Brevet FR2990272A1 — publié le 20131108

-1- Domaine technique La présente invention concerne le domaine général des instruments de mesure et a pour objet un appareil 5 électronique de suivi de vinification. Technique antérieure La vinification, c'est-à-dire la transformation par fermentation d'un moût de raisin en vin, et notamment la 10 transformation des sucres contenus dans le moût en alcool, est un processus complexe et sensible à de nombreux facteurs (température, humidité, etc). Afin de surveiller l'évolution de ce processus, les vignerons déterminent le taux de sucre et d'alcool du 15 mélange en fermentation à intervalles de temps réguliers, ce qui permet d'en déduire la vitesse de la réaction de fermentation notamment. Plusieurs méthodes sont appliquées à cette fin. Une première méthode consiste à utiliser un densimètre 20 (également dénommé hydromètre ou mustimètre), instrument permettant de mesurer la masse volumique d'un liquide (ici, le moût) en utilisant le principe d'Archimède. Il consiste en un cylindre creux, lesté et gradué, qui s'enfonce plus ou moins dans le liquide à mesurer selon sa densité. En 25 utilisant des tables de correspondance, on en déduit la teneur en sucres et en alcool du moût en cours de vinification : le moût en vinification est en effet assimilable à un mélange d'eau, de sucres et d'alcool, renfermant également des gaz en suspension et des 30 particules solides. Ce système de mesure, très peu onéreux (quelques euros à quelques dizaines d'euros) et très facile à mettre en oeuvre dans l'environnement direct d'une cuverie vinicole, SYS001-FR-5_TEXTE DEPOSE JS/GE -2 présente toutefois plusieurs inconvénients. Tout d'abord, la mesure est manuelle et n'est pas automatisable : on verse un peu de moût dans un cylindre mesureur et on y plonge le mustimètre qui doit flotter librement ; on lit ensuite l'échelle graduée au ras du liquide ; puis le cas échéant on reporte la valeur mesurée dans un système de traitement informatisé. Ensuite, cette méthode est très sensible à la présence de gaz dans le liquide. Enfin, le prélèvement est réalisé habituellement par le biais d'un robinet situé sur la face avant de la cuve : l'échantillon prélevé n'est donc pas représentatif de l'ensemble de la cuve. Une autre méthode connue pour le suivi de la vinification est de mesurer le taux de CO2, qui augmente au cours de la fermentation. Des systèmes électroniques réalisant cette mesure sont proposés sur le marché. Ils ont toutefois un coût plutôt élevé. De plus, cette méthode a pour contrainte de nécessiter une étanchéité soignée des cuves de fermentation, afin d'éviter toute contamination pouvant fausser la mesure. La présente invention vise donc à obvier un certain nombre des inconvénients des dispositifs connus et à proposer un appareil électronique qui permette de réaliser des mesures de suivi de vinification, éventuellement de façon automatique, et de les exporter pour traitement informatisé, qui soit précis, fiable et robuste dans un environnement agro-industriel et dont le prix de revient le rende accessible. Résumé de l'invention La présente invention concerne un appareil pour le suivi de la vinification comprenant un dispositif de mesure au moins, une unité de traitement du signal produit par le(s) dispositif(s) de mesure et un châssis supportant SYS001-FR-5 TEXTE DEPOSE JSIGE -3 lesdites unités remarquable en ce qu'il comporte un dispositif de mesure de densité d'un liquide comprenant une colonne de mesure munie d'un premier capteur de pression placé en pied de colonne et d'un moyen de détermination de la hauteur du liquide dans la colonne de mesure. De préférence, le moyen de détermination de la hauteur de liquide dans la colonne de mesure est un second capteur de pression, disposé le long de ladite colonne, vers son sommet. On comprend bien que le recours à au moins un capteur de pression permet d'obtenir un appareil de mesure peu sensible à la température externe et faiblement sensible à la présence de gaz ou d'autres particules dans le liquide. Brève description des figures