des constructeurs attentifs et réactifs

31 janvier 2010

La filière de fabrication régionale d’équipements de distillerie semble se mobiliser pour proposer des évolutions technologiques permettant de réduire les consommations de gaz et d’électricité. Les quatre principaux constructeurs, les sociétés Chalvignac, la Chaudronnerie Cognaçaise, la Satif et la société Montel, nous ont fait part de leurs projets. Les efforts d’investissements de ces entreprises sont réels et réalistes vis-à-vis d’un marché qui depuis 25 ans a été très fluctuant.

La fabrication des alambics charentais reste une activité régionale concentrée sur quelques entreprises possédant le savoir-faire des différents métiers liés à la distillation. La très forte chute de la demande régionale d’équipements de distillation au cours de la décennie 90 a failli faire disparaître le capital de fabrication régional et des acteurs importants comme Prulho, Maresté, Binaud ont disparu. L’activité de fabrication d’équipements de distillation au début des années 90 représentait un capital d’emplois de plus de 150 personnes réparties dans 6 ou 7 entreprises. Les trois principales sociétés, Chalvignac, Maresté et Prulho, avaient réellement structuré leurs pôles de fabrication en intégrant des spécialistes des différents métiers intervenant dans l’univers de la distillation charentaise, des chaudronniers cuivre, des thermiciens, des spécialistes de la combustion et des automaticiens. La conception des distilleries a profondément évolué au cours des 20 dernières années en raison à la fois de l’apparition de nouvelles exigences qualitatives et d’un environnement réglementaire plus contraignant.

Une petite soixantaine de personnes travaille dans l’univers de la fabrication des alambics

La chaudronnerie cuivre, qui représentait 80 % de l’investissement d’une distillerie en 1980, reste aujourd’hui importante mais d’autres maillons technologiques nouveaux sont venus « se greffer » sur les équipements de base des alambics. La maîtrise thermique des coulages des distillats, l’automatisation du déroulement des cycles de coulage sont devenus deux nouvelles activités complètement associées au fonctionnement des distilleries modernes de la région. Pour répondre à cette exigence accrue de technicité, les constructeurs ont intégré de nouvelles compétences et réfléchi au développement de process technologiques spécifiques à la distillation des eaux-de-vie de Cognac. Le métier de constructeur d’alambic est devenu à partir du début des années 90 une activité pluridisciplinaire autour du savoir historique de chaudronnier cuivre. Dans chaque société, un groupe de quelques personnes travaillait en permanence sur la mise au point de nouveaux équipements susceptibles de faciliter le travail des distillateurs et d’améliorer la qualité des productions régionales. L’absence de marché régional des équipements de distillation entre 1996 et 2002 a failli faire disparaître totalement le capital de fabrication « distilleries de Cognac ». Les compétences liées au cuivre et aux autres métiers se sont réduites au point que deux grands acteurs ont disparu. Le vieillissement naturel des équipements et l’augmentation des volumes distillés à partir de 2002 ont fait redémarrer la demande et le tissu de compétences régionales autour de la distillation, bien que très fragilisé, a réussi à se reconstituer. Actuellement, le métier de la fabrication des alambics repose sur six entreprises régionales, Chalvignac, la Chaudronnerie Cognaçaise, Montel, la Satif, MGS et la Simap. Cela peut paraître important mais cela signifie-t-il pour autant que la pérennité du métier est assurée ? Au total, combien de personnes compétentes travaillent aujourd’hui à plein-temps dans l’univers de fabrication de la distillation charentaise ? Réponse : une petite soixantaine en intégrant tous les savoir-faire, chaudronniers cuivre, automaticiens et thermiciens. Le potentiel de recherche et d’évolutions technologiques repose sur seulement quelques personnes qui font preuve de compétences et d’une grande motivation.

