Techniques correctives innovantes

Responsable : Philippe Cottereau

Dans le contexte économique très difficile de la filière, les professionnels sont en demande de produits innovants permettant de mieux répondre aux attentes du marché.
Pour répondre aux demandes des consommateurs, les vins doivent être le plus harmonieux possible à la dégustation. La richesse en alcool est un critère primordial, en équilibre avec les autres constituants du vin, comme l’acidité et les polyphénols. Il est donc nécessaire d’envisager des corrections, soit de la vendange, soit des vins pour parvenir à cet équilibre gustatif. Ce projet (divisé en trois actions) sera orienté vers des solutions à court terme (technologie, conduite du vignoble, choix de cépage…), mais des travaux plus fondamentaux sur le long terme seront aussi engagés, notamment avec l’INRA, sur le matériel végétal et les possibilités en microbiologie.
Selon les conditions climatiques et les besoins du marché, il est nécessaire d’augmenter ou de réduire le degré final des vins, pour obtenir des vins organoleptiquement équilibrés.
La chaptalisation, traditionnellement effectuée avec du sucre de betterave ou de canne à sucre, pourrait être avantageusement remplacée par un enrichissement avec des moûts concentrés de qualité issus du bassin de production.
Au contraire, dans les zones plus chaudes, l’excès de maturité peut conduire à l’élaboration de vins trop alcoolisés. La possibilité d’obtenir des vins moins riches en alcool sans perte de qualité est recherchée.
Le niveau d’acidité est aussi un des critères majeurs dans l’équilibre organoleptique des vins. Comme pour la richesse en sucre, les variabilités régionales sont importantes. Globalement, il existe des besoins de désacidification dans les zones septentrionales et des besoins d’acidification dans les zones plus chaudes.

Réduction de la teneur en sucre des moûts ou de la teneur en alcool des vin

Seconde année : 2006

Contact : Philippe Cottereau

Intérêt pour la filière viti-vinicole

Pour atteindre une maturité phénolique idéale, il est parfois nécessaire d’attendre et d’obtenir en final un vin très alcoolisé. Dans ce cas de figure, des technologies de séparation sélective ou des stratégies viticoles (modification des systèmes de conduite, recherche de nouveaux cépages, recherche de cépages ou modification génétique permettant de répondre à ces objectifs…) pourraient apporter des solutions.
La profession souhaite disposer des mêmes possibilités techniques que les concurrents du nouveau monde afin de pouvoir rester concurrentiels sur les marchés. A plus long terme, elle réfléchit sur le positionnement de nouveaux produits issus de la vigne, ce qui nécessite des études de marché pour connaître les goûts et les achats potentiels des consommateurs. Cette réflexion initiée et portée par la profession languedocienne est d’importance pour l’ensemble de la filière. Le programme ANR, piloté par l’INRA, étudie toutes les pistes possibles à court, moyen et long termes, en intégrant des approches économiques, sociologiques et marketing. Le projet IFV s’inscrit dans ce programme.
Les principales voies étudiées sont :
- Recherche de matériel végétal présentant des potentiels phénoliques et aromatiques importants avec des taux en sucre faibles à maturité (participation plus spécifique de l’IFV).
- Sélections de souches de levures ayant des rendements sucre/alcool moins favorables (hors OGM).
- Adaptation des itinéraires techniques viticoles et/ou vinicoles pour l’élaboration de vin moins riche en alcool (participation plus spécifique de l’IFV).
- Comparaison d’itinéraires éliminant du sucre dans les moûts, de l’alcool dans les vins en cours de fermentation alcoolique ou de l’alcool dans les vins finis (participation plus spécifique de l’IFV).
- Développement de nouveaux procédés d’élaboration pour compenser le manque de maturité.

Partenaires techniques de l’action

INRA, INA-PG, InterRhône, ICV, Chambre d’agriculture de la Gironde, UNGDA, INAO, DGCCRF, DGDDI, CNVDP, FNDCV, UNDV, FHVDP, VDP d’Oc, ENESAD, Lallemand, Pernod Ricard dans le cadre du programme ANR, et Bucher Vaslin, Eurodia, Distillerie d’Olonzac.