D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, d'une variante d'exécution particulièrement préférée de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue de face de l'appareil; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale sagittale selon l'axe II-II' de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de détail partielle de la 25 figure 2 ; - la figure 4 est une vue en perspective et en éclaté du détail représenté à la figure 3. Description détaillée de l'invention 30 En référence aux figures 1 et 2, l'appareil 1 comporte au moins un dispositif de mesure de densité, ou densimètre, comprenant une colonne 2 de mesure munie d'un premier capteur de pression 3 placé en pied de colonne et d'un SYS001-FR-5 TEXTE DEPOSE JS/GE moyen de détermination de la hauteur du liquide dans la colonne 2 de mesure. Selon la variante d'exécution préférée représentée sur les figures, ce moyen de détermination de la hauteur du liquide dans la colonne 2 de mesure est un second capteur de pression 3', disposé le long de ladite colonne 2, vers son sommet. Ce choix s'avère en effet très fiable et précis et aisé à mettre en oeuvre. Les capteurs de pression 3 ,3' sont disposés de sorte à être en contact direct avec le liquide dont la densité doit être déterminée. Ainsi, une découpe est prévue dans la colonne 2 de sorte que la membrane du second capteur 3' soit à fleur de la paroi interne de ladite colonne 2. Dans le cadre de la présente invention, d'autres moyens de détermination de la hauteur du liquide dans la colonne 2 peuvent être mis en oeuvre. Ainsi par exemple, un capteur optique avec un signal lumineux réfléchi peut être utilisé Un système à flottation couplé à un interrupteur peut aussi être envisagé. La colonne 2 de mesure fait au moins 40 cm de haut, de préférence entre 60 et 140 cm. L'appareil comporte une unité de traitement 4 du signal produit par le(s) dispositif(s) de mesure. Cette unité de traitement 4 est avantageusement constituée par une carte électronique. L'unité de traitement 4 reçoit l'ensemble des signaux produits par les capteurs de l'appareil 1. Elle comporte une interface utilisateur du type écran et clavier, qui peuvent être intégrés à l'appareil 1 ou externe à celui-ci, et peut être connectée à des moyens informatiques externes, via des ports ou des protocoles de communication habituellement utilisés dans ce domaine (par exemple, USB, Bluetooth, WIFI, etc.). L'unité de traitement 4 applique automatiquement des corrections aux données mesurées en fonction de tables prédéfinies SYS001-FR-5_TEXTE DEPOSE JS/GE (abaques) et/ou de l'étalonnage de l'appareil, en particulier et avantageusement la correction de la densité mesurée en fonction de la température du moût relevée dans la colonne 2 de mesure. Ainsi, l'unité de traitement 4 permet à l'utilisateur d'obtenir directement la valeur de densité corrigée, sans avoir besoin d'appliquer une correction selon des abaques à la valeur affichée par l'appareil 1. L'appareil 1 comporte en outre un dispositif 5 de 10 pompage et de refoulement dans ladite colonne 2 du liquide dont la densité est mesurée. La pompe de ce dispositif 5 de pompage est de préférence du type péristaltique. Ce dispositif 5 est situé sous la colonne 2. Le premier capteur de pression 3 est placé au niveau du raccordement 15 entre le dispositif 5 de pompage et la colonne 2. Le tout est supporté par un châssis 6. Selon la variante d'exécution représentée, ce châssis comporte une embase 6a supportant notamment le dispositif 5 de pompage, un capot 6b recouvrant ladite embase 6a protégeant l'unité 20 de traitement 4 et le premier capteur de pression 3. Le châssis 6 comporte également des tubes 6c de support, reliant le capot6b à un boitier 6d intermédiaire au niveau duquel le deuxième capteur de pression 3' est placé, et une coiffe 6e. Les tubes 6c de support sont avantageusement 25 creux et leur espace interne sert au passage de câbles de connexion. Selon une caractéristique avantageuse, l'appareil 1 comporte en outre un dispositif de nettoyage de la colonne 2 par rinçage, non représenté. 