Essais sur site de deux systèmes d`humidification des chais à

Transcription

Essais sur site de 2 systèmes
d’humidification des chais à barriques
Service Vigne & Vin
Date de rédaction : 22/09/2008
Réf : 0810MATB27GEO
Nom du média : MatéVi
Page : 1/10
Auteur : Jean-Michel MARON
Depuis quelques années maintenant, plusieurs systèmes d’humidification sont
proposés afin de diminuer les consumes dans les chais à barriques.
Dans le cadre de son étude sur la conservation et l’élevage des vins, La Chambre
d’Agriculture de la Gironde a voulu faire le point sur les performances réelles de ces
appareils et tester différents produits installés en Gironde.
Nous avons donc suivi la température et l’humidité relative dans 2 chais à barriques
Girondins munis d’appareils d’humidification de technologies différentes.
L’un est équipé d’un nébulisateur à ultrasons de conception originale, le SYRUS de la
société Paetzold (Breveté). L’autre est équipé d’un atomisateur à buse OPTIGUIDE
(Brevetée) de la société Allia Business Partners. Les deux principes sont expliqués dans
l’encadré « Les différents systèmes d’humidification » en fin de document.
Attention, ce document n’est pas un essai comparatif car les appareils ont été testés
sur 2 années et 2 sites différents.
Ce travail a été réalisé avec le soutien du Conseil Régional et du CIVB et grâce à
l’aimable collaboration de 2 châteaux girondins.
1. SYSTEME SYRUS
1.1. Description du système
Le Syrus est un nébulisateur à ultrasons
composé de :
-
-
1
générateur
électronique
à
ultrasons produisant des gouttelettes
de 1 à 3 microns
1 ventilateur à faible niveau sonore
et longue portée
1 système breveté de diffusion et
d’introduction dans l’air ambiant
1 alimentation en eau osmosée
1 régulation proportionnelle du taux
d’humidité réglable de 70 % à 90 %
Son débit nominal est de 6 l/h.
Site commercial :
www.michaelpaetzold.com
Chambre d'Agriculture de la Gironde - Service Vigne & Vin - E-mail : [email protected]
39 rue Michel Montaigne - B.P. 115 - 33094 BLANQUEFORT CEDEX - Tel : 05.56.35.00.00
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Service Vigne & Vin
1.2. Conditions expérimentales
Un enregistreur de température et d’humidité relative électronique de type Testostor
175 a été installé entre 2 barriques dans un chai orienté plein sud, très peu isolé et donc
disposant d’une inertie thermique faible.
L’appareil Syrus est placé au centre du chai sur le mur mitoyen avec le cuvier à
1 mètre environ au-dessus des barriques.
L’enregistreur a une fréquence de mesure d’une heure et les données ont été
enregistrées du mois d’avril 2006 au mois de mars 2007.
1.3. Mesures physiques
Le graphique 1 et les tableaux ci-après montrent l’évolution des températures, de
l’humidité relative et des consumes moyennes sur 2006-2007 dans ce bâtiment équipé d’un
appareil Syrus.
Graphique 1
100
30
90
28
80
26
70
60
Mise en route d'une
climatisation mobile
24
22
20
40
18
30
16
20
14
10
12
0
10
HR %
HR % moyen
T °C
T °C moyen
04
/0
4/
28 200
6
/0
4/
2
0
22
/0 06
5/
15 200
6
/0
6/
2
0
09
/0 06
7/
02 200
6
/0
8/
2
0
26
/0 06
8/
19 200
6
/0
9/
2
0
13
/1 06
0/
06 200
6
/1
1/
30 200
6
/1
1/
2
0
24
/1 06
2/
17 200
6
/0
1/
2
0
10
/0 07
2/
20
07
50
Température °C
Humidité relative HR %
Syrus - Température et Humidité relative du chai J - 2006-2007 - moyennes
journalières
Date
Service Vigne & Vin
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Dans ce bâtiment, la température serait montée au-dessus de 24 °C sans
l’intervention de la climatisation. L’effet de déshumidification est immédiat et nettement
perceptible.
Humidité relative sur l’année
HR %
Syrus
Moyenne
Minimum
Maximum
Milieu
80
61.9
90
2*Ecart-type 2*Ecart-type 2*Ecart-type
heures
jours
décades
3.05
3.55
5.9
Température sur l’année
T °C
Moyenne
Minimum
Maximum
Milieu
16.8
12.3
24.4
heures
jours
décades
0.68
1.16
5
Volumes de consume en ml dans 2 barriques sur une année
Enton.
