La société Chalvignac, après avoir observé un redémarrage de l’activité du pôle équipements de distillation depuis 2004 dû au vieillissement du parc d’alambics, a souhaité engager une stratégie de développement plus globale. Une équipe de techniciens pluridisciplinaires associant des chaudronniers cuivre, des thermiciens et des automaticiens permet aujourd’hui à l’entreprise d’assurer toutes les interventions dans les distilleries et de réfléchir au développement de nouveaux produits. Philippe Tizon, le directeur général du groupe et ses collaborateurs considèrent actuellement que la réduction des consommations énergétiques des ateliers de distillations représente la préoccupation de premier plan dans la région délimitée. L’entreprise a développé de nouveaux procédés technologiques pour répondre à cette attente, en travaillant à la fois sur le préchauffage des vins et l’augmentation des performances de la cellule de combustion.
Préchauffer des vins de façon dynamique en utilisant les eaux chaudes
Le préchauffage des vins est devenue depuis 7 ou 8 ans une pratique beaucoup plus systématique dans beaucoup de distilleries, raison économique oblige. Charger des vins à 35 °C dans une chaudière génère des économies de gaz substantielles. L’idée n’est pas nouvelle mais les exigences qualitatives des grandes maisons de Cognac avaient progressivement amené beaucoup de distillateurs à moins utiliser cet équipement. Les réchauffe-vins traditionnels nécessitent une surveillance importante pour limiter les temps de préchauffage, maintenir les lies en suspension et assurer leur parfait nettoyage. Les ateliers de distillation importants ont été les premiers à souhaiter aborder le préchauffage des vins d’une manière différente. La société Chalvignac propose depuis quelques années des installations de préchauffage dynamiques où les vins sont préchauffés en moins d’une minute en utilisant des échangeurs tubulaires, multitubulaires ou à plaques. Ph. Tizon tient à préciser que le choix du type d’échangeurs utilisé dépend à la fois des souhaits de chaque distillateur, du niveau de performance recherché et des infrastructures de la distillerie : « Le préchauffage des vins en ligne est une technologie qui nous paraît intéressante à double titre car, d’une part, il supprime les risques qualitatifs du préchauffage statique durant 1 à 2 heures et, d’autre part, cela permet de faire des économies importantes au niveau du refroidissement des eaux des pipes. En effet, c’est l’eau chaude à la sortie des réfrigérants (en moyenne à 65 °C) qui est utilisée dans les échangeurs pour chauffer les vins. Cette opération permet de faire chuter leur température autour de 25 °C, ce qui rend leur refroidissement ultérieur autour de 8 à 10 °C beaucoup moins coûteux en frigories. L’avantage énergétique de cette pratique est double, moins de gaz consommés pour porter les vins à ébullition et des groupes frigorifiques de puissances réduites moins “gourmands” en électricité. »
Utiliser l’échangeur le plus adapté à chaque situation
Le choix du type d’échangeur est un débat que l’on aborde chez Chalvignac avec pragmatisme, en tenant compte en priorité du souhait de chaque distillateur et du niveau de performance recherché. A chaque situation correspond un matériel adapté sur le plan des débits et des niveaux de températures recherchés. Les échangeurs tubulaires peuvent être aussi facilement utilisés au moment des vinifications, mais leurs performances sont directement proportionnelles aux longueurs de tubes. Leur encombrement important peut poser des problèmes d’installation dans certaines distilleries. Les échangeurs multitubulaires et à plaques sont des équipements utilisés dans l’industrie justement en raison de leurs capacités d’échange élevées. Les premiers de par les diamètres des tubes sont naturellement adaptés à la nature des vins de distillation clairs ou chargés en lies. Par contre leur fabrication complexe par les grands industriels les rend coûteux à l’achat. Les seconds présentent l’intérêt d’être très compacts et d’avoir des performances évolutives en augmentant le nombre de plaques installées en fonction des besoins. Ph. Tizon considère que pendant très longtemps, les échangeurs à plaques ont eu l’image d’être peu adaptés aux vins de distillation : « Pendant longtemps, les échangeurs à plaques de par leur conception étaient utilisés pour traiter des liquides limpides car l’intervalle entre deux éléments ne dépassait pas 2 mm. Utiliser ce type de matériel pour des vins de distillation conduirait à des phénomènes d’encrassement très rapides. Les industriels ont fait évoluer les fabrications et nous avons choisi d’utiliser des échangeurs à plaques à canaux larges ayant une section de 8 à 11 mm pour laisser passer des liquides troubles et chargés de particules solides comme les vins de distillation. Cet espacement important entre deux plaques évite les risques de dépôts et les phénomènes d’encrassement. Dans l’agro-alimentaire, ce type d’appareil déjà utilisé pour chauffer des confitures donne entière satisfaction. L’intérêt du filtre à plaques réside dans sa modularité pour chauffer des volumes importants ou envisager des niveaux de températures plus élevés. Actuellement, les installations que nous avons réalisées assurent le préchauffage des vins jusqu’à 40 °C en utilisant seulement la moitié du potentiel calorifique des distilleries. L’investissement est bien sûr proportionnel au degré d’automatisation souhaité par les clients, mais nous proposons systématiquement un process de préchauffage intégrant une fonction de lavage du circuit vin après chaque utilisation (en envoyant de l’eau chaude à contre-courant du vin dans les plaques). 19 installations de préchauffage de ce type fonctionnent dans la région dans des unités comportant de 2 à 28 chaudières. Les gains énergétiques observés chez l’ensemble des clients sont importants. »