Une volonté de s’engager dans la recherche adaptée aux réalités du marché régional

Les réalités économiques incitent ces chefs d’entreprise à la prudence car ils ont tous en mémoire l’absence de marché de la fin des années 90. Peut-on reprocher à des entrepreneurs d’avoir une politique de sagesse sur un marché aussi fluctuant ? A l’évidence non ! Le manque de lisibilité à moyen terme du marché régional et l’importance des moyens financiers nécessaires au développement de nouveaux équipements n’incitent pas les constructeurs actuels à étoffer leurs structures. Pourtant, leur proximité avec leurs clients les rend réceptifs aux évolutions des attentes des distillateurs. Les quatre sociétés que nous avons rencontrées, Chalvignac, la Chaudronnerie Cognaçaise, Montel et la Satif, se sont complètement investies dans leur activité et essaient de développer des process nouveaux. Ils sont tous unanimes pour dire qu’un nombre de plus en plus important de distillateurs professionnels et de bouilleurs de cru s’intéresse actuellement aux moyens de limiter les consommations de gaz et d’énergie électrique. Le dialogue que certaines entreprises entretiennent avec les ingénieurs de la Station Viticole et les responsables qualité des grandes maisons de négoce les conforte dans cette attente de travailler autour des moyens de limiter les consommations énergétiques de l’alambic charentais. Les entreprises qui développent de nouveaux produits investissent d’une façon déterminée et raisonnable, et leur souhait est aussi d’intensifier les partenariats de travail avec les grandes maisons et la Station Viticole du BNIC sur tous les aspects qualitatifs. Ces sociétés dont le pôle distillation de la plus importante mobilise 15 à 20 personnes (à plein-temps) font preuve de réactivité, d’une bonne volonté évidente mais leurs capacités d’investissements restent limitées. Aller plus loin dans les recherches, ils ont envie de le faire. Certains clients leur demandent d’explorer de nouvelles pistes mais la demande autour de nouveaux produits sera-t-elle suffisante pour amortir les investissements de recherche ? Le marché porteur de ces dernières années va-t-il perdurer ? Depuis 5 ans, il s’est monté entre 70 et 80 alambics neufs et d’occasion par an, répartis entre les 6 acteurs. Compte tenu de la longévité d’une distillerie, ce marché d’équipement va peut-être se tasser dans les prochaines années. Or, les seuls travaux de maintenance dans les distilleries, même s’ils se sont développés, ne représentent pas une masse de travail suffisante pour assurer la pérennité d’ensemble du savoir-faire distillation de la région. Alors, l’innovation dans les équipements réduisant les consommations de gaz sous l’alambic sera peut-être le moyen de pérenniser le débouché régional dans le moyen terme ?

Nouvelle technique de préchauffage et des projets au niveau de la combustion chez Chalvignac

tizon.jpgAu sein de la société Chalvignac, le pôle équipements de distillation représente aujourd’hui une activité importante sur le plan technologique mais dont le chiffre d’affaires reste inférieur à celui de la chaudronnerie inox. Philippe Tizon, le directeur général du groupe, considère que pour Chalvignac, l’univers des équipements de distillation dans la région de Cognac représente un débouché historique et la société a la volonté de continuer à être un intervenant majeur sur ce mrché. Le redressement des ventes depuis quelques années a permis de renforcer les moyens humains et technologiques du pôle de fabrication distillation, même si la stabilité de la pérennité des débouchés dans le moyen terme reste incertaine. Depuis maintenant quelques années, la société perçoit qu’un nombre croissant de distillateurs de la région est sensibilisé par une recherche d’économie d’énergie globale au niveau du fonctionnement des alambics. Avec le développement des installations de refroidissement des eaux chaudes en sortie des pipes (lié à l’environnement réglementaire), les consommations électriques et la charge de maintenance des équipements sont devenues importantes. De nouveaux principes d’installations conçues pour refroidir de façon économe sont aujourd’hui proposés. Leur principe est de stocker des eaux chaudes le jour et de les refroidir la nuit, dans une période naturellement plus fraîche et où l’électricité devient moins coûteuse. Le préchauffage des vins, une pratique historique, redevient un sujet d’intérêt dans beaucoup de distilleries. Jusqu’à présent, il est réalisé de façon statique en respectant des limites de temps et de températures qui correspondent à des critères de qualité. Dans les petites unités de distillation, les réchauffe-vin en cuivre sont toujours utilisés et dans les grosses unités, des systèmes de chauffe-vin collectifs ont été à une époque montés en utilisant les eaux chaudes des pipes. D’autres systèmes d’échanges destinés au chauffage domestique ont aussi existé mais leur fonctionnement perturbait le déroulement des cycles de distillation. Aujourd’hui, leur utilisation est proscrite. L’alambic produit de l’énergie qui est peu ou pas utilisée. Les volumes d’eaux chaudes autour de 75 °C en sortie de pipe sont conséquents, globalement peu exploités et génèrent des consommations énergétiques pour les refroidir. Les vinasses évacuées à une température proche de 100 °C représentent aussi un gisement d’énergie, même si leur volume est moindre.