4-avr
Barr 1
Barr 2
2185421222714121612avr juin
juil août août sept oct
déc janv janv févr
250 720 370 775 490 700 640 1270*
1400 800
0* 500 400 675 675 750 1150 975 589* 400 800
3-avr Total Chai
J
estim
1000 8415 3.7%
1000 7914 3.5%
* Nouvel entonnage après le dernier ouillage
Les faibles écarts-types sur l’humidité relative montrent que la régulation est
globalement bonne et que les temps de réponse sont courts.
1.4. Analyse des résultats
Nous constatons que l’appareil Syrus permet de rester autour d’une valeur moyenne
de 80% tout au long de l’année avec des écarts-type décadaires ne dépassant pas 6%
d’humidité. Les phases les plus difficiles à maîtriser sont les périodes de climatisation qui
assèchent l’air et pendant lesquelles le Syrus peine à fournir l’humidité de consigne.
Pour illustrer ce propos, nous pouvons « zoomer » sur une période estivale du 30
juin au 10 octobre 2006 et constater ce phénomène (Graphique 2 page suivante).
La faible inertie du local et son orientation sud contribuent également à cette
difficulté de régulation et accélèrent les effets de pompage au niveau des barriques et donc
la vitesse de consume malgré l’humidification : la vitesse de consume passe brusquement
de 13.7 ml/j/barrique à plus de 25 ml/j/barrique après la mise en route de la climatisation
comme le montre le graphique.
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Service Vigne & Vin
Graphique 2
Ouillage
CLIM 775 ml
25.8 ml/j
Ouillage
490 ml
28.8 ml/j
Ouillage
700 ml
21.9 ml/j
100
90
80
70
60
50
40
T °C
% HR
T vin (calculée)
30
20
10
0
30
/0
6/
20
06
08
/0
7/
20
06
16
/0
7/
20
06
24
/0
7/
20
06
01
/0
8/
20
06
09
/0
8/
20
06
17
/0
8/
20
06
25
/0
8/
20
06
02
/0
9/
20
06
10
/0
9/
20
06
18
/0
9/
20
06
26
/0
9/
20
06
04
/1
0/
20
06
12
/1
0/
20
06
Température °C
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
Humidité % HR
Ouillage
370 ml
13.7 ml/j
Date
Essai Syrus - Mesures T°C et HR % - Site J Milieu du chai - 2006
De plus la température moyenne annuelle de ce chai est élevée (16.8 °C) ce qui
aggrave encore la consume malgré le maintien de l’humidité.
Sur une année, la consume atteinte dans ce chai est en moyenne de 3.6 % soit
8.1 l de vin évaporés par barrique à 17°C de température moyenne.
Service Vigne & Vin
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2. SYSTEME OPTIGUIDE
2.1. Description du système
Le Système Optiguide est un ensemble d’atomisation eau/air composé de :
-
4 à 5 buses d’atomisation brevetées produisant des gouttelettes de 2 à 5 microns
1 réseau d’eau à la pression du réseau
1 réseau d’air comprimé à une pression de 6-7 bars
1 régulation proportionnelle du taux d’humidité réglable jusqu’à 98%
Le débit nominal de chaque buse est de 6 l/h à la pression atmosphérique
Source Alia Business Partners - Vinimat
Site commercial : http://www.optiguide.co.il/
2.2. Conditions expérimentales
Un enregistreur de température et d’humidité relative électronique de type Testostor
175 a été installé dans un chai à barriques, bien isolé, entouré par d’autres locaux et muni
d’un sas d’entrée. Ce chai dispose donc d’une bonne inertie thermique. Il est climatisé en été
à une température de 17-18 °C.
Les buses sont placées sur un mur mitoyen à la sortie des gaines de soufflage de la
climatisation à 2 mètres environ au-dessus des barriques.
L’enregistreur a une fréquence de mesure d’une heure et les données ont été
enregistrées du mois de mai 2005 au mois d’avril 2006.
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Service Vigne & Vin
2.3. Mesures physiques
Le graphique 3 et les tableaux ci dessous montre l’évolution des températures, de
l’humidité relative et des consumes sur 2006 dans ce bâtiment équipé du système Optiguide.
