Les processus, associés aux différentes étapes d’obtention d’un vin, sont expliqués : fermentation, nature, inoculation et croissance des levures, importance du facteur température, rôle de l’aération, causes des arrêts de fermentation. Il a fallu attendre Louis Pasteur (1822-1895) pour comprendre le processus de la fermentation jusqu’alors auréolé de mystère. Pasteur a compris que la fermentation est déclenchée par un « microbe spécifique », un microorganisme, et que le vin « tournait » à cause de « microbes indésirables ». La « pasteurisation » à 57 °C permettait de conserver le vin et de le transporter ; procédé généralement abandonné de nos jours. Pasteur est le père de l’œnologie scientifique.
La fermentation utilise des levures qui sont des organismes vivants ; il en existe un très grand nombre. Leur sélection fait partie de l’art de la vinification. Le processus de la fermentation alcoolique (du moût de raisin) Pasteur démontra que la fermentation alcoolique est produite par des micro-organismes, levures qu’il observa au microscope, et que d’autres substances sont formées : acide lactique, glycérol, acétaldéhyde…
Les levures tirent leur énergie de deux phénomènes biochimiques. En aérobiose (en présence d’oxygène), c’est la respiration : C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O. En anaérobiose (en l’absence d’oxygène), c’est la fermentation: C6H12O6 = 2 C2H5OH + 2 CO2. Les sucres du jus de raisin (glucose et fructose) sont transformés en éthanol (ou alcool éthylique) et gaz carbonique (bouillonnement des cuves de vinification).
La fermentation alcoolique comprend une trentaine de réactions intermédiaires, mettant en jeu des enzymes et formant des produits secondaires (glycérol, acide succinique…). En cas d’ajout de sucre, le saccharose, celui-ci est transformé, par des enzymes, en glucose et fructose (sucres fermentescibles), ce qui augmente la teneur finale en alcool. Cette chaptalisation éventuelle est réglementée.
Nature des levures Lors de la fermentation alcoolique, 90 % des souches sont représentées par une levure elliptique (Saccharomyces ellipsoideus ou cerevisiae) et une levure apiculée (Kloeckera apiculata). En fin de fermentation, on voit apparaître la levure Saccharomyces bayanus. Dans le moût en fermentation, se trouvent aussi des levures de maladies : levures du genre Candida provoquant une oxydation ; levures du genre Brettanomyces produisant des éthyl-phénols qui donnent une odeur animale dans le vin fini.
Des travaux de recherche ont montré l’existence de levures non Saccharomyces (genres Hanseniaspora et Kloechera) accentuant la libération de précurseurs d’arômes. Récemment, des souches de levures ont été identifiées en analysant leur ADN mitochondrial.
Inoculation de levures Pratique ancienne, le pied de cuve consiste à préparer un levain, à l’avance, avec des raisins choisis ou du moût. Cela est utile pour les premières cuves chargées, lors des vendanges. Actuellement, l’inoculation par un levain industriel sélectionné est recommandée ; le vinificateur utilise alors des levures sèches actives (LSA).
Croissance des levures Le départ de la fermentation du moût de raisin par Saccharomyces cerevisiae nécessite un million de levures par millilitre. La croissance des ferments est maximale au bout du cinquième jour ; puis on observe une phase de déclin des levures viables. La cinétique de la fermentation est liée au cycle de croissance des levures. La vitesse de la transformation du sucre est maximale pendant une dizaine de jours.
Besoins nutritifs des levures et facteurs de survie L’ammoniacal est le premier aliment azoté consommé par les levures. Avant le départ de la fermentation, le vinificateur ajoute donc dans la cuve, du sulfate d’ammonium (NH4)2SO4. Pour leur croissance, les levures ont besoin d’autres substances, notamment de vitamines. Dans les moûts issus de raisins botrytisés, on ajoute de la thiamine (vitamine B1). D’autre part, les écorces de levures ajoutées en vinification se comportent comme des facteurs de survie ; elles maintiennent plus longtemps l’activité de la population levurienne.
