Développement d’un capteur utilisant la polarisation diélectrique pour le suivi de la fermentation et du niveau d’extraction durant la production des vins

Aujourd’hui, le suivi de fermentation pour la production du vin est réalisé principalement par la mesure de densité, de manière manuelle ou automatique. Pour la production du vin rouge, une étape déterminante pour la qualité du vin final – l’extraction des composés d’intérêt présents dans la pellicule du raisin (principalement des polyphénols ou « anthocyanes et tanins ») – a lieu également pendant la phase fermentaire. Actuellement, à part la dégustation, il n’existe pas d’outil performant d’aide à la décision afin de déterminer le moment d’écoulage à cause de la difficulté d’obtenir des informations fiables d’un milieu complexe par une analyse
rapide et simple à manipuler.

Afin de développer une alternative analytique sensible pour le suivi du niveau d’extraction et d’avancement de la fermentation, un partenariat interdisciplinaire est formé, regroupant les personnels de HES-CHANGINS et de la HEIA-FR, avec des compétences en procédés oenologiques, analyse chimique, électronique appliquée et spectroscopie. Ensemble, les partenaires du projet ont identifié une approche innovante et prometteuse pour la problématique du suivi de fermentation : l’utilisation de la spectroscopie diélectrique.

Ayant la possibilité d’utiliser un large spectre d’ondes électromagnétiques, la spectroscopie diélectrique est une technique couramment employée pour la caractérisation électrique (isolants, matériaux avec une haute capacité de stockage d’énergie, …). Depuis quelques années, l’agro-alimentaire bénéficie également du potentiel offert par cette technique, que ce soit pour l’évaluation de la qualité des fruits ou lors de la pasteurisation du jus de pomme. Comme les tests sont rapides et ne détruisent pas la matière, la spectroscopie s’est avérée un outil expérimental adaptée aux mesures en ligne ainsi qu’au suivi de longue durée. Basée sur l’excitation des dipôles (chaines polymères ou molécules) ou des ions en rapport avec les caractéristiques d’un faible champ électrique externe, cette méthode permet la mesure de la permittivité complexe des matériaux polarisables, chaque composant ayant un moment dipolaire caractéristique.

Dans ce contexte, nous proposons le projet «WinE-index» («WineExtraction-index ») pour la mise en place d’une corrélation entre les propriétés diélectriques et d’autres caractéristiques ou propriétés physico-chimiques du jus de raisin en phase de fermentation. L’objectif principal du projet est de proposer une technique permettant de tirer à partir d’une évaluation rapide et non destructive des vrais indicateurs par rapport à la composition du vin, pendant la fermentation. Le défi du projet sera la différentiation entre la réponse diélectrique des marqueurs significatifs (éthanol, anthocyanes et tannins condensés) et l’évaluation de l’impact des éléments externes ayant une grande influence sur les propriétés diélectriques, par exemple, des ions (K+), des acides organiques ou des particules solides.

En vue de remplir au mieux notre mission – fournir aux oenologues des indicateurs quantitatifs pour compléter leurs analyses sensorielles, afin de leur apporter une réelle aide à la décision – nous proposons le développement d’un capteur innovant, ayant un fort potentiel de marché. Utilisable offline aussi bien qu’intégrable dans des systèmes en ligne, celui-ci permettra de suivre l’avancement de la fermentation en même temps que le niveau d’extraction.

Responsable du projet à Changins Dr Liming Zeng Professeur de technologie du vin T +41 22 363 40 35

2020 – en cours

Partenaires: HEIA-FR (Instituts Energy et iPrint)

Financement: HES-SO

English version