La technique du préchauffage maîtrisé validée par Courvoisier
La société Courvoisier, qui possède deux distilleries, porte beaucoup d’intérêts aux problèmes de maîtrise des consommations énergétiques des alambics. Joël Lavergne, le responsable qualité produits et Bernard Lafaye, le directeur de la distillerie Jubert, abordent les aspects technologiques et qualitatifs liés à la distillation en ayant une approche globale à la fois fondamentale et pratique. Leur première réflexion est de dire que la problématique d’économie d’énergie au niveau de la distillation n’est pas nouvelle puisque cela fait très longtemps que les distillateurs préchauffent les vins. Néanmoins, l’augmentation des prix du gaz au cours des dernières années a relancé les réflexions sur ce sujet. Il estime aussi que le préchauffage des vins engendre des économies de combustible au moment de la mise au courant, mais cette intervention doit être parfaitement maîtrisée : « Nous ne sommes pas opposés au préchauffage des vins dans les réchauffe-vins classiques ou avec d’autres équipements dans la mesure où certains principes sont respectés. Les deux limites au préchauffage des vins résident dans l’hygiène des équipements et la manière dont il doit être abordé. Les réchauffe-vins classiques sont des récipients, de par leur conception, difficiles à nettoyer. Leur rinçage doit intervenir aussitôt le vidage en n’oubliant pas de laver les endroits peu accessibles comme le
dessous des tuyaux de traverse. Ensuite, il faut déclencher le préchauffage le plus tard possible pour respecter la qualité des vins et ne pas dépasser le niveau de température de 40 °C. Pourquoi ne faut-il pas dépasser 40 °C de température ? Eh bien la réponse est assez simple car c’est à partir de ce niveau de température que les phénomènes d’oxydation se produisent en présence d’enzymes encore pleinement actives. 40 °C et plus correspondent justement à des niveaux de température où l’activité enzymatique est optimum. Laisser bouillonner des vins dans ces conditions pendant un temps trop long risque d’engendrer des dépréciations qualitatives et des pertes de produit liées à l’évaporation. L’utilisation de systèmes de préchauffage en ligne juste au moment de la charge des alambics en respectant la limite de température de 40 °C nous semble être une bonne solution conciliant à la fois les économies d’énergie et le respect de la qualité des vins. Dans l’une de nos distilleries qui n’était pas équipée de réchauffe-vin, nous avons investi depuis deux campagnes dans une installation de préchauffage des vins en ligne utilisant les eaux chaudes des pipes. »
L’aménagement réalisé à la distillerie Jubert à Châteauneuf a été en quelque sorte pour la société Courvoisier l’occasion de valider l’intérêt économique et qualitatif des systèmes de préchauffage dynamique en utilisant un échangeur tubulaire pour assurer la charge des 14 alambics. L’ensemble des eaux chaudes des pipes sont collectées dans un bassin en béton (2 cuves enterrées de 250 hl chacune) où elles sont conservées entre 65 et 75 °C en fonction des conditions climatiques extérieures. Une heure avant la charge, le préchauffage commence en utilisant un échangeur tubulaire à tubes corrugués de 5,5 m2 pour monter les vins entre 35 et 40 °C (à un débit de 250 hl/h). Afin de limiter les temps de charge des chaudières, le vin préchauffé est stocké pendant 30 à 40 minutes dans deux cuves inox. Le fait de préchauffer les vins a réduit le temps de mise au courant de 35 à 40 minutes et l’économie de gaz constatée depuis deux campagnes est de 8 %. Le coût de cet aménagement pour la distillerie Jubert va générer un retour sur investissement rapide sur seulement deux à trois campagnes. Cela engendre aussi une économie indirecte d’électricité significative car l’installation de refroidissement en circuit fermé tourne désormais au ralenti. La réduction de dépense électrique s’élève à 25 %, ce qui représente une économie de 12 000 kW/h/campagneJ. Lavergne estime que le process technologique de la distillerie Jubert est pleinement satisfaisant : « Sur le plan technologique, le choix d’utiliser un échangeur tubulaire à tubes corrugués est lié à la facilité de nettoyage de cet équipement. Un échangeur à plaques aurait été moins coûteux et moins encombrant mais difficile à nettoyer surtout quand on distille des vins avec lies. L’intervalle faible entre les plaques accentue les risques de colmatage avec des vins qui en Charentes sont des produits bruts. Ensuite la vitesse de circulation des liquides moins rapide entre les plaques rend leur nettoyage plus délicat. Les aspects liés au nettoyage ont mobilisé toute notre vigilance à la distillerie Jubert. Nous avons mis en œuvre une procédure de lavage de l’échangeur et de toutes les tuyauteries d’alimentation en utilisant les eaux chaudes des pipes (à un débit important) dès la fin de la charge des alambics. Il est impératif de réaliser le lavage dans la foulée de la fin de la charge pour ne pas laisser le temps aux particules lourdes d’adhérer et dans ces conditions leur élimination devient plus facile. Le lavage se déroule par gravité sans automatisme et en utilisant une petite réserve d’eau chaude installée au-dessus l’échangeur. »
