LA FILTRATION DES VINS : GENERALITES

La filtration d’un liquide désigne la rétention des particules qu’il contient par passage dans un filtre.

Quelles sont les différentes particules présentes dans le vin ?

Le vin contient une grande diversité de particules d’origine et de taille différentes dont voici les principales :

  • des particules issues du raisin (de 0,01 mm à 10 mm de diamètre)
  • des levures (de 1 à 10 µm de diamètre environ)
  • des bactéries (de 0,1 µm à 1 µm de diamètre environ)
  • des colloïdes (de 0,01 à 0,1 µm de diamètre environ)
  • des molécules (de 0,5 nm à 5 nm de diamètre)
  • des ions (de 0,05 nm à 0,5 nm)

Quels sont les différents mécanismes de filtration ?

En œnologie, sauf pour le cas particulier de la filtration tangentielle, la filtration est frontale et est réalisée par passage du vin chargé de particules à travers un filtre qui retient ces particules et laisse passer le filtrat. Une telle filtration peut être de surface, les particules étant retenues par simple tamisage ou de profondeur si les particules pénètrent à l’intérieur du filtre où elles sont retenues. Dans le cas d’une filtration en profondeur, leur rétention peut s’effectuer selon 3 principes :

  • interception des particules entraînées par le flux du vin
  • sédimentation lorsque la vitesse de circulation du liquide dans le filtre devient faible (cas d’un filtre avec une grande surface filtrante)
  • adsorption électrique des particules du vin chargées négativement (dont certains colloïdes) sur les constituants du filtre chargés positivement

Quels sont les différents milieux filtrants utilisés en œnologie ?

La cellulose, principal composant de la paroi cellulaire des plantes, est utilisée en œnologie soit  sous forme de poudres ou de fibres, en filtration par alluvionnage (servant alors souvent de précouche) ou en filtration sur plaques. Les plaques filtrantes sont constituées en effet majoritairement de cellulose, associées  ou non à des composés granuleux comme les diatomées ou les perlites.

Les diatomées, diatomites ou kieselguhr qui sont issues de carrières de diatomées fossiles, lavées, broyées, calcinées et calibrées selon une granulométrie précise à l’origine de larges gammes de terres filtrantes (débit du filtre = perméabilité de 0,02 à 15 darcys). Les terres de perméabilité lente (< 0,5 darcy) et par conséquent à fort pouvoir filtrant sont généralement roses.

Les perlites : issues de roches volcaniques concassées, séchées, expansées et tamisées pour présenter des granulométries adpatées à différents usages oenologiques. Elles possèdent des des porosités supérieures aux diatomées ( donc une capacité de filtration supérieure) mais sont très abrasives pour le matériel de cave.

Des fibres de verre, du polypropylène, des polymères d’ester de cellulose …, utilisés dans les cartouches de préfiltration, en filtration profondeur ou de surface

Les membranes : qui sont fabriquées par évaporation d’un solvant qui crée des pores à travers la surface du matériau utilisé. Il existe un grand nombre de membranes synthétiques mais les plus récentes (minérales ou céramiques) ont l’avantage d’être inaltérables et d’avoir une durée de vie quasi-illimitée. Leur particularité est de pouvoir être testables.

Les membranes de filtration tangentielle

Quels sont les principaux filtres utilisés en oenologie ?

  • les filtres à plaques : les plaques filtrantes sont maintenues par des plateaux verticaux assurant l’arrivée du vin brut et la collecte du vin filtré. Il s’agit de filtres robustes, polyvalents, sensibles aux variations de débit et de pression qui nécessitent un affranchissement des plaques (regénération des plaques non recommandées)
  • les filtres lenticulaires : ce sont les prolongements des filtres à plaques. A l’intérieur d’un cylindre vertical, les milieux filtrants forment des lentilles creuses connectées à un tube central collectant le vin filtré. Ces filtres sont polyvalents, robustes, peu encombrants, le milieu filtrant est regénérable mais très couteux
  • les filtres à alluvionnage continu : le vin est mélangé en continu à de la terre filtrante ou perlite qui est retenue sur un tamis et fixe les particules du vin. Cette filtration présente 2 phases : la constitution de la pré-couche et la filtration proprement dite. Ces filtres sont polyvalents, à fort débit mais peu adaptés à la filtration pauvre en germes. Ils ont l’inconvénient de produire des déchets et d’entraîner une perte importante de vin
  • les filtres rotatifs sous vide : ces filtres sont constitués d’un tambour horizontal rotatif poreux sur lequel est déposé une couche de filtration de kieselguhr de plusieurs centimètres d’épaisseur par aspiration sous vide. Le liquide à filtrer suit le même chemin, le dépot superficiel étant éliminé par raclage régulier. Il est adapté aux liquides chargés et les pertes sont limitées. La couche filtrante doit être préparée avec soin
  • les filtres à cartouches : ces filtres se composent d’un carter où sont placées une ou plusieurs cartouches de type préfiltre ou membranes composites collectant le vin filtré par leur axe. Il s’agit de filtres robustes avec milieu filtrant régénérable. Le coût des consommables reste élevé et il est également nécessaire de préparer les vins à la filtration.
    les filtres presses d’apparence semblable à des filtres à plaques : le liquide à filtrer est clarifié sur des toiles support (nylon, polypropylène) par le depôt des particules mêmes du vin qui constituent le matériau filtrant complété par un apport de perlite ou diatomées. Ces filtres de fonctionnement simple sont adaptés aux liquides chargés mais possèdent un très faible débit
  • les filtres tangentiels : le liquide à filtrer est envoyé sous forte pression tangentiellement à une membrane organique ou céramique.

Comment choisir la bonne filtration ?

La filtrabilité des vins dépend à la fois de la quantité, de la taille et de la nature des particules et des colloïdes. La filtrabilité des moûts et des vins peut être mesurée au laboratoire. Pour la filtration sur membranes, l’indice de colmatage ou le Vmax peuvent être utilisés.

Le tableau suivant présente les applications possibles en œnologie par type de filtre.

Type de filtreApplicationsDébit/Pression
Filtres à plaquesVins
Mise stérile
100 à 600 l/h/m2
1 à 2 bars
Filtres lenticulaires500 à 1000 l/h/m2
1 à 2 bars
Filtres à alluvionnage continuVins jeunes
Vins
1000 à 3000 l/h/m2
0 à 6 bars
Filtres rotatifs sous videBourbes
Lies
Moûts (notamment issus de "thermo")
50 à 300 m/h/m2
-0,3 à -0,9 bar
Filtres à cartouchesVins
Mise stérile
500 à 1500 l/h/m2
2 à 5 bars
Filtres pressesBourbes
Lies
Vins jeunes
Vins
25 à 150 l/h/m2
0 à 12 bars
Filtres tangentielsMoûts
Vins jeunes
Vins
Mise stérile
20 à 80 l/h/m2

Comment suivre le bon déroulement d’une filtration ?

Le suivi de la filtration se réalise par contrôle de la pression, du débit, de la turbidité et relevés des incidents. Au cours de la filtration, on assiste à une baisse de débit, hausse de pression, à une augmentation ou à une diminution de la turbidité.

CONTACT

François Davaux
francois.davaux@vignevin.com

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