Derniers résultats acquis

Bucher propose un procédé membranaire associant ultrafiltration et nanofiltration pour éliminer une partie du sucre contenu dans le moût sous forme d’un « semi-concentré » quasi-incolore. L’ultrafiltration dans le procédé REDUX® est utilisée afin d’éliminer les macromolécules du moût avant concentration (notamment la couleur). La pression osmotique du moût ultrafiltré est de ce fait plus faible. La concentration en sucre par la nanofiltration peut donc ensuite être supérieure, permettant une perte de volume plus faible (élimination d’un semi-concentré à 400 g/L de sucre). D’autre part, le rétentat enrichi en macromolécules est réintroduit dans le moût d’origine.
La nanofiltration permet d’obtenir des débits plus importants que l’osmose inverse. Le seuil de coupure plus important de la membrane laisse diffuser des acides et du potassium dans le perméat. Ceci permet de réintroduire une partie de l’acidité avec l’eau récupérée dans le moût avant fermentation. Cette réintroduction est un avantage car les moûts très mûrs sont en général peu acides, une élimination de cette acidité serait défavorable. L’équilibre acide du moût traité sera peu modifié au final.
IMECA propose le système RAW® utilisant une première étape d’ultrafiltration identique au procédé REDUX®. Par contre, la deuxième étape est une concentration par évaporation sous vide, les condensats sont récupérés afin d’être réintroduits dans le moût d’origine et d’obtenir la réduction de la teneur en sucre. Dans ce cas, l’eau réintroduite est pratiquement pure, les volumes perdus sont plus faibles. Cependant seul le procédé REDUX® est testé à un niveau industriel.
La membrane de nanofiltration de Bucher-Vaslin peut être utilisée sur vin afin de récupérer une solution hydroalcoolique. La partie aqueuse est séparée par distillation de l’alcool et est réintroduite dans le vin. On obtient ainsi une désalcoolisation partielle du vin sans ajout d’eau exogène.

Plusieurs essais ont été réalisés en comparant l’utilisation de la nanofiltration sur moût ou sur vin en situation « hall expérimental » (permettant d’élaborer un lot témoin supplémentaire – récolte précoce – dans les régions Languedoc-Roussillon, Aquitaine et Provence ) ou cave coopérative (deux essai en Languedoc-Roussillon).
Les résultats montrent la faisabilité technique des procédés. Les vins obtenus correspondent aux produits attendus : les profils analytiques et sensoriels ne sont que faiblement modifiés par rapport au témoin de la même date de récolte, dans les conditions d’étude choisie, c’est-à-dire des baisses faibles de degré : de 1,5% vol. Le profil aromatique des vins est très proche du vin témoin notamment en comparaison avec les essais où un témoin « récolte précoce » est réalisé.
Les procédé REDUX® ou RAW® permettent d’obtenir des vins à teneur réduite en alcool avec des pertes de volume importantes d’environ 15 % pour le lot REDUX® et seulement 5 % pour le procédé RAW® dans cette expérimentation. En vinification rouge traditionnelle, le travail s’effectue sur une saignée. Il est difficile d’extraire plus de 30 % en volume de jus, le procédé REDUX® en vinification en rouge ne pourra pas excéder une baisse de plus de 1,5% vol environ. Avec le procédé RAW®, la concentration en sucre plus importante pourrait autoriser une chute plus importante qui ne pourrait cependant pas excéder 3 % vol.
Les différences attendues sur l’acidité entre les deux procédés ne sont que très peu mises en évidence, la faible variation de degré explique pour une part ce constat. Contrairement à d’autres essais de réduction de la teneur en sucres, la couleur et la concentration en polyphénols sont plutôt inférieurs pour ces lots par rapport au témoin de la même date.
Les vins désalcoolisés (nanofiltration + distillation) sont plus proches des objectifs souhaités de diminution d’alcool. Comme pour les lots « réduction en sucre », les profils analytiques (hors alcool) et sensoriels sont peu différents des vins avant traitement.
Les lots à teneur réduite en alcool (élimination de sucre ou alcool) sont souvent légèrement moins riches en arômes que les vins témoins soit par une synthèse moins importante dans le cas d’une réduction de sucre (fermentation moins longue) soit par perte dans le cas des désalcoolisations sur les vins. Les pertes sont de l’ordre de grandeur de 20 à 30 %. Toutes ces pertes ne sont d’ailleurs pas imputables à la technologie mais aussi aux différents brassages nécessaires pour réaliser ces traitements (d’autant plus important en essai pilote : volume faible traité par rapport aux capacités des appareils).
La désalcoolisation sur vin semble en moyenne légèrement moins qualitative que les techniques sur moût. L’écart de degré plus important est aussi à prendre en compte sans doute. Les écarts sur les vins blancs (peu d’essais – à confirmer) semblent plus importants par rapport au témoin.

