesdites sources lumineuses étant associées aux moyens de détection (18d). 8. Appareil de mesure selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'échantillon à mesurer est disposé entre les sources lumineuses (20, 21, 22) et les moyens de détection (18c, 18d). 9. Appareil de mesure selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'échantillon à mesurer est disposé dans un logement (16) ménagé au centre d'un puits de mesure (13) de base carrée, ce puits étant pourvu sur deux de ses faces adjacentes (13a, 13b) d'un conduit de lumière (17a, 17b) ménagé entre ladite face et le logement (16), l'axe longitudinal dudit conduit de lumière étant perpendiculaire au plan de la face dans laquelle il débouche, les moyens de détection (18c, 18d) étant incorporés respectivement dans les deux autres faces (13c, 13d) et disposés dans I'alignement des conduits de lumière (17a, 17b). 10. Appareil de mesure selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de détection (18c, 18d) sont des photodiodes au silicium. 11. Appareil de mesure selon les revendications 3 et 9, caractérisé en ce que les moyens de détection (18c, 18d) sont disposés à la sortie des conduits de lumière (17a, 17b) et à 90 degrés l'un de l'autre par rapport à l'échantillon à contrôler afin de permettre une mesure de la turbidité en mode axial et en quadrature. 12. Appareil de mesure selon les revendications 3, 6, 7 et 9, caractérisé en ce que la source lumineuse (20) et la au moins une source lumineuse (21) d'une part et les sources lumineuses (22) d'autre part sont disposées respectivement à l'entrée des conduits de lumière (17a, 17b) et à 90 degrés les unes des autres par rapport à l'échantillon à contrôler. 13. Appareil de mesure selon les revendications 3, 6 et 7, caractérisé en ce que les sources lumineuses (20, 21, 22) sont des diodes photoluminescentes. 14. Appareil de mesure selon les revendications 3, 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de traitement (19) des signaux émis par les moyens de détection (18c, 18d), lesdits moyens de traitement étant agencés pour rechercher les valeurs extrêmes mesurées par lesdits moyens de détection (18c, 18d) et associés à des moyens d'affichage (14) de ces valeurs mesurées. 15. Appareil de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composants du moût dont la teneur est contrôlée sont le fer, le glycérol, l'acide tartrique et l'acétaldéhyde. 16. Appareil de mesure selon les revendications 3, 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens agencés pour modifier l'intensité lumineuse des sources lumineuses (20, 21, 22) en fonction des valeurs à mesurer.