30 De préférence, ce dispositif de nettoyage permet de réaliser un bullage, c'est-à-dire l'injection de bulles de gaz dans le liquide de rinçage: on peut ainsi décrocher efficacement les particules du moût qui adhéreraient à la paroi interne de la colonne 2 de mesure. SYS001-FR-5_TEXTE DEPOSE JS/GE -6 De préférence, le liquide de rinçage est compatible avec un usage alimentaire et sera de préférence de l'eau, additionnée ou non d'agents usage alimentaire. Avantageusement, et en le sommet de la colonne 2 nettoyants compatibles avec un référence aux figures 3 et 4, est pourvu d'un dispositif de valve 7 anti-contamination. Cette valve 7 comporte un réservoir 7a muni d'un raccord 7b étanche à l'extrémité supérieure de la colonne 2. Dans ce raccord 7b un tube 7c de communication est inséré. Le sommet du réservoir 7a est fermé par un couvercle 7d comportant un clapet 7e antiretour et un tube 7f plongeur d'aspiration. Le réservoir 7a contient du SO2 liquide et est rempli de sorte que l'extrémité supérieure du tube 7c de communication soit émergée tandis que l'extrémité inférieure du tube 7f soit immergée, tout en évitant des débordements du SO2 dans le tube 7c de communication. Lors du remplissage de la colonne 2, l'air qu'elle contient est expulsé au travers du clapet 7e. Pendant l'opération de vidange, l'air extérieur est aspiré par le tube plongeur 7f et traverse le SO2 liquide, ce qui permet de neutraliser l'oxygène qu'il contient et évite ainsi de contaminer le moût évacué. La mesure peut ainsi être réalisée en circuit fermé, le liquide prélevé étant réinjecté dans le milieu duquel il a été prélevé après la mesure. Avec le recours au dispositif de nettoyage, l'appareil peut ainsi être connecté à un système de prélèvement multicuves, permettant d'effectuer les mesures pour plusieurs cuves successivement sans déplacement de l'appareil. De plus, l'appareil 1 peut comporter avantageusement des dispositifs de mesure supplémentaires ou être connecté à d'autres dispositifs de mesure, permettant de suivre d'autres paramètres du moût en cours de vinification. SYS001-F12-5_TEXTE DEPOSE JS/GE -7 Ainsi, on prévoira des capteurs de température destinés à mesurer la température du liquide dans la colonne 2. Comme exposé précédemment, cela permet avantageusement à l'appareil 1 d'afficher des valeurs de densité corrigées en fonction de la température mesurée. Des capteurs de gaz, notamment CO2 et azote peuvent aussi être prévus en tête de colonne 2. En outre et avantageusement, l'appareil 1 comporte un dispositif d'automatisation de la prise de mesure. Ce dispositif contrôlera avantageusement le système de prélèvement et l'export des données de mesure déterminée par l'unité de traitement 4 : on peut ainsi mettre en place un programme automatisé de suivi et d'alerte de l'évolution de la fermentation du moût dans une cuve, en se basant sur les valeurs de densité relevées, conjuguées éventuellement à la mesure d'autres paramètres caractérisant la fermentation, tels que la température du moût dans la cuve de fermentation surveillée ou la teneur en CO2. Selon un mode de réalisation préféré, la colonne 2 est au moins translucide, de préférence transparente : on peut ainsi visualiser la couleur et la turbidité du liquide analysé. Par exemple, la colonne sera réalisée en verre ou en plastique alimentaire. Avantageusement, la portion de la colonne située entre le second capteur 3' et le sommet de ladite colonne 2 est au moins translucide, préférentiellement transparente, et éventuellement graduée : en effet, le remplissage de la colonne est déterminé par le second capteur de pression 3', en fonction d'une valeur de pression prédéterminée et fixe ; comme la densité du liquide varie, la hauteur du liquide va varier en proportion dans la portion supérieure de la colonne 2. La graduation permet alors à un utilisateur extérieur d'avoir une approximation grossière de la densité, juste après le remplissage de la colonne 2 et de déceler une SYS001-FR-5 TEXTE DEPOSE JS/GE -8 anomalie de la fermentation. De plus, on prévoira