Influence de la température Les levures ne se développent bien que de 15 °C à 30 °C. La vitesse de la fermentation s’accroît avec la température, mais la population des levures est plus faible à température élevée. Pour la vinification en rouge, la température critique se situe de 30 à 35 °C ; mais, pour une bonne extraction des polyphénols, la température doit être élevée (28 à 30 °C). Pour favoriser la qualité des arômes, la vinification en blanc et rosé doit être conduite entre 18 et 20 °C. La fermentation dégage beaucoup de chaleur ; par exemple 400 kJ pour 1 kg de glucose. La régulation de la température est donc indispensable. Aujourd’hui, les cuves utilisent des boîtiers automatiques reliés à des groupes producteurs de froid ou de chaud. Le coefficient d’échange thermique le plus favorable est pour l’acier inoxydable.
Influence de l’aération Les levures ont besoin d’air pour se multiplier et pour synthétiser des stérols. Lors de la vinification en rouge, l’oxygénation du moût est pratiquée au bout du deuxième jour de fermentation, en pratiquant un remontage. Les effets du remontage incluent l’aération, l’homogénéisation, la répartition des levures et l’accentuation de la macération. En moyenne, le vinificateur pratique deux à trois remontages. Pour apporter de l’oxygène, on peut aussi utiliser le micro-bullage.
Les arrêts de fermentation L’éthanol a un effet antiseptique sur la levure. Les arrêts prématurés sont dangereux car des bactéries lactiques peuvent dégrader l’acide malique et produire de l’acide acétique. Des acides gras et des résidus de pesticides peuvent inhiber. Le développement de Botrytis cinerea rend la fermentation plus difficile. Les causes des arrêts sont multiples: température trop élevée, richesse en sucres, manque d’aération, levurage insuffisant, choc thermique, carence azotée, inhibition des levures, moût blanc trop débourbé. Relancer est difficile: soutirer la cuve et ajouter des levures du commerce ou des lies d’une cuve terminant sa fermentation.
Avec le réchauffement climatique, les jus des cépages merlot et cabernet peuvent présenter des teneurs élevées en sucres (parfois > 15 % en vol), ce qui complique l’équilibre gustatif et peut conduire à une désalcoolisation ou une réduction du sucre pour l’équilibre. Les ions sulfites et le dioxyde de soufre ont des propriétés antiseptiques et antioxydantes et peuvent être ajoutés à différentes étapes selon le type de vin; ils empêchent la formation de vinaigre par les bactéries acétiques. Les limites maximales d’usage varient par pays et type de vin.
La fermentation alcoolique
Authentification des vins On sait analyser les mille composés du vin! Méthodes isotopiques et RMN permettent de suivre la qualité. Les méthodes de traçabilité évoluent: code barre, QRCode, RFID pour déterminer l’historique de la bouteille. Le consommateur demande de plus en plus de transparence et de durabilité dans la filière.
Les vins et spiritueux en quelques chiffres La France est le second producteur de vin au monde et premier en chiffre d’affaires. L’OIV, organisme international, joue un rôle central. Sont inscrits au patrimoine mondial de l’UNESCO plusieurs vignobles et lieux liés au raisin et au vin. L’abus d’alcool est dangereux pour la santé; à consommer avec modération. La seule Chaire UNESCO sur le thème du vin est à l’Université de Bourgogne. De nombreuses références et ouvrages fondent l’histoire et la pratique œnologique.
Pour approfondir et illustrer ce sujet : les ouvrages et ressources proposés dans le texte. Dans le cadre des vignobles historiques, la dégustation et la vinification restent l’alliance entre science et savoir-faire ancestral. Le jus de raisin se transforme en vin grâce à un équilibre entre les réactions biologiques et l’intervention du vigneron. Les arômes proviennent notamment de gènes et de métabolites produits par les levures lors de la fermentation, et peuvent être optimisés par la sélection de souches telles que Saccharomyces cerevisiae. La fermentation spontanée expose à des variations importantes de la composition et peut présenter des risques, d’où l’intérêt des levains et des fermentations dirigées.
Aspects pratiques et technologiques
La température et l’aération, associées à la sélection de levures et à l’utilisation de levains, constituent les leviers principaux pour contrôler la fermentation et la qualité aromatique des vins. Les technologies modernes permettent une gestion fine des paramètres et la prévention des arrêts, tout en s’adaptant aux réalités climatiques et économiques du secteur vitivinicole.