L’anhydride carbonique, est avec l’éthanol, le produit de la fermentation alcoolique. Pour chaque molécule de sucre fermentée, 2 molécules d’éthanol et de CO2 sont formées par les levures. Pour un moût titrant 13% Vol potentiel, la production de CO2 sera de 107g pour chaque litre de vin. Cette valeur est comparable à l’émission moyenne d’une petite voiture parcourant une distance de 1 kilomètre. Dans les chais, ces 107 g/l, forment un important dégagement de CO2 gazeux de 54 litres par litre de vin qu'il est possible d'exploiter.
Cette production non négligeable est à mettre en perspective avec les bilans carbones de la filière vinicole qui indiquent des valeurs comprises entre 1,4 et 3 kg de CO2 émis par bouteille de vin de 75 cl, depuis les opérations mécaniques à la vigne jusqu’à l’acheminement des bouteilles vers leurs consommateurs.
Si l’on considère une valeur moyenne de 2,1 Kg de CO2 par bouteille, la part de la fermentation alcoolique reste donc très minoritaire, aux alentours de 5%, par rapport aux emballages, aux carburants et engrais qui représentent pour chaque classe environ 25% du bilan carbone soit plus de 75% du total (Schéma 1). Le recyclage chimique du CO2 fermentaire est une utopie quand l’on sait que le rendement est seulement de 10 à 15% du CO2 fermentaire total produit.
Schéma 1 indiquant les principaux secteurs impactant le bilan carbone de la filière vin.
Rappelons aussi que pour pour former 1kg de matière organique, les végétaux comme la vigne, recyclent par la photosynthèse 1,8 kg de CO2 et 1 Kg d’eau, ce qui ramène en fin de comptes le bilan carbone de la filière vin proche de la neutralité.
Cependant, l’augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère impose à chacun d’adapter ses pratiques de consommations pour limiter son l’empreinte carbone.
PARSEC accompagne les entreprises dans leurs démarches RSE avec notamment des audits eau/énergies et propose des solutions pour ramener les consommations à leur minimum en améliorant les performances technologiques et financières des caves.
PARSEC propose avec NECTAR by ADCF®, une nouvelle technologie basée sur la valorisation du CO2 produit par la fermentation. Ce nouveau concept de vinification en sursaturation de CO2, éco-responsable et durable, récompensée par une médaille de bronze au Vinitech-Sifel 2022, répond aux besoins de précision et de maitrise pour l’élaboration de vins premium plus naturels en proposant de nombreux avantages induits :
Si le CO2 est le produit de la fermentation, l’analyse de sa production en temps réel et sur l’ensemble du volume fournit un moyen direct d’analyser l’activité physiologique des levures et la consommation des sucres, dans toute la cuve contrairement à la traditionnelle valeur de la densité ponctuelle ou répétée qui ne donne à voir que l’évolution de la masse volumique du milieu. L’ADCF® détecte les premiers signes de départ en fermentation et les différentes phases physiologiques caractéristiques (cf. graphique 2). La courbe indique en temps réel la vitesse de la dégradation des sucres en g/litre/heure. L’intégration des vitesses et du niveau de sucres résiduels fournit une information complète pour modéliser et piloter de manière proactive les vitesses et durées des fermentations et détecter des ralentissements précoces. La régulation intervient pour rétablir de meilleures conditions fermentaires en jouant sur la température, l’oxygénation ou la nutrition des levures.
Graphique 2 de cinétique fermentaire par la technologie A.D.C.F.® - PARSEC à l’INRAE Pech-Rouge
La précision de la mesure A.D.C.F. est excellente quel que soit le moment de la fermentation, depuis le début de la phase de croissance jusqu’à la Vmax, et garde une excellente précision pour les très faibles cinétiques même en toute fin de FA. Ce très haut niveau de précision, lui permet de mesurer, pour la première fois, l’activité malolactique des bactéries Œnococcus Å“ni en cuve sans prise d’échantillon dès lors que les vins présentent une concentration initiale d’acide malique supérieurs 0,5 g/l.
Cette valorisation du CO2 pour analyser et réguler les activités microbiologiques en FA et FML, sont des applications très concrètes pour améliorer l’analyse, la compréhension et la gestion des protocoles de vinification.