avantageusement le long de la paroi de la colonne 2 de mesure un moyen d'éclairage, afin d'améliorer la visualisation du liquide. Selon une caractéristique de l'invention, les deux capteurs 3,3' sont distants le long de la colonne 2 d'au moins 20 cm, de préférence entre 40 et 100 cm, bornes incluses. Cela assure une fiabilité accrue de la précision de la mesure effectuée. Selon une caractéristique préférée, les deux capteurs de pression sont appairés. Leurs étalonnages puis respectivement leurs prises de mesures sont donc corrélés. Cela permet avantageusement de n'avoir qu'une seule référence de capteur de pression, dont la dérive de température sera identique. Afin d'obtenir une précision de la mesure fiable et reproductible, on procédera avantageusement en usine à un étalonnage en pression du densimètre, en faisant suivre aux capteurs de pression une courbe de pression, suivi d'une étalonnage en température à pression constante. Ces données d'étalonnage sont mémorisées de façon permanente dans l'appareil. Enfin, l'appareil est étalonné en mesure de densité avec des liquides étalons dont les densités sont parfaitement connues. Cette dernière opération peut être effectuée par l'utilisateur final. Enfin, l'appareil 1 sera avantageusement associé dans sa mise en oeuvre à un système de prélèvement comportant une canne plongeant au coeur de la cuve de vinification : la mesure résultante est alors plus homogène et représentative de l'ensemble de la cuve que celle obtenue par prélèvement avec un robinet placé en façade de la cuve. SYS001-FR-5_TEXTE DEPOSE_MGE -9 - Application industrielle L'appareil électronique selon l'invention est particulièrement destiné à une utilisation dans les exploitations vinicoles en tant que mustimètre afin de déterminer les teneurs en alcool et en sucre du moût au cours de la vinification. SYS001-FR-5 TEXTE DEPOSE JS/GE REVENDICATIONS1. Appareil (1) électronique pour le suivi de la vinification comprenant un dispositif de mesure au moins, une unité de traitement (4) du signal produit par le(s) 5 dispositif(s) de mesure et un châssis (6) renfermant lesdites unités caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mesure de la densité d'un liquide comprenant une colonne (2) de mesure munie d'un premier capteur de pression (3) placé en pied de colonne et d'un moyen de 10 détermination de la hauteur du liquide dans la colonne (2) de mesure. 2. Appareil (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de détermination de la hauteur du 15 liquide dans la colonne (2) de mesure est un second capteur de pression (3') disposé le long de ladite colonne (2), vers son sommet. 3. Appareil (1) selon l'une des revendications 20 précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (5) de pompage et de refoulement dans ladite colonne (2) du liquide dont la densité est mesurée. 4. Appareil (1) selon l'une des revendications 25 précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de nettoyage de la colonne (2) par rinçage. 5. Appareil (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de nettoyage 30 de la colonne (2) par rinçage avec bullage. SYS001-FR-5_TEXTE DEPOSE JS/GE. Appareil (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le sommet de la colonne (2) est pourvu d'un dispositif de valve (7) 5 anticontamination. 7. Appareil (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre des capteurs de température destinés à mesurer la température 10 du liquide dans la colonne (2). 8. Appareil (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'unité de traitement (4) corrige automatiquement la densité mesurée du liquide dans la 15 colonne (2) en fonction de sa température mesurée. 9. Appareil (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les deux capteurs de pression (3,3') sont distants le long de la colonne (2) 20 d'au moins 20 cm, de préférence entre 40 et 100 cm, bornes incluses. 10. Appareil (1) selon l'une des revendications 3 à 9 caractérisé en ce que le dispositif de pompage (5) est 25 relié à un système de prélèvement multicuve. SYS001-FR-5_TEXTE DEPOSE JS/GE