Auteur : service technique de Mycond.
Le contrôle de l’humidité joue un rôle critique dans la production et le stockage des boissons alcoolisées. Historiquement, les vignerons et les brasseurs comptaient sur les conditions naturelles des caves, où la température et l’humidité restaient relativement stables. Aujourd’hui, avec l’industrialisation de la production, la nécessité d’un contrôle précis du microclimat s’est imposée. Une humidité non maîtrisée entraîne des pertes économiques importantes : de 5 % à 15 % de la production peuvent être perdus en raison d’atteintes microbiologiques liées à l’humidité, d’une évaporation excessive ou d’une dégradation de la qualité.
Spécificités de la vinification
La déshumidification de l’air en vinification est essentielle à toutes les étapes. Pendant la fermentation, la température est maintenue entre 20 et 25 °C pour les vins rouges et entre 10 et 15 °C pour les blancs, avec un taux d’humidité relative de 60 à 70 % HR. Lors de l’élevage en fûts de chêne, une évaporation naturelle se produit — la « part des anges ». À une humidité optimale de 65 à 75 %, l’évaporation est de 2 à 5 % par an, ce qui favorise la concentration aromatique. À une humidité plus basse, les pertes augmentent jusqu’à 10–12 %, tandis qu’à une humidité plus élevée, le risque de développement de moisissures apparaît.
Une attention particulière doit être portée aux bouchons. En dessous de 50 % HR, ils sèchent et perdent leur étanchéité ; au-dessus de 75 % HR, ils deviennent vulnérables à l’attaque du champignon Botrytis cinerea, ce qui peut entraîner un « goût de bouchon ». L’humidité optimale pour l’élevage du vin en bouteille est de 60 à 70 % HR, à une température de 10 à 15 °C.
Spécificités du brassage
Dans les brasseries, chaque zone de process a ses propres exigences de contrôle de l’humidité. La salle de brassage se caractérise par une forte humidité due à l’évaporation lors de l’ébullition du moût (jusqu’à 85–95 % HR). En zone de fermentation, il est important de contrôler non seulement l’humidité (50–60 % HR), mais aussi l’évacuation du CO2 issu de la fermentation — 1 000 litres de bière dégagent environ 40 kg de CO2.
Le lavage des équipements par systèmes CIP constitue un problème particulier, l’humidité relative pouvant passer de 40 % à 95 % en quelques minutes. Les cycles de lavage durent 1 à 2 heures, et le retour à un niveau d’humidité normal peut prendre 4 à 8 heures sans systèmes de déshumidification dédiés.
Le stockage des matières premières nécessite également une humidité contrôlée : pour le malt, le niveau critique est de 50–60 % HR ; pour le houblon — moins de 55 % HR ; pour les cultures de levures — 45–60 % HR.
Psychrométrie à basses températures
Dans les caves à vin et les zones froides des brasseries, il est crucial de comprendre les particularités de la psychrométrie à basse température. Lorsque la température diminue, l’humidité relative de l’air augmente naturellement, même si la teneur absolue en humidité (g/kg) reste inchangée. Par exemple, un air avec 6 g/kg d’humidité à 20 °C présente une humidité relative d’environ 40 %, mais ce même air, refroidi à 10 °C, atteint environ 80 % HR.
Une attention particulière doit être accordée au point de rosée en cave. De la condensation peut se former sur les surfaces froides des fûts, réservoirs et canalisations si leur température passe en dessous du point de rosée de l’air ambiant. Pour l’éviter, on calcule le point de rosée critique en tenant compte de la stratification thermique du local.
Microbiologie et impact de l’humidité
La contamination microbiologique est l’un des plus grands risques en cas de mauvais contrôle de l’humidité. La plupart des micro-organismes indésirables se multiplient activement au-dessus de 65–70 % HR. Un indicateur important est également l’activité de l’eau (aw) pour les matériaux organiques, par exemple le bois des fûts ou les bouchons en liège.
Les principales menaces incluent :
- Moisissures sur les structures des caves et les éléments en bois
- Détérioration des bouchons sous l’effet des champignons
- Levures et bactéries indésirables en brasserie
- Biocorrosion des équipements métalliques
Un exemple historique — les grottes de Lascaux en France, où une humidité non maîtrisée a endommagé des peintures rupestres uniques. En contexte industriel, les pertes dues aux atteintes microbiologiques peuvent représenter de 3 % à 12 % du chiffre d’affaires annuel de l’entreprise.
Paramètres microclimatiques recommandés
Pour les caves à vin, les paramètres optimaux sont :
- Élevage des vins rouges : 12–16 °C, 60–70 % HR
- Élevage des vins blancs : 10–12 °C, 65–75 % HR
- Stockage en bouteille : 10–15 °C, 60–70 % HR
Pour les brasseries :
- Fermentation des ales : 15–24 °C, 50–60 % HR
- Lagering : 0–4 °C, 70–80 % HR
- Conditionnement : 4–10 °C, 50–60 % HR
- Stockage des produits finis : 4–8 °C, moins de 60 % HR
Des écarts de courte durée (jusqu’à 24 heures) dans la plage de ±5 % HR ne posent généralement pas de problèmes critiques, mais des violations prolongées du régime entraînent des pertes significatives de qualité.
Technologies de déshumidification pour les caves à vin et les brasseries
Il existe deux grandes technologies de déshumidification, chacune ayant ses avantages selon les conditions d’application :
Les déshumidificateurs à condensation fonctionnent en refroidissant l’air sous son point de rosée, ce qui provoque la condensation de l’humidité. Leur efficacité chute nettement en dessous de +15 °C et devient pratiquement nulle en dessous de +10 °C. Ces systèmes sont écoénergétiques pour les locaux chauds, comme les salles de brassage ou les zones de conditionnement.
