Soutenance de thèse de Mathilda TREVISAN

Dans un chai, le vinificateur peut être amené à filtrer des matrices très différentes telles que des moûts, des bourbes, des vins, contenant de 1 – 10 mg.L-1 à 200 – 400 g.L-1 de matières en suspension, ayant subi des traitements œnologiques variés (vendange altérée, thermotraitement, collage, etc). Ces étapes de clarification et de stabilisation des vins par microfiltration tangentielle sont limitées par le phénomène de colmatage qui réduit les flux de production et altère le potentiel aromatique des vins, contraignant les professionnels à utiliser successivement plusieurs médias filtrants. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’influence des caractéristiques d’un nouveau matériau (porosité, hydrophobicité et nature) sur ce phénomène limitant. Ce matériau innovant en carbure de silicium (SiC) montre que (i) les caractéristiques structurales de cette membrane (distribution de la taille de pores, porosité, etc) et (ii) la polarité (phénomène d’adsorption) ont une influence sur les capacités de filtration. Cette étude a porté sur différentes matrices ayant des agents colmatants très divers et un classement a pu être établi. L’efficacité et la fiabilité des membranes SiC ont été éprouvées du laboratoire aux chais et validées sur l’ensemble des matrices testées. La conduite de procédé a été optimisée en particulier sur le développement d’un protocole de régénération efficace. La clarification et la stabilisation des matrices permettent (i) l’obtention de vins clairs et brillants, (ii) la rétention des microorganismes du vin (iii) en offrant des flux de production significativement supérieurs aux autres médias filtrants (iv) tout en conservant la qualité organoleptique des vins. La connaissance des propriétés de surface et structurales des membranes SiC a permis d’expliquer l’efficacité de filtration supérieure pour les matrices issues de la filière œnologique.

In a winery, the winemaker may have to filter very different matrices such as musts, lees, wines, containing from 1 - 10 mg.L-1 to 200 - 400 g.L-1 of suspended matter, having undergone various oenological treatments (altered harvest, heat treatment, fining, etc). These stages of wine clarification and stabilization by crossflow microfiltration are limited by the fouling which reduces production flows and alters the aromatic potential of wines, forcing professionals to use several filtering media successively. The objective of this thesis is to study the influence of the characteristics of a new material (porosity, hydrophobicity, and nature) on this limiting phenomenon. This innovative silicon carbide (SiC) material shows that both (i) the structural characteristics of this membrane (pore size distribution, porosity, etc.) and (ii) the polarity (adsorption) have an influence on the filtration capacities. This study was carried out on different matrices with a large variety of fouling agents and a ranking was established. The efficiency and reliability of the SiC membranes were first tested from the laboratory to the winery and then validated on all the matrices tested. The process control was optimized especially on the development of an efficient regeneration protocol. The clarification and stabilization of the matrices allows (i) obtaining clear and brilliant wines, (ii) the retention of wine microorganisms (iii) by offering significantly higher production flows than other filter media (iv) while maintaining the organoleptic quality of the wines. Knowledge of the surface and structural properties of SiC membranes has made it possible to explain the superior filtration efficiency for matrices from the wine industry.