L’autre sujet d’actualité concernant l’utilisation de ces systèmes de préchauffage dynamique est bien le niveau de température maximum à atteindre. De tels équipements ne permettent-ils pas de monter les vins plus hauts en température ? La réponse de J. Lavergne est très claire : « Dès que l’on chauffe les vins au-delà 40 °C voire jusqu’à 50 °C, on amplifie les phénomènes d’oxydation et l’activité enzymatique avec tous les risques qualitatifs que cela entraîne. Par ailleurs, plus on chauffe des vins plus la tension de vapeurs d’alcool qu’ils contiennent augmente. L’atmosphère au-dessus du vin se charge en alcool et à partir de 50 °C cette atmosphère peut devenir explosive. Rappelons que pour un brouillis, la limite inférieure d’explosivité de la vapeur est atteinte à partir d’une temprature de 30 °C. Pour des raisons de sécurité, il ne faut pas manipuler de tels liquides en dehors de la chaudière. Je pense donc qu’il faut rester raisonnable dans l’utilisation des méthodes de préchauffage dans les distilleries. »
La distillerie Jubert surveille de près l’évolution des consommations de gaz qui varient naturellement d’une campagne à l’autre selon le TAV moyen des vins et la justesse des réglages des paramètres de combustion. L’entretien des brûleurs, la réalisation tous les ans d’analyses de combustion, la gestion automatisée des registres de cheminées représentent des moyens simples et efficaces de gagner 2 à 3 % de rendement et d’économiser du gaz. J. Lavergne pense que le développement de systèmes plus évolués permettant de corréler le fonctionnement du brûleur à des prises d’information en continu des pertes d’énergie au niveau de la cheminée est une voie à explorer pour essayer d’améliorer le rendement de combustion des brûleurs atmosphériques.
Les procédés de préchauffage en ligne à l’essai Chez Hennessy
La maison Hennessy considère que l’alambic charentais dans sa conception actuelle donne pleinement satisfaction sur le plan qualitatif mais observe aussi que son principe de fonctionnement génère beaucoup de déperditions d’énergie. Laurent Lozano, le responsable technique, estime que l’utilisation du gaz a ouvert beaucoup de possibilités dans la conduite des coulages qui contribuent à l’extériorisation du potentiel de qualité : « La distillation est une étape majeure de la filière de production du Cognac. L’arrivée du gaz il y a quarante ans a été une évolution importante qui a été abordée à l’époque avec la volonté de pleinement respecter les spécificités du process historique de distillation de la région. L’utilisation de ce combustible a permis d’aller plus loin dans la maîtrise technique du déroulement des coulages en ayant le souci permanent de rechercher toujours plus de qualité. Depuis quelques années, le renchérissement du coût du gaz semble engendrer de nouvelles réflexions sur les économies d’énergie. C’est à notre sens une voie à explorer en faisant preuve de professionnalisme. Le développement de toutes évolutions dans ce domaine s’avère possible dans la mesure où le goût des eaux-de-vie ne change pas. »
Le discours de cette grande maison de Cognac atteste d’une réelle volonté de s’intéresser au dossier économie d’énergie. Les pertes d’énergie au niveau de la cheminée représentent pour les techniciens de la société Hennessy une piste à creuser dans le moyen terme. Des fumées en sortie de cheminée à plus de 250 à 300 °C attestent de pertes importantes qui peuvent être déjà minimisées par une gestion automatisée des registres de cheminées. Cependant, dans ce domaine l’apport de nouvelles technologies peut probablement permettre d’aller plus loin. A court terme, la volonté de minimiser les consommations énergétiques de l’alambic peut inciter les distillateurs de la région à préchauffer les vins un peu plus. C’est sur le fond une réaction logique d’autant qu’une grande partie des alambics est conçue pour assurer la fonction de préchauffage avec la présence des réchauffe-vins. L. Lozano tient à préciser la position de la société Hennessy vis-à-vis du préchauffage des vins : « Le réchauffe-vin traditionnel est un outil astucieux dans la mesure où on ne lui demande pas plus qu’il ne fait. Sa situation en hauteur dans les distilleries