Graphique 3
Optiguide : Humidité relative et température sur une année - moyenne journalière
Mise en place du
système Optiguide
90
28
80
26
70
24
60
22
50
20
40
18
30
16
20
14
10
12
0
10
Température °C
30
Humidité HR %
HR % moyen
T °C Moyen
Température °C
29
/0
4
23 /20
/0 0 5
5
16 /20
/0 05
6
10 /20
/0 05
7
03 /20
/0 0 5
8
27 /20
/0 0 5
8
20 /20
/0 0 5
9
14 /20
/1 0 5
0
07 /20
/1 0 5
1
01 /20
/1 0 5
2
25 /20
/1 0 5
2
18 /20
/0 0 5
1
11 /20
/0 06
2
07 /20
/0 06
3
31 /20
/0 0 6
3
24 /20
/0 0 6
4/
20
06
Humidité relatives % HR
100
Date
Humidité relative sur l’année
HR%
Optiguide
Moyenne
2005
82.2
Température sur l’année
Minimum
Maximum
55.3
99.9
T °C
Moyenne
Minimum
Maximum
2005
14.4
9.1
18.15
heures
jours
décades
7.141
4.05
13.11
heures
jours
décades
0.322
0.712
5.03
Volumes de consume en ml dans 2 barriques
Enton. 1629-avr mars
Barr 1
Barr 2
180
170
12avr
190
215
3mai
150
150
30mai
700
700
20juin
200
300
20juil
31août
600 1000
570 1030
6oct
450
600
8nov
4janv
550 1220
500 1235
255- Total Chai
janv mars ml
K
380
350
706 6326 2.8%
650 6470 2.9%
1
Les écarts-types élevés sur l’humidité relative sont probablement dus à l’arrêt volontaire de
l’Optiguide en journée en raison du bruit.
2
Les écarts-types faibles sur la température montrent que ce bâtiment dispose d’une bonne
inertie thermique.
Service Vigne & Vin
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2.3.1. Analyse des résultats
Nous constatons pour ce chai que la mise en place du système Optiguide a permis
de réguler le taux d’humidité autour d’une valeur de 82 %.
Ce chai disposant d’une bonne inertie thermique, on observe une bonne régulation
de la température tout au long de la période de climatisation. De plus, les demandes en
climatisation étant faibles grâce à cette inertie, les vitesses de consume augmentent
faiblement et passe de 13 ml/j à 18 ml/j au mois de juillet malgré le fonctionnement de la
climatisation (Graphique 4).
Graphique 4
Ouillage
375 ml/barr
18 ml/jour
100
90
80
70
60
50
40
30
Humidité relative HR%
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
Ouillage
525 ml/barr
13 ml/jour
øC
%HR
Tvin calculée
20
10
0
08
/0
6/
20
05
12
/0
6/
20
05
16
/0
6/
20
05
20
/0
6/
20
05
24
/0
6/
20
05
28
/0
6/
20
05
02
/0
7/
20
05
06
/0
7/
20
05
10
/0
7/
20
05
14
/0
7/
20
05
18
/0
7/
20
05
22
/0
7/
20
05
26
/0
7/
20
05
30
/0
7/
20
05
03
/0
8/
20
05
Température °C
Essai Optiguide : Mesures T°C et HR% - Site K - 2005
Date
La température moyenne annuelle de ce chai est de l’ordre de 14 °C ce qui limite
encore la consume avec l’aide du maintien de l’humidité par Optiguide.
Sur une année, la consume atteinte dans ce chai est en moyenne de 2.85 % soit
6.4 l de vin évaporés par barrique à 14 °C de moyenne.
Service Vigne & Vin
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3. CONCLUSION
Les deux systèmes étudiés permettent une régulation du taux d’humidité dans un chai
à barriques entre 75 et 85 %.
Aucun des deux n’entraînent de formation de moisissures car la taille de leurs
gouttelettes et leur technologie permettent un mélange très rapide avec l’air sans risque de
mouillage des barriques, des murs ou des sols (pour Optiguide, il est tout de même conseillé
de disposer d’un plénum d’au moins 2 m au-dessus des barriques).
Cet essai nous a permis également de confirmer l’importance de la conception d’un
bâtiment pour l’élevage des vins. L’humidification ne peut pas compenser toutes les
carences au niveau de l’inertie ou de l’emplacement du bâtiment. La régulation sera d’autant
plus efficace que l’on prendra en compte ces aspects statiques lors de la construction.
