Pour reprendre l’expression populaire il n’y a pas de fumée sans feu et bien, pas de fermentation alcoolique donc pas de vin sans levure ! Ce petit organisme microscopique peut jouer bien des tours au vigneron, mais sa plus grande prouesse reste la transformation du sucre en alcool. Voyons comment la levure se positionne en véritable chef d’orchestre de la fermentation alcoolique.
Quand les levures lancent la fermentation alcoolique : un travail d’équipe
Après débourbage (pour les blancs et rosés) ou après encuvage (pour les rouges), il est grand temps de lancer la fermentation alcoolique. Cette étape de la vinification, découverte par Pasteur au 19ème siècle est orchestrée par les levures (lisez notre article le vin une histoire de fermentations). Les levures transforment les sucres tels que le glucose et le fructose, en éthanol et gaz carbonique provoquant le bouillonnement des cuves. La fermentation alcoolique, c’est aussi des dizaines de réactions intermédiaires à l’origine de produits secondaires, comme le glycérol qui donne le gras ou encore les arômes qui composent le bouquet du vin.
Dans les moûts, on retrouve d’innombrables souches de levures. Mais ce sont surtout les Saccharomyces cerevisiae qui mènent la fermentation alcoolique de façon optimale. Plus d’un million de ce micro-organisme par millilitre de jus est nécessaire pour mener à bien cette transformation qui va durer en moyenne 7 à 10 jours. Au chai, tous les moyens sont engagés pour que les levures travaillent dans les meilleures conditions : température, oxygène, nutriments... un vrai travail d’équipe !
Mais d’où viennent ces levures ?
Levures naturelles ou sélectionnées : 2 choix pour fermenter ? Deux solutions s’offrent au vinificateur : les levures indigènes (dites naturelles), présentes sur la peau du raisin ou bien les levures exogènes (ou industrielles sélectionnées) que l’on ajoute au moût. L’utilisation des levures naturelles a l’avantage de ne pas avoir à utiliser d’intrant lors de la fermentation alcoolique. Cette méthode peut toutefois présenter certains risques car il est difficile de maîtriser le type de population levurienne. Ainsi, certaines souches indésirables peuvent se développer comme les Brettanomyces qui synthétisent des phénols, responsables d’odeurs animales. La fermentation naturelle est également plus lente et peut parfois donner l’opportunité à des bactéries de s’installer et générer de l’acidité volatile engendrant des odeurs de vernis ou encore de vinaigre.
Récolter des raisins sains, réguler la température ou encore ajouter quelques sulfites, toutes les précautions sont donc bonnes à prendre et la vigilance est de mise.
Les levures sélectionnées, quant à elles, permettent une maîtrise plus sereine de la fermentation alcoolique. En ajoutant au moût une dose importante de la même souche, le vinificateur est assuré de démarrer la fermentation dans de bonnes conditions et limite fortement le risque de déviation même si un accident n’est pas exclu. En revanche, elles sont souvent critiquées pour leur contribution à la standardisation des vins.
À chacun sa méthode !
Quelles soient naturelles ou sélectionnées, les levures sont gourmandes et ont des besoins bien précis...
À table : les besoins nutritionnels des levures
Les levures sont friandes de sucres, mais leurs besoins nutritifs sont beaucoup plus larges. Sa croissance est intimement liée à la disponibilité en nutriments azotés dans le moût. Ces nutriments sont présents naturellement mais peuvent être déficients selon le millésime et les conditions de développement du raisin à la vigne. En cas de carence dans les jus, il est possible d’ajouter ces nutriments pendant la fermentation alcoolique pour soutenir le travail des levures.
Les levures ont aussi besoin d’oxygène. Il est essentiel à leur développement car il permet notamment la synthèse de stérols, qui aident les levures à résister à l’éthanol qu’elles produisent. Et quand la levure manque d’oxygène, elle stresse. On voit alors apparaître de désagréables odeurs soufrées comme l’œuf pourri. On parle de réduction.