La réflexion régionale serait d’utiliser les calories des eaux chaudes et peut-être aussi celle des vinasses pour préchauffer les vins sur un temps très court. Chalvignac a étudié de nouvelles conceptions de process de préchauffage des vins en ligne avec des échangeurs spécifiques dont le fonctionnement automatisé intègre des procédures de lavage systématique après chaque utilisation. L’utilisation d’échangeur nécessite de la rigueur au niveau de leur hygiène. Quelques installations de ce type ont été montées dans plusieurs distilleries de la région et donnent satisfaction pour des niveaux de préchauffage se limitant entre 35 et 40 °C. L’utilisation de tels équipements implique que les eaux chaudes produites en sortie de pipe soient stockées dans des récipients isolés (des cuves ciment ou isothermes) pour conserver le maximum de calories jusqu’au moment de la charge. Une fois utilisées pour le préchauffage des vins, les eaux redescendent à une température proche de 25 °C, ce qui rend ensuite leur refroidissement simple et peu coûteux en technologie et en énergie électrique. Des essais de préchauffage à des niveaux de températures supérieurs (jusqu’à 50 °C) ont été conduits dans l’hiver 2007-2008 avec un suivi qualitatif. Ils vont être poursuivis cet hiver pour essayer de cerner finement les avantages et les limites qualitatives de ce process de préchauffage en ligne. Le niveau d’investissement pour ce type d’installation serait comparable au prix d’achat d’un réchauffe-vin (environ 10 000 € ht pour une chaudière de 25 hl).

L’autre voie de recherche explorée par la société Chalvignac concerne le rendement énergétique de la cellule de combustion. Pour l’instant, l’entreprise en est au stade des essais qui portent sur une nouvelle génération de brûleurs et sur la récupération de l’énergie dans les gaz brûlés. Ph. Tizon ne cache pas que le développement de tous ces nouveaux produits représente pour la décennie à venir le moyen de pérenniser l’activité de fabrication des équipements de distillation.

Un nouveau brûleur et une cellule de combustion économe à la chaudronnerie Cognaçaise

chaudronnerie_cognacaise.jpgLa Chaudronnerie Cognaçaise est une entreprise spécialisée dans la fabrication d’équipements de distillation qui a été créée en 2003. Malgré sa jeunesse, la société bénéficie de compétences expérimentées dans l’univers de la distillation des eaux-de-vie de Cognac puisqu’elle a été fondée par un groupe de personnes issues de la société Prulho. Bruno Perez, le gérant de la Chaudronnerie Cognaçaise, a perçu depuis un certain nombre d’années chez les distillateurs professionnels ce souci d’économiser l’énergie, et tout particulièrement le gaz. Le passage au gaz naturel d’un certain nombre de gros ateliers de distillation a été la première étape de cette démarche de maîtrise du budget énergie. Depuis cinq à six ans, les demandes plus fréquentes de préchauffage des vins avec des moyens technologiques plus respectueux des attentes qualitatives sont apparues. L’utilisation des réchauffe-vins traditionnels nécessite une grande vigilance dans le respect des temps de chauffage, des niveaux de températures et pour leur nettoyage. Dans les distilleries importantes, le préchauffage des vins dynamique en utilisant des échangeurs entraîne des modifications de conception parfois complexes (avec une citerne de charge tampon) pour que les temps de charge des 8, 10… alambics ne durent pas trop longtemps. Des bouilleurs de cru qui souhaitent aussi se doter d’équipements de préchauffage en ligne dans leurs distilleries s’interrogent sur l’éventuelle polyvalence des échangeurs pour une utilisation de mise à température en ligne des moûts durant les vinifications. B. Perez et ses collègues ont essayé de développer plusieurs solutions technologiques en utilisant les eaux chaudes à la sortie des pipes qui représentent un gisement d’énergie gratuite. L’intérêt économique de ce type d’équipement est double : moins de consommation de gaz lors des mises au courant et un refroidissement des eaux redevenant peu coûteux. Par ailleurs, le fait de monter en température rapidement les vins jusqu’à 30 à 40 °C maximum semble plus respectueux de la qualité des vins plutôt que de les laisser chauffer en statique pendant presque deux heures.

