Brevet FR3149905A1 — publié le 20241220

Titre : Cuve de vinification Cuve de vinification dont le corps (20) est de forme générale cylindrique ou parallélépipédique ou parallélépipédique-galbée, elle est disposée verticalement, et elle comporte un fond (21) bombé, concavité du côté intérieur, ce fond (21) étant muni intérieurement et au milieu, d’un cône (22), sommet dirigé vers le haut, en sorte de créer avec la concavité du reste dudit fond (21) une gorge circulaire périphérique (23). Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Cuve de vinification La présente invention a pour objet une cuve de vinification. Dans le domaine de l’élaboration des vins, notamment des vins colorés et essentiellement les vins rouges, il convient, avant pressurage et lors de la fermentation alcoolique, de laisser macérer les résidus solides que sont la peau et les pépins dans le moût, en sorte de favoriser les échanges et permettre l’extraction des tanins, des arômes, de la matière colorante et des composés phénoliques. Cette opération est réalisée dans une cuve de vinification qui est généralement de forme cylindrique ou parallélépipédique, disposée dans le sens vertical. La matière solide, appelée chapeau de marc, a tendance à flotter en surface du moût, en sorte que, pour optimiser les échanges, on fractionne le chapeau de marc et on l’enfonce dans le liquide en pratiquant, de manière traditionnelle, des opérations de remontage et/ou de pigeage. Dans le même but, on utilise également des cuves qui présentent des formes particulières, notamment ovoïde, qui reprennent les formes des amphores antiques, et qui permettent de favoriser naturellement un mouvement de convection. Les formes de ces cuves ont été spécifiquement étudiées pour favoriser un mouvement du fluide sans agitation mécanique afin d’optimiser l’homogénéisation des mélanges de gaz, de matière et de liquide ainsi que de la température. Leur forme permet une circulation naturelle du fluide à l'intérieur de la cuve, favorisant ainsi l'homogénéisation du vin et une infusion douce des composés phénoliques. Si ces cuves existent depuis longtemps, ils connaissent actuellement un certain engouement, du fait de l'intérêt croissant pour les méthodes de vinification naturelles et durables. On a toutefois pu constater que cette forme ovoïde, dont une cuve est représentée dans le document USD 661 863, présentait l’inconvénient de générer deux zones de convection, disposées l’une au-dessus de l’autre, séparées par un plan horizontal médian, en sorte qu’il n’y a pas d’échange sur toute la verticalité de la cuve. Par ailleurs, quelle que soit la forme de la cuve, pour favoriser le mouvement du fluide sans agitation mécanique on utilise également des moyens permettant de faire varier la température du liquide, notamment en le refroidissant en périphérie pour y créer un flux descendant, puis créer un flux ascendant central par réchauffement. Le contrôle thermique des cuves s’effectue généralement par l’intermédiaire d’échangeurs thermiques qui se présentent sous la forme de serpentins disposés extérieurement de construction, ou bien immergés, et qui fonctionnent au travers d’une circulation d’eau de température contrôlée et régulée. Les cuves de vinification connues, équipées ou non de moyens de traitement thermique, présentent toutefois des défauts, notamment en ce que le mouvement convectif n’est pas parfaitement homogène ce qui génère des zones de faible convection ainsi que des zones de rétention de matières. La annexée montre ainsi, dans une représentation schématique, une cuve 1 de type classique, à savoir parallélépipédique ou cylindrique et disposée verticalement, dont la paroi 10 est équipée extérieurement d’un moyen de refroidissement 11 sous forme d’un serpentin de circulation d’eau. On peut voir que le contenu V est animé d’un mouvement M de convection généré par le contrôle de la température, lequel mouvement se décompose en un déplacement B périphérique vertical vers le bas le long de la paroi 10 et en un déplacement H vertical vers le haut, plus intérieur. On peut constater qu’il demeure une zone centrale C, non soumise, sinon faiblement, à la convection, tandis que se crée sur le fond 12 une zone R de rétention de matières. Par conséquent, une partie de la matière solide, celle de la zone R de rétention, n’est pas exploitée, tandis qu’une partie du liquide, dans la zone C, n’est pas, ou peu, soumise aux échanges. La présente invention a pour but de proposer une cuve de vinification permettant de remédier aux divers inconvénients précités. La cuve de vinification selon l’invention se caractérise en que son corps est de forme générale cylindrique ou