CO2 dans les chais, captation, trasformation et détection

Présentation

Lors du processus de fermentation alcoolique, les levures transforment le sucre en alcool et produisent du dioxyde de carbone CO₂ (jusqu'à 8 kg par hectolitre de vin), une étape naturelle mais énergétiquement marquée par une émission importante de gaz carbonique libéré dans l'atmosphère. Dans les chais, cette accumulation de CO₂ peut être dangereuse pour le personnel (risque d'asphyxie) et représente une opportunité manquée lorsque ce gaz est simplement évacué. Récemment, des innovations technologiques permettent de capturer ce CO₂ à la source pour le valoriser de multiples façons, s'inscrivant dans une approche d'économie circulaire et de durabilité environnementale.

Intérêts de la captation et de la valorisation du CO₂

Sécurité du personnel

Le CO₂ en forte concentration dans l'air des chais est dangereux (risque d'asphyxie). Le captage à la source – au sommet des cuves en fermentation – réduit ce risque en évacuant le gaz avant accumulation dans les zones les plus basses du chai.

Réduction de l'empreinte carbone

En réutilisant le CO₂ capté, les chais peuvent diminuer leur consommation de gaz fossiles (CO₂ industriel) tout en atténuant leur impact environnemental.

Économies de ressources et efficacité opérationnelle

Nettoyage amélioré

L'eau enrichie en CO₂ (2 g/L) améliore le pouvoir mouillant, nettoie mieux et réduit la consommation d'eau de 20 à 70 % selon les cas.

Inertage des cuves

Le CO₂ est plus dense que l'azote, créant un "rideau" protecteur plus stable pour prévenir l'oxydation dans les cuves
Optimisation des procédés oenologiques : l'injection de CO₂ sous le chapeau de marc (remontage, pigeage) favorise une meilleure extraction et homogénéisation, avec un gain d'efficacité.

Valorisation de coproduits

Le CO₂ capté peut être transformé en produits commercialisables :

Bicarbonate de sodium ou de potassium, valorisable en cosmétique, détergence, pharmacie, agriculture, spiraline, etc.
Neige ou glace carbonique pour inertage, transport, vendanges, pressurage, etc.

Innovations oenologiques avancées

Réduction du taux d'alcool : en cours de développement, injecter du CO₂ fermentaire permettrait de réduire de 0,5 à 2 °vol d'alcool.
Récupération d'arômes : une colonne de recondensation permet de récupérer les arômes entraînés par le CO₂, offrant des possibilités inédites en matière sensorielle.
Protection des vendanges : en vendange fine, le CO₂ (sous forme de neige carbonique) permet de préserver les baies de l'oxydation jusqu'au pressoir
Compression-détente pour le transport : poches de CO₂ dans les conduites d'acheminement des raisins atténuent l'éclatement mécanique des baies tout en les protégeant de l'oxydation

Économie circulaire et plateforme de partage

Des plateformes d'achat/revente pour mutualiser les excédents de CO₂ biogénique entre domaines, encourageant une dynamique collective.

Principe de fonctionnement

Captation du CO₂

Le dioxyde de carbone produit lors de la fermentation est collecté directement à la sortie des cuves (cheminées ou trappes), via des tuyauteries reliées aux bondes, trappes ou chapeaux de cuve. Le gaz circule dans le réseau par surpression vers un module de stockage. Assez simplement le gaz peut être réutilisé immédiatement dans les cuves adjacentes pour inertage, extraction des marcs ou brassage des bourbes ou lies, tandis que l'excédent est conservé pour un usage ultérieur. Dans ce cas, le gaz peut alors être filtré (pour éliminer les particules et levures en suspension), sécher afin de réduire l'humidité, et parfois stériliser pour garantir sa pureté microbiologique. Une fois purifié, le CO₂ est compressé (de 10 à 200 bars selon les systèmes) puis stocké dans un réservoir sous pression sous forme gazeuse ou liquéfiée, prêt à être utilisé en interne ou vendu ou transformé en neige/glace carbonique. Certains équipements permettent également de transformer le CO2 en bicarbonate de sodium ou de potassium par un procédé chimique, il est alors utilisé au vignoble pour la protection des plantes ou comme détergeant. Le bicarbonate de sodium est une substance de base utilisable en viticulture sans autorisation au préalable, à condition d'être de qualité alimentaire, par les exploitations viticoles qui seraient amenées à le produire - il est inscrit sur la liste européenne des substances de base, et dans ce cadre l'auto-utilisation peut être envisagée - et ce a contrario du bicarbonate de potassium qui lui est un produit de biocontrôle donc soumis à homologation.

Valorisation selon les usages

Les destinations sont multiples :

Inertage des cuves, pressoirs, vendanges et divers
Remontages, bâtonnages avec injection contrôlée
Gazéification des vins
Nettoyage avec eau gazéifiée
Bicarbonate pour vente ou usage interne
Neige carbonique, inertage transport, protection des raisins
Réduction d'alcool, récupération d'arômes
Valorisation auprès de tiers (industrie agro-alimentaire…)

Conclusion

La captation et valorisation du CO₂ fermentaire dans les chais de vinification représente une innovation majeure à la croisée de la sécurité, de l'écologie et de l'économie. Grâce à des technologies récentes et novatrices, le CO₂ cesse d'être un gaz problématique pour devenir une ressource précieuse – utilisée pour inertage, nettoyage, inertage, refroidissement, extraction aromatique, désalcoolisation ou encore commercialisée sous forme de bicarbonate.
De nombreux exemples dans les chais Alsaciens ou Bordelais, en autres, montrent que cette transition, à la fois profitable et vertueuse, est désormais accessible à la filière viticole.