Le vinificateur n’hésite donc pas à oxygéner les moûts en début et milieu de fermentation alcoolique en pratiquant des remontages à l’air. Pour cela, on laisse le jus s’écouler par une vanne de la cuve dans un bac au contact de l’air. Il est ensuite pompé pour être réincorporé dans la cuve.
Oxygéner des blancs et rosés vous dites ? Pas d’inquiétude, les jus ne risquent pas l’oxydation, ils sont protégés par le dégagement de CO2 opéré par les levures. Mais attention, plus on les stimule et plus elles libèrent de la chaleur !
La température : un paramètre clé pour les levures
Les levures travaillent efficacement entre 15 et 30 degrés. En dessous, leur croissance est ralentie tandis qu’au dessus, elles meurent. Généralement, un moût blanc ou rosé est fermenté entre 18 et 22 degrés pour préserver les arômes frais et fruités tandis qu’un rouge pourra fermenter entre 25 et 30 degrés afin de faciliter l’extraction de composés phénoliques (les anthocyanes responsables de la couleur et les tanins).
La gestion de la température est donc essentielle au bon développement des levures mais aussi à l’obtention d’un profil de vin spécifique. D’autant plus qu’en fermentant, les levures produisent beaucoup de chaleur. Il est donc important de pouvoir réguler la température du moût grâce à des cuves thermorégulées ou via des systèmes de refroidissement qui s’immergent dans les cuves, car la levure est très sensible au choc thermique. Des variations subites de températures peuvent entraîner la mort prématurée de la levure et donc des arrêts de fermentation. Dans ce cas, le travail est inachevé et il reste des sucres. Cela devient dangereux car les bactéries peuvent dégrader ces derniers et produire de l’acidité volatile. D’autres causes peuvent expliquer ces arrêts : trop de sucre, un manque d’aération ou encore un moût trop clarifié contenant peu de substances nutritives.
Afin de gérer au mieux cette étape cruciale, le vinificateur contrôle ses cuves tous les jours en dégustant et en s’assurant du bon travail des levures grâce à la prise de densité du jus via un mustimètre. Le jus étant plus dense que l’alcool, la densité du milieu diminuera progressivement jusqu’à stabilisation en fin de fermentation alcoolique.
Quand les levures ont terminé leur travail
Quand les levures ont terminé leur travail, une autre famille de micro-organismes peut prendre la relève : les bactéries lactiques. Les vendanges battent leur plein et bientôt, le moût sera en fermentation. La magie opèrera et une cuvée sera née.
Bien sûr, nous savons maintenant, grâce aux travaux de Louis Pasteur, que la fermentation alcoolique est le résultat de la transformation des sucres en alcool par les levures de type Saccharomyces. Toutefois, ce processus est beaucoup complexe qu’il ne parait. Quelles sont les bases scientifiques de la fermentation alcoolique? La réalité est toutefois plus complexe. Dans les moûts riches en sucre, les enzymes impliqués dans le processus de respiration sont inhibés. C’est le phénomène de répression catabolique. Les alcools supérieurs sont des molécules de la famille des alcools qui sont constitués de plus de 2 carbones (l’éthanol étant composé de 2 carbones : CH3CH2OH). La fermentation alcoolique est un processus complexe qui résulte d’une adaptation impressionnante des levures de type Saccharomyces à un environnement initialement hostile.
Certaines bactéries, telle Zymomonas mobilis ont également la faculté de fermenter les sucres en alcool. Toutefois, une concentration d’éthanol supérieur à 4% vol sera généralement néfaste pour la plupart des microorganismes. En effet, nos ancêtres Romains, Grecs ou Gaulois obtenaient l’alcool dans leurs boissons par le biais de la cuisson (ce vin était appelé le defrutum, du vin cuit). La fermentation alcoolique est un processus chimique, mais néanmoins naturel, qui va transformer le sucre gorgeant les raisins, sous l’action de levures en alcool. La fermentation est une des étapes de la vinification. La fermentation s’effectue par réaction chimique grâce aux levures, qui sont des micro-organismes qu’on trouve naturellement sur la vigne et les raisins, qui pour leur croissance vont utiliser les sucres comme source d’énergie. Durant ce processus métabolique le glucose est transformé en alcool. Une des clés de la fermentation est la température. En effet, la réaction chimique va dégager de la chaleur et du gaz carbonique : le moût va donc chauffer, voire parfois bouillonner. Après la fermentation alcoolique se trouve une autre étape : la fermentation malolactique, dont les étapes sont détaillées dans notre article qui lui est dédié.
