Une «micro-cave» qui produit du vin en continu

Liquoreux, tannique, sec, vif… le vin renferme des saveurs et des traits de caractères les plus subtils. Mais cela ne s’obtient pas sans mal. Le processus de production est complexe. La fermentation du raisin, notamment, joue un rôle important dans la formation des goûts.

Pour permettre aux oenologues de comprendre et d’optimiser la fermentation, Daniel Attinger, professeur à l’Université d'État de l'Iowa (USA) et invité par le Laboratoire de microsystèmes de l’EPFL, a mis au point une «micro-cave» sur puce. Le système, sur lequel va également travailler une équipe de l’EPFL, est capable de produire du vin en continu, à raison d’un millilitre par heure. L’idée est d’avoir une plateforme pour tester les procédés de fermentation. Une innovation qui intéresse déjà des établissements tels que l’Ecole d’oenologie de Changins, une des meilleures ecoles d’oenologie du monde.

Le climat qui contraint à changer les recettes
Tout a commencé sous l’impulsion de Daniel Attinger, ancien étudiant de l’EPFL, valaisan d’origine et amateur de vin. «Les changements climatiques ont de l’impact sur la qualité de la vendange dans le monde entier», explique-t-il. «En raison de la chaleur, certaines récoltes murissent trop vite, les vendanges sont avancées…les vins deviennent trop alcoolisés, ou changent de saveur. Il est nécessaire d’avoir des outils pour pouvoir adapter et repenser les recettes.» Fort de son expertise en mécanique des fluides multiphase, le scientifique a imaginé un outil fait de micro-canaux, permettant de sélectionner rapidement les meilleures températures et levures pour la fermentation.

Traditionnellement, pour produire du vin, les vignerons insèrent des levures dans les cuves pleines de jus du raisin. Ces levures absorbent le sucre, et libèrent de l’alcool et du gaz carbonique. C’est ce qui s’appelle la fermentation alcoolique. Ce procédé prend entre 7 et 21 jours, et il nécessite une grande quantité de liquide. Il existe des centaines de levures commerciales différentes, et chacune confère au vin des saveurs particulières. Sélectionner les meilleures d’entre elles peut donc se révéler long.

Destinée aux œnologues et encaveurs pour évaluer différents procédés de fermentations, la micro-cave utilise de très faibles quantités de liquide, et produit un résultat en moins d’une heure. «Imaginons qu’une cave du Lavaux trouve qu’un type de levure, ou qu’une température de fermentation, donne un goût trop amer au vin. Nous pourrions tester rapidement les alternatives», illustre Daniel Attinger. De par sa petite taille, le système peut par ailleurs être chauffé ou refroidi rapidement.

Le dispositif se compose d’un canal principal en serpentin, dans lequel circule le jus de raisin. Les levures sont placées dans des compartiments adjacents, et elles communiquent avec le canal principal à travers une membrane ultrafine, dotée de minuscules trous ou nanopores. Un peu comme si elles se trouvaient dans des sachets de thé. Lorsque le jus de raisin arrive, les levures absorbent le sucre, et rejettent de l’alcool et du CO2 à travers la membrane. Le phénomène est très rapide, car les sucres et les levures sont dans un espace restreint.

Autre avantage, le compartimentage permet d’effectuer différentes fermentations successives. «Dans une cuve, il faut des semaines pour séparer les levures du vin, car elles y sont mélangées. Ici, ce n’est pas un problème», ajoute Daniel Attinger.

Sur ce projet, la mission des chercheurs de l’EPFL consistera à contrôler le comportement des levures dans les bio-réacteurs. «Nous effectuerons un «screening», c’est à dire une analyse de ce que les levures produisent en fonction des différentes conditions que nous leur imposons», commente Philippe Renaud, directeur du Laboratoire de microsystèmes de l’EPFL.

Un futur projet pour les doctorants
Du côté des professionnels du vin, l’intérêt est réel pour cette mini-production contrôlée. «C’est magnifique», commente Ramón Mira de Orduña Heidinger, professeur en chimie du vin à la Haute Ecole de viticulture et œnologie de Changins. «Cela permet de caractériser les levures, et d’étudier leur résistance aux sulfite ou leur production d'acide acétique, par exemple».

Le nouvel appareil permettrait-il également de produire du vin à la maison en quelques heures, pour les particuliers ? «Pourquoi pas, plaisante Philippe Renaud, mais surtout à titre de gadget. Le processus est simplifié, et le vin obtenu n’est pas encore aussi bon qu’un vin traditionnel.»

Pour la suite du projet, les partenaires continueront leur travail, à cheval entre l’EPFL et les Etats-Unis. «C’est un très bon sujet d’étude pour les doctorants, qui a un côté fun, mais comporte beaucoup d’aspects fondamentaux», commente Philippe Renaud, lui-même fils de vigneron. «Les sociétés pharmaceutiques sont intéressées par ce type de procédé, et par le même type de levure, pour produire des substances spécifiques. Les applications sont donc beaucoup plus larges.»

L’équipe de Daniel Attinger aux Etats-Unis comprend un professeur en génie électrique, un œnologue, et un doctorant expert en microfabrication.