Un essai plus spécifique au vin de base avec réduction de la teneur en sucre d’un moût a été réalisé sur Chenin de Touraine avant la prise de mousse (AOC Crémant de Loire). L’objectif qualitatif réside dans une récolte plus tardive du vin de base par rapport à la démarche habituelle (acquisition d’une maturité aromatique plus intéressante) suivie d’un désucrage pour partir d’un titre alcoométrique potentiel compatible avec l’élaboration d’un vin de base (qui subira une deuxième fermentation alcoolique en bouteilles pour donner le Crémant de Loire). Le sucre extrait sera réutilisé pour la prise de mousse.
Les résultats montrent la faisabilité technique des procédés ; les vins obtenus correspondent aux produits attendus. Le profil analytique du vin de base désucré n’est que faiblement modifié dans les conditions d’étude choisies, c’est à dire une baisse de degré de 1 % vol.
Au niveau organoleptique, le vin de base issu de la modalité témoin à 10,7 % (première date) est significativement moins bien noté (gras, note globale) que les vins issus des deux autres modalités récoltés deux semaines plus tard (témoin à 11,8 % et témoin à 11,8 % désucré à 10,9 %). Il semblerait que l’opération de désucrage ait éliminé un peu de fruit et de gras sur le profil du vin en fin de fermentation alcoolique ; les différences (témoin 11,8 % et témoin 11,8 % désucré à 10,9 %) ne sont pas significatives.
Après prise de mousse, le vin issu de la première récolte (témoin 10,7%) est très significativement moins apprécié que les autres vins, au niveau gustatif essentiellement.
Ces analyses sensorielles des vins AOC Crémant de Loire obtenus ainsi que celles des vins de base d’origine font ressortir l’intérêt manifeste d’une vendange plus tardive sur la qualité du raisin, et l’incidence non significative du traitement de désucrage sur le vin de base et après prise de mousse.
Le semi-concentré obtenu, incolore et proche des 300 g/L de sucres, a posé des problèmes de stabilisation, lors de son stockage en vue de son utilisation pour la prise de mousse. Il faudra à l’avenir définir plus précisément un protocole de stabilisation.

Dans le cas de désalcoolisation des vins, il est nécessaire de comparer l’osmose inverse et la nanofiltration

Trois types de membranes sur des pilotes INRA ou IFV (deux osmose inverse et une nanofiltration) sont comparés avec l’osmose inverse de la distillerie d’Olonzac en situation industrielle pour deux vins de cépage (Merlot et Chardonnay) – les volumes traités à Olonzac sont de l’ordre de 100 hl et de 3 hl pour l’osmose inverse et la nanofiltration « Bucher » et 1 hl pour l’osmose inverse à l’INRA.
Les taux de rétention en nanofiltration sont plus faibles qu’en osmose inverse et principalement pour les acétates et le furanéol. Pour les esters, la longueur de la chaîne carbonée est très importante avec une augmentation du taux de rétention dès un nombre de carbone supérieur à 8. Les pertes de composés dans le perméat sont à relativiser par rapport au volume de perméat nécessaire pour une perte d’alcool souhaitée. Celui-ci est plus faible avec la nanofiltration car la sélectivité alcool / eau est plus grande. Il faut aussi prendre en compte les capacités « d’extraction » d’alcool par unité de temps. La relation entre les variations analytiques et la dégustation ne sont pas toujours faciles à mettre en évidence.
Ensuite les pertes de composés aromatiques ne sont pas toutes liées uniquement au traitement membranaire. Elles peuvent sans doute être imputées aux nombreuses manipulations des vins (d’autant que les volumes traités sont faibles notamment sur les essais pilote). Il semble que ces manipulations ont été plus négatives sur le Chardonnay que sur le Merlot.