Le déshumidificateur à adsorption pour cave repose sur l’adsorption chimique de l’humidité par des matériaux spécifiques (gel de silice ou zéolithe). Ces systèmes sont efficaces à toutes températures, même négatives, et peuvent atteindre des points de rosée très bas (jusqu’à −40 °C). Bien qu’ils consomment davantage d’énergie pour la régénération de l’adsorbant, ils constituent la seule solution fiable pour déshumidifier à basse température, typique des caves à vin et des zones de lagering des brasseries.
Pour les grandes installations, l’option optimale consiste à utiliser des systèmes combinés, les déshumidificateurs à condensation opérant dans les zones chaudes, et les adsorptions — dans les zones froides.
Dimensionnement du système de déshumidification
Le dimensionnement correct du système commence par l’identification de toutes les sources d’humidité :
- Infiltration par les murs et le sol des caves
- Air de ventilation humide
- Humidité issue de la fermentation et des procédés
- Charges de pointe lors du lavage des équipements
- Apports liés au personnel et aux ouvertures de portes
La méthode de calcul inclut la définition des paramètres cibles pour chaque zone, l’estimation de toutes les sources de charge d’humidité et le choix des équipements avec une marge de puissance de 10 à 20 %. Une attention particulière doit être portée aux pics de charge, qui peuvent dépasser de 3 à 5 fois la base.
Pour une cave à vin de 20×30×3 mètres à +12 °C et 65 % HR cible, la capacité typique du déshumidificateur sera de 4 à 6 kg/h selon l’état des structures et l’intensité d’utilisation.
Erreurs courantes de conception des systèmes de déshumidification
Lors de la conception des systèmes de déshumidification, des erreurs sont souvent commises, annulant l’investissement :
Mauvais choix du type de déshumidificateur. Installer un déshumidificateur à condensation dans une cave à vin à +12 °C mène à une productivité quasi nulle. La bonne solution — un déshumidificateur à adsorption, efficace à basse température.
Ignorer les pics de charge. Dimensionner le système uniquement pour la charge moyenne sans tenir compte du lavage des équipements conduit à une humidité incontrôlée pendant 4 à 8 heures après le lavage. La bonne approche — prévoir un déshumidificateur dédié aux pics ou augmenter la marge de puissance.
Mauvaise étanchéité des locaux. Installer un déshumidificateur coûteux dans une cave non étanche est un gaspillage. Il faut d’abord supprimer les sources d’infiltration d’air humide, puis installer le système de déshumidification.
Mauvais emplacement des capteurs. Erreur typique — placer le capteur d’humidité près de la sortie du déshumidificateur, où les valeurs seront toujours optimales. Les capteurs doivent être installés dans les zones critiques de stockage des produits.
Justification économique
Les investissements dans des systèmes de contrôle de l’humidité de qualité s’amortissent grâce à :
- La réduction des pertes de production (de 5 % à 15 % du chiffre d’affaires annuel)
- L’amélioration de la qualité du produit final
- La prévention de la corrosion des équipements et l’allongement de leur durée de vie
- La diminution des coûts de traitement sanitaire des locaux
Le délai de retour sur investissement typique des systèmes professionnels de déshumidification pour les caves et les brasseries est de 2 à 4 ans, selon l’échelle de production et l’état initial du microclimat.
FAQ
Pourquoi les déshumidificateurs à condensation perdent-ils de l’efficacité à basse température ?
En dessous de +15 °C, l’efficacité de l’échange thermique sur l’évaporateur chute fortement, et en dessous de +10 °C, la condensation s’arrête presque, car la teneur absolue en humidité de l’air devient trop faible.
Comment éviter la détérioration des bouchons lors d’un stockage prolongé du vin ?
Il faut maintenir une humidité stable de 60–70 % HR, éviter les fluctuations de température qui provoquent le « souffle » de la bouteille, et assurer un stockage horizontal pour garder le contact permanent du vin avec le bouchon.
Peut-on utiliser un seul système de déshumidification pour différentes zones de la brasserie ?
Ce n’est pas judicieux en raison des régimes de température différents. La salle de brassage (20–25 °C) requiert un déshumidificateur à condensation, tandis que la zone de lagering (0–4 °C) nécessite un système à adsorption. Il est préférable d’utiliser des systèmes distincts pour chaque zone.
En combien de temps le système peut-il rétablir une humidité normale après le lavage des équipements ?
Avec un dimensionnement correct tenant compte des pics, le rétablissement prend 1 à 2 heures. Un système sans prise en compte des pics peut nécessiter 4 à 8 heures, ce qui augmente le risque de contamination microbiologique.
Conclusion
Le contrôle de l’humidité dans les caves à vin et les brasseries est une tâche d’ingénierie complexe nécessitant une approche globale. Il est crucial de choisir correctement la technologie de déshumidification en fonction des conditions de température, de calculer précisément toutes les sources de charge d’humidité et d’assurer une automatisation fiable du système.
Pour les caves froides et les zones de lagering, les déshumidificateurs à adsorption sont la solution optimale, capables de fonctionner efficacement à basse température. Les investissements dans des systèmes professionnels de contrôle de l’humidité sont rapidement amortis grâce à la prévention des pertes de production et à l’amélioration de la qualité.
L’humidité est l’un des paramètres clés qui déterminent la qualité des boissons alcoolisées et mérite la même attention que le contrôle de la température et de l’hygiène.