L’opérateur doit seulement renseigner les valeurs de sucres ou densité du mout en début de FA, ou la valeur d’acide malique dans le cas de la FML. L’algorithme mesure la vitesse instantanée en g/l/h de sucre dégradés ou mg/l/h d’acide malique consommés et calcule à chaque instant la valeur des substrats résiduels.
En valorisant le dégagement de CO2, PARSEC propose une technologie simple, économique, durable de vinification en sursaturation de CO2 offrant de nombreux avantages Å“nologiques induits très intéressants du point de vue organoleptique et technologique. Ces améliorations permettent de transformer facilement une simple cuve en vinificateur Premium « NECTAR by ADCF® ».
Le vinificateur Nectar® breveté en 1999, utilisait déjà la pression de CO2 pour remonter, sans pompe, une fraction de mout (10% du volume), pour ensuite immerger rapidement le marc maintenu sous pression. Cette première expérience positive de domestication du CO2 fermentaire pour piloter les macérations sans pompe, est aujourd’hui proposée dans une version plus versatile, pour moderniser des cuves déjà existantes en adaptant les seuils de pression utilisés par la technologie ADCF®. C’est ainsi qu’en 2017, Parsec a expérimenté dans sa cave « Cantina Tuscania » la technologie NECTAR by ADCF, puis mené des essais en partenariat avec l’ISVV en 2018 et 2019 pour mettre en évidence l’effet de la pression de CO2 sur la qualité des vins par l’extraction automatique, rapide et sélective des meilleurs constituants du marc.
Les figures 9 et 10 présentent les analyses comparatives entre 1 cuve témoin de Cabernet Sauvignon travaillée en remontages et une modalité NECTAR by ADCF®. Le marc de la modalité Nectar n’a reçu qu’un volume de mout en remontage, quand celui du Témoin en a reçu 6 volumes durant toutes les vinifications. Les analyses des polyphénols au décuvage indiquent que même avec 6 fois moins de remontage, la cuve NECTAR a extrait d’avantage de constituants de manière douce et sélective. Les vins de gouttes sont proches en terme quantitatif, mais la perception gustative de Nectar est plus élégante avec plus de longueur.
Tous les graphiques indiquent une très nette amélioration qualitative des vins de presse NECTAR qui présentent des concentrations similaires aux vins de gouttes et bien supérieur aux presses Témoins. Si l’on effectue des pressurages doux il est possible d’obtenir un volume de presses de qualité, non végétal qui pourra valoriser par assemblage le volume de production des vins Premium.
La gestion dynamique du maintien en pression des cuves par la technologie A.D.C.F.® neutralise le phénomène de « stripping des arômes » produit par le flux du CO2 dégagé en continu durant les fermentations. La gestion dynamique de la pression dans les cuves baisse à la fois la volatilité des arômes et limite leur libération au moment des brèves purges pilotées. Ces dernières restent inodores, ce qui confirme que les arômes restent bien dans les vins.
Si l’on relie les purges à un réseau d’évacuation du CO2 vers l’extérieur, ou un procédé de recyclage chimique ou physique, l’atmosphère du chai retrouve des teneurs normales en CO2, favorisant de meilleures conditions de travail.
Afin de mettre en évidence les bénéfices sur l’aromatique des vinifications Nectar, des fermentations expérimentales ont été conduites avec un mout de Sauvignon (Bordeaux) en 2018 sur 2 cuves bois : un témoin et une cuve Nectar. Le même moût a été vinifié également dans 4 cuves de micro-vinification inox à l’I.S.V.V (2 modalités Nectar et 2 modalités Témoin). Le jury a décrit les vins Témoins comme acides, fruits mûrs, moins aromatiques, avec des notes fermentaires de pêche, litchi, poire.
Pour les vins Nectar, les juges ont donné des descripteurs tels que très acides, perlants en bouche et avec des notes fruits exotiques plus marquées que les vins témoins, ainsi que des notes de pamplemousse et d’agrumes. Ces descripteurs étant associés à la typicité des vins issus de cépage Sauvignon Blanc. Les différences s’expliquent par les plus fortes concentrations d’arômes d’esters et d’acétates et une moindre concentration des arômes d’alcools supérieurs désagréables dans les modalités Nectar. Ces vins se distinguaient aussi par un plus grand volume et une longueur persistante en bouche.
