L'oxygène dissous démasqué

Grâce au développement des oxymètres optiques, les mécanismes par lesquels l'oxygène se dissout puis évolue dans le vin sont de mieux en mieux connus.

Entre l'oxygène et le vin, les relations sont ambiguës. Bénéfique à la fermentation des moûts ou pendant l'élevage de certains vins, l'oxygène peut devenir un ennemi de taille lorsqu'il est dissous en trop grande quantité. Comment et quand pénètre-t-il dans le vin ? Avec quelles conséquences ? Les spécialistes répondent à vos questions.

Pourquoi l'oxygène se dissout-il dans le vin ?

Quand un gaz est en contact avec un liquide, il s'y dissout pour atteindre un équilibre. L'oxygène n'échappe pas à cette règle. Ce gaz entre pour 21 % dans la composition de l'air. Il se dissout donc dans le vin lorsque celui-ci est en contact avec l'air.

L'équilibre entre liquide et gaz répond à la loi physique de Henry qui fait intervenir la pression partielle du gaz, c'est-à-dire sa proportion par rapport aux autres gaz en contact avec le liquide, sa nature et celle du liquide. Ainsi, à 20°C et à la pression atmosphérique, 8,4 mg d'O2/l au maximum peuvent se dissoudre dans un vin au contact de l'air. Ce maximum correspond à la saturation. Dans de l'eau, la saturation en O2 dissous est de 9,8 mg/l. Dans le moût, elle est de 6,5 mg/l.

« Si le vin est en contact avec de l'oxygène pur, comme en micro-oxygénation, la saturation est de 42­mg/l, précise aussi Audrey Devatine, ingénieure de recherche à la faculté d'œnologie de Bordeaux. Bien sûr, il ne faut pas viser la saturation quand on micro-oxygène. »

L'oxygène est un gaz peu soluble dans le vin, il l'est quarante fois moins que le dioxyde de carbone.

À quelle vitesse se dissout-il ?

La vitesse de dissolution de l'oxygène dans le vin est décrite par la loi de Fick. « Les gains en oxygène sont d'autant plus rapides que la surface de contact du vin avec l'air est grande, notamment quand on crée des turbulences », résume Jean-Claude Vidal, chercheur à l'Inra de Pech Rouge, à Gruissan (Aude). « Plus le vin est pauvre en oxygène, plus la dissolution est rapide », ajoute Sophie Vialis, chargée d'études chez Inter-Rhône.

Enfin, plus le vin est froid, plus l'oxygène se dissout vite et abondamment. Par exemple, à 0°C, il peut dissoudre jusqu'à 12 mg/l d'oxygène. Les experts conseillent donc de ne pas manipuler un vin à moins de 13°C.

Que devient-il dans le vin ?

« L'oxygène dissous n'est pas dans un état stable : il est consommé », introduit Audrey Devatine. Il réagit principalement aux polyphénols. Ce qui explique que les rouges le consomment plus vite que les blancs. Durant l'élevage, les lies interviennent aussi. Polyphénols et lies protègent les autres molécules de l'oxydation, en consommant en premier l'oxygène. Du fait de la consommation, l'oxygène finit presque par disparaître dans les vins strictement conservés à l'abri de l'air. La capacité du vin à consommer de l'O2 durant sa vie est très élevée : « Entre 60 mg/l pour des vins blancs et 800 à 1 000 mg/l pour des rouges de garde », estime Jean-Claude Vidal. Pourtant, les besoins du vin sont seulement de 3 mg/l pour un blanc et 80 mg/l pour un rouge. Au-delà de ces seuils, des problèmes d'oxydation peuvent apparaître.

Contrairement à la dissolution, la hausse de température accélère la consommation d'oxygène. D'après les observations de Michel Moutounet, chercheur à l'Inra de Montpellier (Hérault), à 13°C, il faut environ vingt-cinq jours à un vin rouge saturé en oxygène dissous pour le consommer. À 30°C, il le consomme en seulement trois jours ! Il est donc préconisé de ne pas stocker un vin à plus de 17°C.