Un nouveau Brûleur à air soufflé de type radiant
L’autre évolution de la société Chalvignac concerne la mise au point d’un nouveau brûleur NG à air soufflé à surface radiante dont le rendement de combustion serait nettement supérieur aux brûleurs atmosphériques traditionnels. La conception de cet équipement repose à la fois sur un transfert de technologie pour la partie aspiration et mélange airgaz et une recherche propre au niveau de la plaque radiante. Le principe des brûleurs à air pulsé est utilisé depuis trente ans dans l’industrie en raison à la fois de performances plus élevées et d’un niveau de sécurité nettement supérieur. La conception de ces produits intègre une soufflerie (une petite turbine) qui aspire de l’air et ensuite assure son mélange avec un débit de gaz dans des proportions parfaitement contrôlées. Les réglages de débit d’air et du mélange air-gaz sont évolutifs et entièrement pilotés par un système automatisé intégré au brûleur. Les traditionnels tableaux gaz ne sont plus nécessaires car l’automatisme pilote la vitesse de rotation de la turbine, la gestion du débit de gaz et du mélange air-gaz. L’alimentation de gaz est asservie de façon proportionnelle au débit d’air. En modifiant la vitesse de rotation du ventilateur, l’intensité de la combustion et la puissance du brûleur sont immédiatement modifiées. Le mélange air-gaz est pulsé sous un matériau réfractaire où une flamme le porte à incandescence. La recherche auprès des industriels de ce matériau réfractaire et son adaptation à une utilisation sous les chaudières ont fait l’objet d’un travail de développement interne spécifique dont l’objectif était de recréer un chauffage de type radiant très apprécié par les distillateurs en Charentes. Le brûleur NG se présente sous la forme d’une plaque épaisse d’environ 10-15 cm qui est constituée d’une matière fibreuse épaisse assurant l’effet de radiant. Ce matériau a été mis au point dans l’industrie pour des applications de combustion et déjà la société Chalvignac l’utilisait pour la fabrication de sa dernière génération de brûleurs atmosphériques.
Après une campagne d’essais, les performances sont au rendez-vous
Les nouveaux brûleurs à air pulsé Chalvignac ont été mis au point au cours de la dernière campagne de distillation. Dans un premier temps, les essais ont permis de savoir si cette nouvelle technologie était adaptée aux fortes variations d’allure de chauffe au cours des coulages. Les brûleurs atmosphériques concilient à la fois un apport de puissance important lors des mises au courant, ensuite un fonctionnement à basse pression très progressif et des capacités de réglages associant souplesse et réactivité. Après plusieurs semaines de test dans les distilleries, le brûleur NG a donné toute satisfaction une fois que les nouveaux réglages ont été calés. L’utilisation repose sur la manipulation de deux potentiomètres (l’un pour les hautes pressions et l’autre pour les basses pressions) dont les plages de réglages sont équivalentes et aussi précises que des tableaux gaz. Ph. Tizon estime que cette nouvelle génération de brûleurs présente des avantages multiples en matière de moindre consommation et aussi sur les plans de la sécurité et des normes environnementales : « Avec les brûleurs atmosphériques, la sécurité reposait principalement sur le fonctionnement de la veilleuse et même si tous les produits actuellement commercialisés sont conformes aux normes en vigueur, ce système a des limites qui sont connues. Les niveaux de sécurité sur les brûleurs à air soufflé sont nettement plus importants car, à l’allumage comme pendant leur fonctionnement, un contrôle permanent de la combustion s’effectue. Par exemple au moment de l’allumage, la ventilation du foyer s’enclenche pendant une à deux minutes avant la procédure d’allumage pour en quelque sorte “extraire du foyer” d’éventuels gaz non brûlés. Par la suite durant le fonctionnement du brûleur, si un incident quelconque se produit, coupure d’électricité, pression de gaz insuffisante… le brûleur se met immédiatement en sécurité. L’automatisme intégré au brûleur est vraiment beaucoup plus sécurisé car dans l’industrie les exigences sont bien plus importantes. La traditionnelle veilleuse, les tableaux gaz et le registre de cheminée ne sont plus nécessaires. Les émissions polluantes (en CO2 et NOX) des brûleurs à air pulsé sont nettement inférieures à celles des brûleurs atmosphériques. Sur le plan des rendements de combustion, les essais ont montré des gains significatifs de consommation. Les nouveaux brûleurs sont conçus pour être installés sous des foyers d’alambics existants en briques ou préfabriqués. Les transformations sont assez limitées, l’étanchéification de la partie inférieure du foyer et la déconnection du tableau gaz et du registre de cheminée. » La société Chalvignac a installé dans la région 40 nouveaux brûleurs sous des alambics de toutes capacités de 20 à 100 hl. Le prix d’achat des brûleurs NG est à peu près identique à celui des brûleurs atmosphériques, mais il est nécessaire de rajouter les frais liés aux travaux d’agencement de la partie basse des foyers.