Cependant et bien que nous n’ayons pas pu comparer avec les années sans
humidificateurs, il est plus que probable que le gain relatif en consume a été plus important
pour le chai à barriques équipé avec le Syrus, à cause d’une configuration de départ plus
défavorable.
Pour illustrer ce propos, les deux abaques suivants permettent d’estimer les gains de
consume réalisés grâce à ces appareils d’humidification suivant le type de chai.
Chai n°1 : Faible inertie – Année 2006
T moy
HR moy
Avec Syrus : 3.6%
HR moy
Sans humidification ≅ + 1 à 1.5%
Service Vigne & Vin
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Chai n°2 : Bonne inertie – Année 2005
T moy
HR moy
Avec Optiguide : 2.9 %
HR moy
Sans humidification ≅ + 0.8 à 1 %
Pour utiliser cet abaque, il est nécessaire de connaître la température et
l’humidité relative moyennes actuelles de votre chai sur une année ainsi que votre
type de bâtiment. Vous pouvez ainsi le situer sur le graphique et estimer le gain
que peut vous apporter un humidificateur.
Remarque importante : toute expérimentation dépend fortement des conditions de
l’essai et ne saurait être parfaitement généralisable et reproductible dans tous les
cas de figure.
Service Vigne & Vin
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Les différents principes d’humidification utilisables dans les chais
-
Humidificateur à vapeur : l’eau contenue dans un récipient est chauffée
jusqu’au point d’ébullition, et la vapeur d’eau produite est envoyée dans l’air
ambiant. L’énergie nécessaire à la vaporisation est fournie par le réseau
électrique, puis dissipée sous forme d’énergie calorifique dans la pièce à
humidifier. Les vaporisateurs sont des humidificateurs sans aucune fonction de
circulation d’air (ventilation indispensable). L’avantage est un fonctionnement
sans bruit, stérile et inodore. En revanche, ils consomment de l’énergie électrique
et la restituent dans le local sous forme de chaleur.
-
Humidificateur évaporatif :l’air est soufflé à l’aide d’un ventilateur à travers une
grande surface synthétique mouillée. L’air emmagasine ainsi la vapeur d’eau.
L’énergie nécessaire à l’évaporation est extraite de l’air ambiant ventilé par
l’appareil. Il en résulte une légère baisse de température qui peut être perçue à
proximité de l’appareil. L’air humidifié circulant dans la pièce est stérile. Ce
système est le moins coûteux en fonctionnement.
-
Nébulisateurs à ultrasons : ce système utilise la vibration d’un transducteur
piézo-électrique au contact de l’eau. La vibration de ce transducteur crée une
pression acoustique très importante à la surface de l’eau. Cette pression arrache
des milliards de micro gouttes à la seconde (de taille inférieure à 5 microns). En
revanche les gouttes ont une vitesse pratiquement nulle ce qui oblige à installer
une ventilation pour que le mélange s’effectue correctement dans le local.
-
Atomisateurs (ou atomiseurs) : l’eau est réduite en fines particules (aérosols)
soit par un mélange d’eau et d’air sous pression soit par une très forte pression
d'eau (60 bars) à l’aide d’une pompe haute pression. La finesse de ces particules
dépend de la technologie de la buse et de la pression utilisée. L’énergie
nécessaire à l’évaporation des aérosols est extraite de l’air ambiant ce qui a pour
effet de le refroidir (refroidissement adiabatique). De la grosseur des gouttes et
de la hauteur de la buse, va dépendre le bon mélange avec l’air. Ce système
nécessite une hauteur suffisante au-dessus des barriques afin d’éviter le
mouillage.
-
« Free cooling » (ventilation externe contrôlée) : l’air extérieur humide est
introduit mécaniquement dans le chai lorsque les conditions hygrothermiques de
cet air sont favorables à l’humidification du local. L’efficacité de ce système
dépend fortement de la région et des conditions extérieures du moment et il ne
peut pas être assimilé à une production d’humidité. En revanche, il peut soulager
le travail de l’humidificateur et/ou de la climatisation tout en assurant un
renouvellement d’air régulier.
(Sources Areco – Axair - J.L. Bouillet – Chambre d’Agriculture de la Gironde)

Essais sur site de deux systèmes d`humidification des chais à

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