amplifie souvent les effets de température et il faut veiller à sa bonne utilisation. Préchauffer des vins est la seule utilisation qui nous paraisse envisageable. Notre souhait est qu’il soit utilisé avec modération. Plus concrètement, cela signifie qu’il faut respecter deux paramètres : une durée de phase de chauffage n’excédant pas 1 h 30 avant la fin des coulages et ne pas monter les vins à plus de 35 °C de température. L’hygiène de ce récipient doit aussi faire l’objet d’une attention particulière pour nettoyer les parties peu accessibles. Le préchauffage de vins avec des lies nécessite encore plus de précautions compte tenu du risque de rimage. L’installation de brasseurs dans les réchauffe-vins est un moyen pour éviter ce genre de problèmes. »
La société Hennessy s’intéresse à d’autres approches de préchauffage des vins en ligne qui sont mis en œuvre avec des échangeurs externes à l’alambic. L’opération proprement dite de préchauffage s’effectue au moment de la charge en utilisant les calories des eaux chaudes en sortie des pipes. Des essais sont en cours depuis une campagne et demie pour explorer l’intérêt et les limites de ces technologies vis-à-vis de la qualité des vins et des eaux-de-vie. L. Lozano nous a fait part de ses réflexions sur ce sujet : « Le fait de pouvoir utiliser l’énergie produite dans les eaux chaudes pour préchauffer les vins nous paraît être une piste intéressante à explorer à divers titres. L’utilisation d’échangeurs tubulaires ou d’échangeurs à plaques permet d’aborder le préchauffage différemment. Ce sont des procédés d’élévation de températures rapides qui se déroulent en circuit fermé. Cela constitue deux différences majeures par rapport au préchauffage statique dans les réchauffe-vins. Le principe de chauffage en ligne instantané du vin nécessite des études à différents niveaux. Faut-il le limiter à 35 °C ou au contraire peut-on envisager d’aller plus haut. L’utilisation d’échangeurs est-elle mieux adaptée à des vins clairs qu’à des vins chargés en lies ? L’hygiène de ces matériels suscite des interrogations ? La question est particulièrement sensible pour les échangeurs à plaques. Le type de procédures de nettoyage à mettre en œuvre ne doit-il pas tenir compte du type d’échangeur utilisé, de la méthode de distillation et de l’effet distillerie ? C’est un champ d’exploration vaste sur lequel on travaille et où il ne faut pas espérer de réponse après une campagne d’essais sur un seul millésime. Les enjeux qualitatifs autour de l’effet du préchauffage des vins charentais sont importants. La nature des vins très spécifiques est à relier aux conditions de vinification. La distillation de vins avec leurs lies correspond à la mise en œuvre de vins chargés contenant des cadavres de levures et aussi une proportion plus ou moins importante de particules végétales. Nous réalisons aussi des études sur la compréhension des mécanismes de relarguage des composés aromatiques présents dans les lies. »
Martell toujours prudent au niveau du préchauffage des vins
La maison Martell et le groupe Pernod Ricard sont très attentifs vis-à-vis des actions de développement durable qui concernent quatre volets majeurs : la réduction des consommations d’énergie, la préservation des ressources naturelles d’eau, l’amélioration de la valorisation des déchets et le développement de l’agriculture durable. Toutes les activités de production et, par conséquent, les réflexions initiées actuellement dans la région sur la maîtrise des consommations énergétiques de la distillation charentaise représentent un centre d’intérêt important. La méthode de distillation Martell, qui repose sur des principes très précis – la mise en œuvre de vins clairs, la repasse de la totalité des secondes dans les vins, des prélèvements de tête définis, le respect de plage de débit déterminé pendant le coulage du cœur… – nécessite de la part des distillateurs un investissement personnel important. Pour répondre à ce besoin de technicité, Martell propose à ses distillateurs un accompagnement personnalisé chaque hiver avec des dégustations de calage sur les premières chauffes et les visites d’un expert de la distillation Martell, M. Jean-Michel Arnautou. Ce technicien, qui possède une connaissance du concret de la distillation, aide les bouilleurs de cru et les distillateurs professionnels à conduire leurs coulages. Le discours technique autour de la distillation est en quelque sorte « calé » chaque hiver au pied du porte-alcoomètre et la diversité des effets millésimes des dernières années justifie pleinement cette démarche d’accompagnement. L’équipe de production s’enrichit de la diversité de tous ces contacts et est à l’écoute des attentes des distillateurs.