L’équipe de la Chaudronnerie Cognaçaise propose deux types d’installation fonctionnant à partir de bac de stockage d’eau chaude isolé (maintenu entre 60 et 65 °C dans des cuves en béton). La première utilise des échangeurs tubulaires ou multi-tubulaires dont le principe permet de les utiliser pendant les vinifications. La seconde, destinée à des ateliers de distillation plus conséquents nécessitant une capacité d’échange importante, utilise des échangeurs à plaque. B. Perez considère que ce type d’échangeur présente des avantages, des performances élevées pour un coût raisonnable et aussi quelques inconvénients, notamment un risque d’encrassage en présence de liquides denses. Or en Charentes, le développement des distillations des vins avec lies est une spécificité dont il faut tenir compte pour utiliser ce type d’échangeur. Les fournisseurs proposent de nouvelles plaques adaptées à des liquides denses, mais l’utilisation de ces équipements nécessite une grande vigilance au niveau du nettoyage. Bien qu’ayant des performances d’échanges inférieures, les échangeurs tubulaires sont suffisants pour assurer des préchauffages entre 30 et 40 °C mais pas au-delà. Leur nettoyage s’avère beaucoup plus facile en raison des diamètres plus importants des tuyaux d’échanges. L’entreprise étudie à la demande de plusieurs clients des systèmes de préchauffage en ligne utilisant à la fois l’eau chaude des pipes et les vinasses pour atteindre des températures proches de 50 °C, mais ces projets n’ont pas été encore finalisés. L’équipe de la Chaudronnerie Cognaçaise s’est beaucoup investie dans la recherche d’économie de gaz au niveau de la cellule de combustion. B. Perez et ses collègues regrettent qu’au niveau de la région délimitée, aucune étude de performances de combustion comparant les différents types de foyers, de brûleurs, l’efficacité des systèmes de gestion automatisés des cheminées, la quantification des économies de gaz réalisées à divers niveaux de températures de préchauffage… n’ait été réalisée. L’expertise acquise par les techniciens de l’entreprise les a amenés à imaginer de repenser la conception de la cellule de combustion, l’ensemble brûleur-foyer-cheminée pour réduire les niveaux de consommation de gaz. En début de campagne dernière, le projet a été finalisé avec la fabrication d’une cellule de combustion novatrice intégrant une technologie de brûleur à air pulsé (avec des niveaux de rendement se situant entre 95 et 100 %) et un foyer reconditionné avec cheminée de type fermé. L’amélioration de rendement du nouveau brûleur est liée à son principe de combustion à alimentation d’air complètement régulée et variable selon la demande d’énergie dans les différentes phases de coulage. Le prototype a été testé dans une distillerie pendant plus de deux mois en comparant les performances avec un foyer classique préfabriqué équipé d’un brûleur atmosphérique Elf (un équipement neuf). Après une phase de calage et d’adaptation, la nouvelle cellule de combustion a donné pleinement satisfaction. Les essais ont révélé une économie de consommation de gaz de 15 %. Des mesures de températures des fumées attestent d’une forte réduction des pertes puisque, en moyenne, les températures des fumées ne dépassent pas 120 °C.