Les vins rouges également sont marqués par des notes aromatiques sur le fruit frais, garantissant plus de fraicheur au Merlot et au Grenache, d’élégance au Gamay, de finesse pour le Pinot et de complexité pour des variétés comme la Syrah ou le Cabernet pour ne citer que ces cépages.
Ces vins plus aromatiques et persistants supportent mieux le boisage par staves ou barriques. Les notes caractéristiques du bois sont « digérées » et intégrées sans jamais dominer sur le fruit. Pour peu que l’on conserve le même soin à protéger les vins de l’air et des oxydations durant l’élevage, les vins gardent leur puissance et leur fraicheur jusqu’à la mise en bouteille.
Le procédé sécurise la protection contre les oxydations depuis la phase de vinification, par le maintien de la pression de CO2 dans les cuves. Pour les vins blancs, il est possible de garder les cuves en vidange après fermentation sans risque d’oxydation même en l’absence de sulfitage. Pour les macérations post FA en rouge, aucune « odeur de marc » ne se développe pas même au bout de 3 semaines de cuvaison. L’oxygène recherché pour le travail de stabilisation de la couleur et structuration de la trame tannique par polymérisation des anthocyanes avec les tanins est injecté par une unité d’oxygénation de précision PARSEC compensant toutes les pertes de charges dues et à la pression de CO2 dans la cuve.
Les vins vinifiés sous légère pression, finissent les vinifications avec un niveau en CO2 dissous plus élevé (entre 1,5 et 2 g/l). Cette caractéristique leur confère une meilleure résilience vis-à -vis des risques d’oxygénations accidentelles. C’est cette protection naturelle qui est recherchée pour les process exigeants d’élevages des vins sans sulfites.
Grace au Kit NECTAR monté sur la trappe, l’inertage automatique devient possible en élevage avec de l’Azote exogène. Les variations de volume sont automatiquement gérés par les équipements. Le procédé améliore la qualité, la fraicheur et sécurise les procédés de vinification les plus exigeants.
Le CO2 de la fermentation devient, avec NECTAR by ADCF® un élément que le vinificateur utilise et valorise pour analyser l’activité des levures, inerter les cuves, protéger et conserver les arômes et réaliser une extraction automatique et douce des composés les plus qualitatifs des pellicules sans aucune intervention ni dépense d’énergie. Cette innovation naturelle et durable, fait la synthèse des meilleures pratiques Å“nologiques pour optimiser et sécuriser la qualité des vins par une parfaite maitrise des process.
La supervision édite des graphiques montrant l’analyse des dynamiques thermiques et fermentaires, les régimes d’oxygénation conforment aux protocoles mis en place pour compenser le milieu réducteur. Elle s’adresse à toutes caves qui souhaitent améliorer et garantir la qualité de vins plus naturels et expressifs, tout en réduisant les couts de production.
Une valorisation par recyclage du CO2 fermentaire est possible en liquéfiant tout ou partie des émissions produites par la fermentation afin de le réutiliser à la cave pour refroidir la vendange, inerter les cuves après les vinifications, ou réaliser du nettoyage cryogénique afin d’économiser l’eau. Comme ce procédé est couteux à l’achat et à l’utilisation, il est important de bien étudier le rapport couts/bénéfices et de dimensionner parfaitement les installations uniquement aux besoins des caves.
La technologie NECTAR by ADCF® offre déjà toute une série d’applications et d’avantages pour améliorer et sécuriser la qualité des vins et simplifier les process en vinification et élevage. Son évolution pour mesurer au dixième de mg/l la dégradation de l’acide malique permet de suivre en continu et sans prise d’échantillon la FML évitant ainsi de nombreuses analyses. Cette nouvelle innovation démontre l’intérêt stratégique de la valorisation du CO2 pour analyser et piloter les fermentations alcooliques, malolactiques et sécuriser les élevages avec l’inertage automatique des cuves.
Son adaptabilité sur des cuves existantes permet de moderniser efficacement et à moindre cout des chais existants ou de s’intégrer très facilement dans de nouveaux projets.
Mathieu de Basquiat, Œnologue - PARSEC srl
Bibliographie : Bilan carbone® : de la vigne à la bouteille de Sébastien Kerner & Joël Rochard Institut Français de le Vigne et du Vin (ENTAV - IFV France) Reims
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