On sait tous que le vin est élaboré à partir de raisin, le cidre, à partir de pommes, peut-être même que la bière est élaborée avec des céréales. Mais le saké ? La vodka ? La tequila ? Le gin ? Le rhum ? Quelles plantes permettent donc de produire toutes ces boissons alcoolisées ? Fruits, céréales, tubercules... qui dit sucre, dit alcool potentiel !
Les boissons alcoolisées fermentées et distillées
Il est possible d'obtenir de l'alcool (éthanol) à partir de très nombreuses matières premières, la plupart du temps végétales, du moment qu'elles contiennent des sucres (fructose, saccharose, amidon, etc.). Ainsi, les céréales, les fruits, mais aussi le miel, la canne à sucre, les feuilles d'agave, le sorgho, la betterave ou encore les pommes de terre peuvent être transformés en boisson alcoolisée, par fermentation, suivie éventuellement d'une ou plusieurs distillations successives.
Selon les matières premières disponibles sur place et les traditions locales, il existe une multitude d'alcools différents à travers le monde. Les boissons fermentées les plus connues restent le vin et la bière, mais d’autres existent: kriek, cidre, saké, frênette, chouchen, etc. Ces boissons titrent rarement plus de 20° d’alcool.
Les boissons alcoolisées obtenues par fermentation-distillation affichent une teneur en alcool plus élevée grâce à la distillation. Voici quelques exemples: whisky, vodka, gin, cognac, armagnac, rhum, tequila, calvados, kirsch, schnaps, mezcal, rhums divers, et bien d’autres encore. Certaines boissons peuvent être aromatisées avec des épices ou des herbes.
Tout le monde peut être bouilleur de cru, c’est-à-dire distiller des fruits qui proviennent de sa propre récolte sous certaines conditions fiscales. Le droit et les pratiques historiques autour de ce métier ont évolué, mais le principe demeure : extraire l’alcool des matières premières riches en sucres.
Les traces historiques montrent que les premières formes de fermentation existaient bien avant notre ère et que Saccharomyces cerevisiae est central dans ce processus. Suite aux travaux de Pasteur, la culture de souches pures s’est généralisée, puis la production commerciale de levure s’est étendue dans le monde.
Interprétation scientifique et paramètres clés
La fermentation alcoolique est une transformation enzymatique du glucose en éthanol et CO2, alimentée par l’énergie fournie par l’ATP. Le contrôle de la température est crucial: l’échauffement du moût peut influencer le profil aromatique et la stabilité, et les cuves modernes permettent un contrôle précis. Le point de départ, la teneur en sucres, la présence de nutriments azotés et l’aération influent directement sur la vitesse et la réussite de la fermentation.
En pratique œnologique, la densité mesurée par un mustimètre suit une courbe de décroissance jusqu’à stabilisation. Cette mesure permet d’évaluer la progression et d’anticiper les éventuels arrêts de fermentation qui pourraient favoriser le développement de micro-organismes indésirables ou la production d’acidité volatile.
Comment le sucre influence la fermentation de la levure ?
Après la fermentation alcoolique, la fermentation malolactique peut intervenir, modifiant l’acidité et le profil du vin. Ce processus, plus tardif, est détaillé dans notre article dédié.
Résumé des chiffres clés
- Levures dominantes: Saccharomyces cerevisiae
- Concentration nécessaire: plus d’un million de micro-organismes par millilitre
- Durée moyenne de fermentation: 7 à 10 jours
- Température idéale pour vins blancs/rosés: 18-22°C; rouges: 25-30°C
- Débit d’alcool visé: typiquement entre 11% et 15% pour la plupart des vins
- Poids moyen nécessaire pour une bouteille: environ 220 grains (≈1 kg de raisin)
tags: #gerbeaud #fermentation #alcoolique