Le constructeur, qui a bien sûr protégé son innovation, considère que le nouveau produit est sur le plan technologique pratiquement opérationnel. La commercialisation de l’équipement sera envisagée après une deuxième phase d’essais intégrant les aspects qualitatifs (dans les semaines à venir). Le nouveau produit présente l’avantage de ne pas avoir un encombrement et un aspect différent des foyers actuels, ce qui permet d’envisager de l’installer sans contrainte dans les distilleries existantes. L’âme du système réside dans un brûleur à air pulsé intégré dans un foyer étanche doté de tours à feu différents et d’une cheminée fermée. Un automate gère l’alimentation en air du brûleur en tenant compte des fortes variations de demande énergétique lors des phases de coulage. Les économies de gaz constatées sont liées à l’amélioration du rendement de combustion qui avoisine les 100 %.

Pour la société Montel, les économies de gaz sont à réaliser au niveau du foyer et des brûleurs

La société Montel est une entreprise familiale discrète qui, au fil des trente dernières années, s’est construite une solide clientèle auprès principalement des bouilleurs de cru et de quelques distillateurs professionnels. Jean-Pierre Montel, qui anime une équipe de 10 personnes, observe que depuis quelques années beaucoup de distillateurs de la région l’interrogent sur les moyens de minimiser les consommations de gaz.

De nombreuses distilleries ne réalisent pas de manière systématique des analyses de combustion et il arrive encore que l’entretien des brûleurs soit effectué à la suite d’une panne. Le principe des brûleurs atmosphériques induit lors du transfert du mélange air/gaz dans les tuyauteries des déplacements de poussières dont la présence excessive est en mesure de gêner la combustion. Un brûleur qui fonctionne plus de trois mois en continu nécessite un entretien annuel pour qu’il conserve ses pleines capacités. Le constructeur avait mis au point il y a plus de dix ans un système de gestion automatique du registre de cheminée, mais cet équipement n’a réellement conquis la clientèle que depuis deux campagnes, quand le gaz a atteint des prix élevés. J.-P. Montel estime que la réalisation d’un entretien annuel des brûleurs et l’installation d’automatismes sont déjà sur les chaudières existantes des moyens de limiter les consommations de gaz. L’autre cause de perte d’énergie se situe aussi au niveau de l’isolation des foyers. Beaucoup d’alambics fonctionnent avec des foyers conçus à l’époque du charbon qui sont très mal isolés. L’observation des pertes d’énergie liées à des parois de foyer inadaptées a été à l’origine de la conception d’un nouveau principe de foyer préfabriqué par la société Montel. L’entreprise s’est appuyée sur l’expérience des fournisseurs de fours pour la boulangerie pour fabriquer à partir du début des années 2000 de nouveaux foyers préfabriqués avec des isolants de nouvelle génération. L’emploi de 5 centimètres de matériau isolant procure une isolation bien supérieure aux briques traditionnelles et aux autres matériaux. J.-P. Montel estime que plus on isole le foyer, plus on concentre l’énergie dans les tours à feu de la chaudière (dont la conception est modifiée) et ainsi le rendement de combustion de la chaudière s’en trouve amélioré. Le constructeur, bien qu’étant très discret sur ce sujet, continue de faire évoluer la conception des foyers pour réduire les pertes énergétiques au niveau de la cheminée.

Le préchauffage des vins est également redevenu une préoccupation mais, chez les bouilleurs de cru, l’utilisation des chauffe-vins traditionnels n’est pas systématique. Le respect des exigences qualitatives des acheteurs, dont certains déconseillent l’utilisation des réchauffe-vins, sont prioritaires. Les viticulteurs ont appris à utiliser modérément les réchauffe-vins, ce qui en réduit parfois leur intérêt économique. La société Montel a réalisé quelques installations de préchauffage des vins dynamiques (avec des échangeurs tubulaires) avec les eaux chaudes des pipes, mais ce type de procédé répond aux attentes des grosses unités de distillation. Chez les bouilleurs de cru, des aménagements au niveau des réchauffe-vins comme l’installation de tuyaux de traverse de plus gros diamètres, de brasseurs à hélices pour maintenir les lies en suspension et de systèmes de lavage, sont plus fréquemment montés.