parallélépipédique ou parallélépipédique-galbée, elle est disposée verticalement, et elle comporte un fond bombé, concavité du côté intérieur, ledit fond étant muni intérieurement et au milieu, d’un cône, sommet dirigé vers le haut, en sorte de créer avec la concavité du reste dudit fond une gorge circulaire périphérique. La gorge circulaire périphérique constitue la zone de retournement du mouvement convectif de l’extérieur vers l’intérieur. Sa forme favorise se retournement et le cône central dirige les flux au plus près du centre, réduisant ainsi la zone centrale de faible convection. De plus, le flux balayant toute la surface de cette gorge circulaire, il n’y a pas de zone de rétention et toute la matière est transportée par le flux. Selon une caractéristique additionnelle de la cuve selon l’invention, le fond bombé est de profil ovoïde ou hémisphérique selon la géométrie, cylindrique, parallélépipédique ou parallélépipédique-galbée, de son corps. La transition entre le corps et le fond ovoïde ou hémisphérique est réalisée par une succession de trémies, obtenues non limitativement par croquage, de manière à permettre un flux laminaire du liquide dans la cuve, soit une convection naturelle sans effet de cavitation à l’endroit de la transition entre ledit corps et ledit fond de cuve, tous les angles vifs et autres zones de rétention étant effacés. Selon une autre caractéristique additionnelle de la cuve selon l’invention, les ouvrants disposés au niveau du corps sont conçus et fabriqués en sorte d’éviter toute zone de rétention du liquide dans la cuve ou turbulence de mouvement. En pratique, la paroi intérieure de la ou les trappes, est ajustée à fleur avec la face intérieure de la paroi du corps. Selon une autre caractéristique additionnelle de la cuve selon l’invention, elle est associée à des moyens de contrôle thermique du contenu de la cuve, aptes à accélérer la convection. Selon une autre caractéristique additionnelle de la cuve selon l’invention, les moyens de contrôle thermique consistent en un serpentin ou analogue, disposé en spires sur le pourtour de la paroi périphérique du corps, dans lequel circule de l’eau à une température déterminée. Selon une autre caractéristique additionnelle de la cuve selon l’invention, les spires comportent des chicanes, ou analogues, tels que des plots cylindriques ou barrettes obliques ou droites. Ces caractéristiques des spires permettent d’y contrarier le flux et ainsi générer un régime turbulent du liquide caloriporteur dans les serpentins, de manière à amplifier l’échange thermique entre le liquide contenu dans les serpentins et celui contenu dans la cuve. Selon une autre caractéristique additionnelle de la cuve selon l’invention, elle comporte un plafond mobile permettant une adaptation de sa capacité. Selon une autre caractéristique additionnelle de la cuve selon l’invention, le fond comporte centralement et extérieurement, à la verticale du cône, une vanne de vidange, tandis que ledit cône est constitué d’une grille de filtration. Selon une autre caractéristique additionnelle de la cuve selon l’invention, le ratio hauteur / diamètre, ou équivalent, du corps est supérieur à 1,5, et de préférence compris entre 2 et 5. Le respect de ces valeurs permet de favoriser la convection naturelle du liquide dans la cuve, elle-même induite par un gradient de température imposé et contrôlé au sein du liquide dans la cuve, le liquide étant chauffé sur le fond et la section basse de la cuve, refroidit sur la section haute de la cuve par l’intermédiaire de deux circuits de serpentins distincts, avec consignes de températures et régulations distinctes. Les avantages et les caractéristiques de la cuve de vinification selon l’invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. Dans le dessin annexé: représente une vue schématique en élévation en coupe verticale d’une cuve de vinification de l’état de la technique, représente une vue schématique en élévation en coupe verticale d’une cuve de vinification selon l’invention, représente une vue schématique en élévation en coupe verticale d’une variante de la cuve de vinification selon l’invention, représente une vue en perspective avec transparences d’une cuve de vinification selon l’invention. En référence à la on peut voir une cuve 2 de vinification selon l’invention, de forme cylindrique ou parallélépipédique, disposée verticalement, comportant un corps 20, et dont le fond 21 présente une forme bombée, concavité du côté intérieur, et est muni centralement d’un élément conique 22, qui fait saillie du fond 21, en sorte de créer en association avec le reste du fond 11, une gorge périphérique 23. De manière analogue à la