Dominique Métoyer, l’acheteur eaux-de-vie, a perçu depuis quelques années que les interrogations au niveau du préchauffage des vins étaient plus fréquentes : « Les questions concernant nos préconisations vis-à-vis du préchauffage des vins sont d’actualité. Les prix du gaz nettement plus élevés amènent beaucoup de distillateurs à se pencher sur toutes les pistes pour limiter les consommations, ce qui explique le regain d’intérêt autour du préchauffage. Le fait que nous distillions des vins clairs et que l’ensemble des secondes soient repassées dans les vins, rendent la structure qualitative des eaux-de-vie nouvelles plus sensibles aux effets de préchauffage des vins mal gérés. L’absence de structure masquante liée aux lies amplifie la détection de nez chauds-cuits des eaux-de-vie nouvelles. Cela a amené Martell à avoir des préconisations très claires sur la mise en œuvre du préchauffage. Actuellement, le préchauffage doit être effectué sur un temps très court avant la charge et ne pas dépasser 30 °C. Le remplissage du réchauffe-vin doit être effectué avant la mise au courant, pour éviter les retours de vapeur dans le tuyau de traverse. Le phénomène de retour de vapeur peut engendrer deux types de conséquences, un préchauffage trop important et un risque de goût de cuit lié aux dépôts présents sur le tuyau de traverse. En présence de vins froids, il se produit alors un choc thermique qui est à l’origine de l’extériorisation des nez de chauds-cuits dans les eaux-de-vie nouvelles. Un vin à température ambiante est moins sensible aux conséquences de l’arrivée des vapeurs chaudes dans les tuyaux de traverse. L’utilisation des réchauffe-vins doit aussi faire l’objet d’une attention particulière au niveau du nettoyage. Dans notre distillerie de Gallienne, le préchauffage des vins qui est effectué en utilisant un échangeur externe est volontairement limité en température à 30 °C. Néanmoins, nous sommes conscients qu’il y a des choses à faire sur la conduite du préchauffage notamment avec l’utilisation des échangeurs externes qui permettent d’envisager l’utilisation des calories contenues dans les eaux chaudes des pipes. Le préchauffage des vins est une intervention complexe qui doit être abordée sérieusement. Deux distillateurs de profession qui travaillent avec nous conduisent des essais de préchauffage de vins en ligne au moment de la charge. Dans ces approches, plusieurs plages hautes de température seront testées. Nous suivons de très près ces initiatives sur les plans technologique et qualitatif avec des dégustations régulières des différents échantillons. Les réflexions technologiques nouvelles sur des techniques de préchauffage en ligne plus progressives au niveau des échanges thermiques nous paraissent être une voie à explorer. Des essais de préchauffage conduits par Martell seront mis en œuvre à la distillerie de Gallienne au cours de la campagne 2010-2011. Nous pensons également qu’il y a d’autres sources d’économie possibles au niveau du rendement de la cellule de combustion. »
Les préconisations précises de la société Rémy Martin pour préchauffer des vins chargés en lies