Autre piste en cours d’investigation : nouveaux cépages à teneur réduite en sucre à maturité

L’INRA a sélectionné au Domaine de Vassal des génotypes à faible teneur en sucre à la récolte, issus de la collection dite de « Bouquet ». Ces variétés, issues de rétro-croisements Vitis vinifera avec Vitis rotundifolia, sont résistantes aux maladies cryptogamiques. Le potentiel agronomique de ces variétés, ainsi que le potentiel œnologique est réalisé par l’IFV. L’objectif de notre programme est de sélectionner des nouvelles variétés de cépages à faible teneur potentielle en alcool, pour la mise en place d’un vignoble à échelle de production par la suite.
Les génotypes sélectionnés à Vassal sont surgreffés sur une parcelle de Gamay. Chaque génotype est représenté par 4 placettes de 20 souches.
Cette année d’expérimentation nous a permis de vinifier 6 génotypes rouges et 2 génotypes blancs ainsi que les témoins. L’analyse sensorielle a permis de mettre en évidence des comportements intéressants pour certains cépages qu’il faudra confirmer en seconde année de vinification.

Perspectives

L’acquisition de références est indispensable pour permettre de disposer d’un dossier susceptible de faire admettre ces techniques par la réglementation européenne. Les références sur vins blancs devront être plus importantes. Ces acquisitions doivent être réalisées au niveau pilote mais aussi industriel permettant d’inclure d’éventuels nouveaux procédés, comme le procédé MEMSTAR (proposé par la société Eurodia en Europe) qui associe la nanofiltration et un contacteur à membrane. Le procédé étant réalisé en continu sur un outil industriel, les essais en pilote sont plus difficiles à mettre en œuvre.
Des comparaisons osmose inverse et nanofiltration doivent être renouvelées afin de prendre en compte des aspects coûts (vitesse d’extraction d’alcool, dimensionnement des installations, débit…)
Les équilibres organoleptiques des vins  lors des différents traitements (sur moût ou sur vin) sont modifiés notamment en bouche, il sera intéressant de valider et de mieux caractériser ces différences dans les futurs essais. Il pourra être intéressant de mettre à contribution le jury d’experts de l’INRA de Montpellier. L’approche consommateur pourra être aussi abordée car la comparaison des produits avec ou sans traitement n’a pas de sens commercialement.
Le procédé utilisé dans le cadre de la vinification des vins effervescents est intéressant et original et mérite d’être approfondi.
Les nouveaux cépages ont un intérêt important pour la problématique étudiée mais le développement demandera plusieurs millésimes de confirmation et la mise en œuvre au niveau du vignoble ne pourra être que progressive.

Bibliographie

• Cottereau P, Noilet P, Vuchot P., 2006, Réduction de la teneur en sucre des moûts, 29e Congrès international de la vigne et du vin, Logrono (Espagne).

Alternatives à la chaptalisation : incidence de l’enrichissement par différents types de concentrés sur la qualité des vins rouges

Seconde année : 2006

Contact : Philippe Cottereau

Intérêt pour la filière viti-vinicole

La crise viticole actuelle entraîne une réflexion sur la nécessité d’une auto-régulation de la production par bassin de production. L’enrichissement en sucres réalisé sur la base de moût concentré rectifié ou non à la place du saccharose, pourrait entraîner une baisse de volume conséquent, permettant ainsi une meilleure régulation de la production. La forme concentrée permet d’envisager un stockage des produits sous forme de réserve qualitative. Les travaux mis en œuvre par l’IFV depuis 15 ans sur les techniques d’enrichissement soustractif, vont vers cette logique.
La meilleure maîtrise de l’élaboration des moûts concentrés (stabilisation par électrodialyse), laisse entrevoir une alternative à la chaptalisation, qui intègre une maîtrise de la production. L’utilisation du moût concentré coloré et de moût concentré électrodialysé, élaboré à partir de raisins de l’aire de production, est comparée à un apport de saccharose et un enrichissement par moût concentré coloré et moût concentré coloré et électrodialysé, permettant d’obtenir des vins plus colorés avec une plus forte teneur en polyphénols totaux. Ces moûts concentrés (non rectifiés), permettent également un gain d’acidité, ce qui peut être intéressant sur certains millésimes.

Derniers résultats acquis

L’obtention des moûts concentrés se déroule conformément aux prévisions, sans problème particulier. La mise en œuvre des différents moûts concentrés ne pose aucun problème technique dans le cadre de ces essais vinifiés en rouge.
Pour d’une application à grande échelle, la concentration du moût aura lieu l’année N-1, et la matière première pourra être issue de cépages difficilement valorisables, et cela pourra être une forme de « réserve qualitative ». L’intérêt du moût concentré électrodialysé réside dans le traitement d’électrodialyse qui permet une bonne stabilité du produit dans le temps sans précipitation de potassium ou d’anthocyanes.