cuve 1 de l’état de la technique, le contenu V de la cuve est animé d’un mouvement M de convection, lequel se décompose en un déplacement B périphérique vertical vers le bas le long de la paroi 10 et en un déplacement H vertical vers le haut, plus intérieur. On comprendra que la gorge périphérique 23, participe à la conduite du mouvement, en sorte de faire pratiquement disparaître une zone centrale de faible convection, et de supprimer la rétention de matières sur le fond. Cela permet une bonne homogénéisation du contenu V, et favorise les échanges. En référence à la , on peut voir que selon une variante, la convection naturelle peut être optimisée au travers d’un traitement thermique. A cet effet la cuve 2 est équipée en partie supérieure d’un échangeur thermique froid 24, tandis que le fond 21 est équipé d’un échangeur thermique chaud 25. Le but de ces échangeurs 24 et 25 est de générer un écart de température entre la partie haute et la partie basse de la cuve, la partie basse devant être plus chaude que la partie haute. L’essentiel consiste à créer cet écart de température sans risquer d’altérer la qualité du contenu V en le soumettant à une trop forte élévation de la température par exemple. En référence maintenant à la , on peut voir un mode de réalisation particulier de la cuve 2 de vinification selon l’invention. On notera que la transition entre le corps 20, qui peut être parallélépipédique ou consister en une virole cylindrique, et le fond 21 ovoïde ou hémisphérique est réalisée par une succession de trémies, obtenues en l’occurrence par croquage. On peut voir également sur cette figure, que l’échangeur froid 24 est constitué d’un serpentin plat 26 de transport d’eau, qui forme des spires sur le pourtour de la paroi 20. On peut constater que le tracé du serpentin 26 n’est pas régulier, mais qu’il présente un grand nombre de chicanes 27, lesquelles sont destinées à créer de obstacles permettant de perturber le flux hydraulique et de transformer l’écoulement laminaire en écoulement turbulent, en sorte d’optimiser l’échange de chaleur. On peut également voir sur cette figure que la cuve 2 est équipée d’un plafond 28, mobile pneumatiquement, destiné à permettre de faire varier la capacité. Le fond 21 est de plus équipé d’une vanne de vidange 29, disposée à la verticale du cône 22, lequel est constitué avantageusement d’une grille de filtration. Cuve de vinification caractérisée en que son corps (20) est de forme générale cylindrique ou parallélépipédique ou parallélépipédique-galbée, elle est disposée verticalement, et elle comporte un fond (21) bombé, concavité du côté intérieur, ledit fond (21) étant muni intérieurement et au milieu, d’un cône (22), sommet dirigé vers le haut, en sorte de créer avec la concavité du reste dudit fond (21) une gorge circulaire périphérique (23). Cuve de vinification selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fond bombé (21) est de profil ovoïde ou hémisphérique selon la géométrie, cylindrique, parallélépipédique ou parallélépipédique-galbée, de son corps (20). Cuve de vinification selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le corps (20) comporte des ouvrants, tels qu’une ou plusieurs trappes, dont la paroi intérieure est ajustée à fleur avec la face intérieure de la paroi dudit corps (20), en sorte d’éviter toute zone de rétention du liquide dans la cuve ou turbulence de mouvement. Cuve de vinification selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu’elle est associée à des moyens (24) de contrôle thermique du contenu de la cuve, aptes à accélérer la convection. Cuve de vinification selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de contrôle thermique consistent en un serpentin ou analogue (24), disposé en spires (26) sur le pourtour de la paroi périphérique du corps (20), dans lequel circule de l’eau à une température déterminée. Cuve de vinification selon la revendication 5 caractérisée en ce que les spires (26) comportent des chicanes (27) ou analogues, tels que des plots cylindriques ou barrettes obliques ou droites. Cuve de vinification selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’elle comporte un plafond mobile (28) permettant une adaptation de sa capacité. Cuve de vinification selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le fond (21) comporte centralement et extérieurement, à la verticale du cône (22), une vanne de vidange (29), tandis que ledit cône (22) est constitué d’une grille de filtration. Cuve de vinification selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le ratio hauteur / diamètre, ou équivalent, du corps (20) est supérieur à 1,5, et de préférence compris entre 2 et 5 .