Le pôle de combustion fait l’objet d’études à la Satif

satif.jpgLa Satif est aussi une jeune entreprise dans l’univers des équipements de distillation puisqu’elle a soufflé son dixième anniversaire l’année dernière. La société, dont l’activité se limitait au départ à des travaux de maintenance, a réussi en quelques années à se constituer une équipe regroupant l‘ensemble des compétences nécessaires à tous les types de travaux et d’interventions dans les distilleries. Une nouvelle équipe dirigeante s’est mise en place en début d’année avec les arrivées dans l’entreprise de François de Gironde et de Michel Brethenoux. Les responsables de l’entreprise constatent que depuis maintenant deux à trois ans, les préoccupations autour des économies d’énergie au niveau de la distillation sont devenues plus fréquentes. F. de Gironde considère que les axes de réflexions pour essayer de réduire les consommations de gaz sont le préchauffage des vins et la meilleure maîtrise du pôle de combustion des alambics.

Préchauffer les vins n’est pas une idée nouvelle dans la région de Cognac car, depuis des décennies, les chauffe-vins en cuivre font partie de l’équipement de base dans de nombreuses distilleries. Par contre leur mauvaise utilisation est à l’origine d’un discours de prudence voire de réticence vis-à-vis du préchauffage des vins. Chauffer trop longtemps et atteindre des températures trop élevées de façon statique sont la cause de déviations qualitatives. Le développement de moyens de préchauffage en ligne en utilisant l’énergie contenue dans les eaux chaudes en sortie de pipe représente une approche différente des choses qui est sûrement plus respectueuse de la qualité des vins. L’intervention de préchauffage juste au moment de la charge induit des modifications de conceptions dans les distilleries, le stockage des eaux chaudes, l’utilisation d’échangeur, l’installation de cuve tampons et des moyens de pompage performants. Jusqu’à présent, beaucoup d’installations fonctionnent avec des échangeurs tubulaires mais l’emploi d’échangeurs à plaques (moins coûteux et ayant une capacité d’échange modulable et importante) peut également être envisagé prioritairement sur des vins clairs. L’intérêt des systèmes de préchauffage en ligne est aussi économique car il permet de réduire les consommations de gaz au moment des mises au courant et minimise les moyens technologiques pour refroidir les eaux des pipes. L’utilisation des vinasses pourrait être une piste à creuser car elles sont très chaudes, proches de 100 °C au moment de leur évacuation. Cependant, l’utilisation de leur potentiel calorifique semble pour l’instant faire l’objet de réticences du fait probablement du caractère corrosif de ce liquide et de leur volume plus limité.

Le deuxième volet pour réduire les consommations de gaz se situe au niveau du pôle de combustion. F. de Gironde observe que beaucoup de distillateurs ne réalisent pas de manière systématique des analyses de combustion en début de campagne. Les écarts de consommation d’une chaudière à l’autre peuvent être importants selon le degré d’isolation des foyers, et l’âge et la qualité des brûleurs. L’investissement dans les systèmes de gestion automatisée des registres de cheminées connaît un certain développement, mais il y a encore beaucoup à faire dans ce domaine.

La Satif a développé des travaux de recherche pour essayer d’améliorer le rendement de combustion des brûleurs. Une étude a été entamée sur la recherche de nouveaux procédés technologiques pour contrôler le fonctionnement du foyer (la vitesse de circulation de l’air chaud au niveau des tours à feu) en tenant compte de la nature des dégagements gazeux dans la cheminée. La société a mené avec un centre universitaire un travail de fond sur ce sujet. Un jeune étudiant a été recruté l’année dernière pendant plusieurs mois pour étudier la faisabilité de ce projet sur une chaudière pilote. Les conclusions de la thèse ont révélé des pistes intéressantes qui méritent des investigations supplémentaires. Les responsables de l’entreprise vont continuer d’investir dans cette voie dans l’année qui vient.

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