Des essais sur quatre régions viticoles ont été réalisés avec les cépages locaux rouges (Touraine, Aquitaine, Sud-Ouest et Beaujolais). Globalement les résultats sont assez comparables entre les régions. Sur la composition analytique des vins, il existe une augmentation au niveau de l’acidité (acidité totale augmentant jusqu’à 10 %, et le pH perdant 0,1 unité), mais il existe surtout une augmentation de la richesse polyphénolique (indice des polyphénols totaux augmentant de 10 % à 20 %, et les anthocyanes de 15 % à 30 %), et une intensité colorante plus importante (+ 20 % à 50 %). C’est sur les vins du Beaujolais que les plus fortes augmentations de couleur et de polyphénols ont été enregistrées (Figure).
Au niveau organoleptique, les résultats sont contrastés. Globalement les profils des vins ne sont pas significativement modifiés par l’utilisation de ces concentrés par rapport à la chaptalisation ou l’utilisation de mout concentré rectifié. En verre blanc, l’augmentation de couleur entraîne souvent la préférence globale pour ces lots grâce à l’enrichissement en couleur.
Bien que cela ne soit pas toujours significatif, les tanins en plus grande quantité dans les vins enrichis par du moût concentré coloré d’après l’analyse ne sont pas perçus comme moins qualitatifs. Les tanins apportés par ces concentrés semblent être particulièrement souples en bouche.

Perspectives

Ces premiers résultats laissent augurer des perspectives intéressantes quant à l’utilisation de moûts concentrés stabilisés sur la qualité d’un vin rouge ; les dégustations complémentaires et les essais mis en place sur le millésime 2006 sont attendus.
De nouvelles dégustations doivent confirmer ces tendances. Des essais seront reconduits de nouveau dans différentes régions où la chaptalisation est autorisée.

Bibliographie

• Cottereau P., 1989, Etude et développement de membranes d’électrodialyse pour les applications aux produits de la vigne, Thèse de doctorat,  Paris XII.
• Cottereau P., 1989, Comparaison de trois modes d’enrichissement de la vendange, Mémoire de DNO, Toulouse.

Maîtrise de l’acidité des vins par des méthodes physiques

Première année : 2007

Contact : Philippe Cottereau

Intérêt pour la filière viti-vinicole

Dans la zone méditerranéenne notamment, le niveau des pH des vins est souvent jugé excessif et la pratique de l’acidification chimique est largement utilisée. Abaisser le pH permet de mieux maîtriser les phénomènes d’oxydation et les développements microbiens. L’ajout de SO₂ peut être réduit dans ces conditions. L’acidification par ajout d’acide tartrique est assez difficile à maîtriser et la prédiction du pH résultant est assez aléatoire. La méthode d’électrodialyse à membranes bipolaires et cationiques permet un traitement du vin avec diminution du pH par transfert des ions K+.
Dans les zones septentrionales, c’est l’excès d’acidité qui peut poser des problèmes d’ordre organoleptique. Des traitements chimiques sont autorisés mais, comme pour l’acidification, le résultat n’est pas toujours très facilement prévisible. Ces traitements diminuent la richesse en acide tartrique du vin en augmentant le pH, mais l’acide malique n’est pas éliminé. Sur un plan théorique, les techniques d’électrodialyse à membranes bipolaires et anioniques, pourraient répondre à ce problème, mais l’application est plus difficile. Une autre technique brevetée par la société Bucher Vaslin (2 étages de nanofiltration) pourrait permettre d’éliminer plus spécifiquement l’acide malique sans fortement augmenter le pH. L’acide malique étant souvent pour ce type de vendange l’acide en excès, ces techniques membranaires seraient intéressantes à étudier en comparaison.

Partenaires techniques de l’action

INRA de Pech Rouge, Eurodia, Bucher Vaslin.

Derniers résultats acquis

Des essais sont envisagés sur le millésime 2007 et sont en cours d’évaluation pour la désacidification de vins blancs du Gers et du Bordelais dans des secteurs tardifs (Sauvignon, Gros Manseng, Colombard). L’utilisation d’un couplage nanofiltration / nanofiltration avec une étape de neutralisation du perméat a été testée (méthode proposée par Bucher-Vaslin). Ces essais sont réalisés à une échelle pilote et ont effectivement permis de réduire l’acidité (surtout l’acidité malique) selon l’objectif initial fixé. Les comparaisons sont réalisées avec des désacidifications chimiques classiques.