La maison Rémy Martin considère que s’intéresser aux pistes susceptibles d’entraîner des économies d’énergie lors de la distillation est une préoccupation d’actualité qui doit cependant être abordée en respectant les impératifs de qualité des eaux-de-vie. Baptiste Loiseau, l’ingénieur conseil viticulture, tient un discours lucide sur ce sujet : « La société Rémy Martin est très attentive vis-à-vis des problématiques de développement durable et du bilan carbone. Nous sommes convaincus qu’il y a des choses à faire au niveau de la distillation pour réaliser des économies d’énergie et principalement de gaz. La première réflexion à avoir concerne le préchauffage des vins, afin de limiter les consommations de gaz qui sont fortement dépendantes de la phase de mise au courant des vins. Préchauffer les vins à une température de 40 °C maximum peu de temps avant la charge présente un intérêt. Ce constat est à l’origine de l’utilisation des réchauffe-vins traditionnels. A plus long terme, une réflexion doit être engagée sur la possibilité d’utiliser les énergies libérées au niveau des eaux chaudes et des vinasses, pour le préchauffage dynamique des vins par exemple. Bien que cette idée semble intéressante, cette pratique s’avère bien plus délicate à gérer pour des vins chargés en lies que pour des vins clairs. Les corps gras que contiennent les lies sont très sensibles aux élévations de température. L’utilisation de moyens de préchauffage dynamique comme des échangeurs externes devra tenir compte de cette spécificité pour ne pas modifier la structure aromatique des eaux-de-vie issues d’une distillation sur lies. Nous n’avons pas encore testé ces nouveaux matériels ; notre souhait est de conduire des essais avant de les préconiser. »
Le suivi important que réalisent les équipes techniques de la maison Rémy Martin chaque hiver leur a permis d’avoir une vision très précise des différentes pratiques de préchauffage et de leurs conséquences qualitatives. La réalisation d’essais concernant la mise en œuvre du préchauffage avec les réchauffe-vins traditionnels a conduit la société Rémy Martin à avoir des préconisations précises dans ce domaine qui sont présentées par B. Loiseau : « D’une manière générale, Rémy Martin ne s’oppose pas au préchauffage des vins quand il est conduit de façon rigoureuse. La première consigne est de ne préchauffer les vins que juste avant la charge de la chaudière et sur une durée n’excédant pas 2 heures. Ensuite, le seuil de température de 40 °C est un maximum qu’il ne faut absolument pas dépasser. Chauffer plus longtemps ou à une température plus élevée engendre des déviations aromatiques caractéristiques dans les eaux-de-vie de type mastic et huile de lin. Ces défauts correspondent à la présence de marqueurs analytiques et c’est une cause de refus des eaux-de-vie chez Rémy Martin. De plus, il faut mettre en suspension les lies juste avant la charge, voire pendant toute la durée de préchauffage des vins si la quantité de lies est importante, c’est-à-dire quand le niveau de lies se situe au-dessus du tuyau de traverse. L’installation de brasseurs au niveau des réchauffe-vins représente un moyen astucieux de maintenir ces lies en suspension. Au niveau de la distillerie des domaines Rémy Martin à Touzac, les vins sont préchauffés à une température maximale de 40 °C, une heure avant la charge, en utilisant des réchauffe-vins équipés de brasseurs. La société Rémy Martin déconseille fortement le préchauffage des brouillis, ces pratiques entraînant des déviations qualitatives importantes. Il faut de plus que le réchauffe-vin soit toujours plein (niveau de vin ou de brouillis au-dessus du tuyau de traverse) avant la mise au courant de la chauffe en cours et tout le long de celle-ci. Le fait que le réchauffe-vin soit vide pourrait sinon entraîner l’apparition de défauts rédhibitoires sur les eaux-de-vie. Enfin, le lavage des réchauffe-vins traditionnels doit aussi mobiliser toute l’attention des distillateurs. Un rinçage à l’eau doit être effectué à chaque vidange du réchauffe-vin, en veillant particulièrement au rinçage du dessous des tuyaux de traverse. Un nettoyage complet est également nécessaire régulièrement. »
