Maîtriser l'énergie dans les chais viticoles : un défi

Economiser l’énergie dans les chais, pour assurer la compétitivité de la filière 

La quantité d’énergie utilisée pour produire un millésime est variable et fonction de nombreuses caractéristiques. 

Sur une même exploitation suivie par l’Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV) durant sept millésimes, la consommation variait de 14,6 à 42,8 kWh par hectolitre selon les années. 

Entre le millésime le plus économe et le plus énergivore, on observe un facteur proche de 3 en termes d’énergie consommée. 

La variabilité que l’on observe s'explique par des facteurs climatiques non maîtrisables (précocité du millésime). Mais d'autres facteurs plus aisément maîtrisables restent à la portée des exploitants, ouvrant ainsi la voie à des solutions concrètes.

Réguler la température du chai, une dépense énergétique majeure 

Pour bien maîtriser l'énergie dans son chai, il est essentiel de comprendre d'où viennent les besoins et les pertes. 

Sur l’analyse d’un millésime par l’IFV, une exploitation du Sud Mâconnais a consommé 14 298 kWh pour produire 510 hectolitres, soit environ 28 kWh par hectolitre. 

Pour cette même exploitation, le chauffage et surtout le refroidissement des cuves représentent la plus grosse consommation d'énergie. 

Trois équipements sont la cause de la concentration de la quasi-totalité de la consommation : 

la pompe à chaleur : 76 % ; 

l'éclairage : 12 % ; 

la ventilation : 4,5 %. 

Les autres équipements (autres pompes, presse, filtres, étiqueteuse, compresseur,...) ne pèsent que quelques points cumulés.  

Comprendre les postes de consommation et de pertes d'énergie dans un chai 

L’énergie se perd généralement de deux façons. La première concerne la ventilation. Elle est indispensable pour évacuer le CO₂.Mais elle est génératrice de pertes thermiques par renouvellement d'air. 

Elle se perd également par transfert à travers les parois des cuves. L’écart de température entre le produit stocké et l'atmosphère du chai engendre un flux thermique continu. 

En termes de processus de vinification, l’énergie est mobilisée sur 4 moments distincts : 

Avant les fermentations : chauffage ou refroidissement des moûts pour atteindre la température de départ souhaitée. 

Pendant la fermentation alcoolique : la chaleur produite par la fermentation elle-même doit être évacuée, sous peine de dérive thermique. 

Pour la fermentation malolactique : maintien des vins entre 18 et 20 °C. 

Pendant la garde : recherche d'une température stable, comprise entre 10 et 14 °C. 

Adapter les itinéraires œnologiques 

La première marge d'économie se joue dans la conduite biologique des fermentations elles-mêmes. 

Dans les chais à forte inertie thermique, le choix de souches de levures cryophiles, adaptées au froid, est l’une des pistes. 

Travailler avec de faibles turbidités et de faibles doses de SO2 en sont d’autres à envisager. Enfin, l'allongement raisonné des fermentations alcooliques dissipe naturellement la chaleur produite plutôt que de la combattre avec l’apport de froid thermique.  

Piloter finement le chaud et le froid 

Avant d'investir, il est recommandé de mesurer sa consommation d’énergie. La mise en place d'un compteur dédié sur le groupe froid est un premier pas qui isole sa consommation réelle. 

Ce diagnostic préalable oriente vers des investissements qui ont le plus d'impact. Une fois le poste prioritaire identifié, certains équipements sont indispensables pour réduire sa consommation : 

Des variateurs de puissance sur les systèmes de réchauffage et de refroidissement, pour une montée en température progressive qui limite les pics d'intensité. 

Des ventilateurs à commutation électronique à débit variable, qui adaptent leur fonctionnement au besoin réel plutôt que de tourner en continu à pleine puissance. 

Isoler les cuves et le bâtiment 

L’ajout d'un isolant limite les transferts de chaleur non maîtrisés. À l'échelle du bâtiment, les caves enterrées ou semi-enterrées offrent une excellente inertie thermique.

La régulation naturelle de la température et de l'hygrométrie est également moins énergivore.

Lorsque l'enterrement n'est pas possible, les toitures et murs végétalisés peuvent réduire de 5 à 20 % l'énergie nécessaire à la régulation thermique du bâtiment, selon les conditions climatiques locales. 

Les matériaux biosourcés (paille, bois, liège, laine de chanvre ou de mouton) renforcent cette isolation naturelle. Comme le résume le Dr Julien Ducruet (Changins, Haute École de Viticulture et Œnologie) : « la meilleure énergie est celle qu'on ne consomme pas. » 

Optimiser l'hygiène et le nettoyage 

L'optimisation des protocoles d'hygiène constitue un levier d'action intéressant pour améliorer l'empreinte environnementale des chais. 

Les retours d’expérience terrain mettent en avant des gains multifactoriels majeurs de la production d'acide hypochloreux par électrolyse. Le processus s’utilise à froid et sans rinçage final.

Certaines entreprises notent une baisse de 70 à 90 % de la consommation de désinfectants, une économie d'eau de 30 % et une réduction de 6 % des besoins énergétiques. Cette rationalisation des flux se traduit également par un gain opérationnel avec la réduction de 30 % du temps de nettoyage.  

Améliorer les pratiques avec les pays européens 

Coordonné à l'échelle européenne par un consortium d'experts, dont l'IFV et Inno'vin en France, le projet Watenerwine vise à accélérer la transition écologique des PME vitivinicoles. 

Il repose sur la gestion de l'eau et de l'énergie des exploitations. Son objectif est de renforcer la compétitivité et la résilience climatique des chais. 

L'adoption de technologies innovantes à faible empreinte carbone et l'intégration d'énergies renouvelables sont des enjeux prioritaires. 

Pour y parvenir, son plan d'action s'articule autour de la cartographie mondiale des meilleures pratiques, la publication d'un guide d'innovations et l'animation de groupes de travail thématiques pour accompagner concrètement les producteurs sur le terrain. 

Vinipôle Sud Bourgogne travaille aussi sur le sujet et propose une méthodologie de mise en œuvre en cinq étapes, transposable à la majorité des exploitations :  

Exploiter les factures fournisseurs pour établir un historique des consommations. 

Analyser la répartition de l'énergie poste par poste.

Rechercher l'adéquation entre itinéraires techniques et économies d'énergie. 

Etudier sur un millésime complet la répartition réelle de la consommation. 

Formuler des propositions d'amélioration hiérarchisées par retour sur investissement.  

En combinant ces leviers biologiques, mécaniques et architecturaux, les premières économies possibles sont de l’ordre de 20 à 25 %.

Produire de l'énergie renouvelable 

Au-delà de la sobriété, l’indépendance énergétique des chais repose aussi sur la production d'énergies renouvelables in situ. 

La géothermie de surface, via des puits canadiens, exploite l'inertie thermique du sol. Elle tempère naturellement l'air du bâtiment et réduit l'appel au froid ou au chaud mécanique.

En parallèle, le photovoltaïque s'impose comme un levier majeur vers l'autosuffisance. Ses pics de production estivaux et automnaux coïncident idéalement avec les besoins massifs en électricité pour le refroidissement des fermentations lors des vendanges.  .