Qu'appelle-t-on l'espace de tête ?

C'est le volume situé entre la surface du vin et l'obturateur dans une bouteille ou entre le vin et le robinet dans un Bag-in-box. Après une mise en bouteille sans précaution particulière, l'espace de tête est tout simplement composé d'air ambiant. Il renferme donc de l'oxygène gazeux. Il est important de tenir compte de la quantité emprisonnée, car elle se solubilise toujours dans le vin. Cette quantité dépend de la qualité de la mise et du volume de l'espace de tête.

Combien le vin contient-il d'oxygène dissous ?

La teneur en oxygène dissous à un moment donné dépend de l'équilibre entre dissolution et consommation. Quand le vin est en mouvement, comme en pompage, la dissolution est plus rapide que la consommation. « Les teneurs en oxygène dissous sont alors de l'ordre du mg/l », note Jean-Claude Vidal. Pendant le stockage ou l'élevage, c'est l'inverse. « Les niveaux mesurables peuvent être très faibles, entre 10 et 40 μg/l. » À chaque opération réalisée sur le vin, la quantité d'oxygène dissous dépend des précautions prises. Puis elle diminue par consommation. Juste après l'embouteillage, le vin peut contenir de quelques traces à plus de 10 mg/l d'oxygène (dissous et gazeux). L'idéal est qu'il en contienne moins de 2 mg/l. « La concentration en O2 dissous chute progressivement dans la bouteille, par consommation, précise Sophie Vialis. L'oxygène de l'espace de tête diminue en parallèle. » Plus ou moins rapidement selon la température. D'après Jean-Claude Vidal, cette diminution ralentit peu à peu et la teneur en O2 dissous se stabilise en dessous de 0,1 mg/l dans le vin et 1 % dans l'espace de tête.

Quel impact sur la qualité du vin ?

« L'oxygène a un rôle microbiologique, rappelle Adrien Debaud, œnologue consultant à l'ICV. La plupart des micro-organismes du vin ont une affinité pour l'oxygène qui favorise leur développement. Les bactéries acétiques ou les Brettanomyces ont une forte affinité. » 1 mg/l d'O2 dissous aboutit à la consommation de 3 à 4 mg/l de SO2 libre d'après l'Inra. Moins le vin contient d'oxygène, plus la dose de SO2 nécessaire pour éviter les risques microbiologiques peut être faible. Ce qui permet d'éviter aussi des déviations de la couleur ou de certains arômes. L'oxygène conduit à la dégradation d'arômes, de type terpènes ou thiols, ou à la formation d'arômes de type rancio. Tous ces effets oxydatifs dépendent des apports cumulés jusqu'au conditionnement. Mais l'oxygène dissous peut être bénéfique si les apports sont maîtrisés : il permet d'éviter les goûts de réduction, diminue l'astringence et assouplit les vins rouges.

...Comment le mesurer ?

Avec un oxymètre. Les appareils utilisés en cave ne donnent accès qu'à l'oxygène dissous et gazeux à un instant donné. Pas à l'oxygène consommé. « Il est indispensable de faire la mesure sur site, immédiatement après une intervention », souligne donc Sophie Vialis.

La plupart des oxymètres ont une sonde immersible dans le vin pour mesurer l'O2 dissous. Certaines permettent aussi de mesurer la teneur en O2 dans l'air, le ciel gazeux d'une cuve ou même dans l'espace de tête pour certains. Le résultat de la mesure s'exprime en mg/l pour les phases liquides et en pourcentage ou en hPa pour les phases gazeuses.

Il existe deux types de sondes : électrochimique et optique. Les premières, les plus anciennes, offrent une bonne précision. Les plus courantes mesurent 50 mg/l maximum. Le problème est qu'elles consomment de l'oxygène et qu'il est nécessaire de faire circuler du vin en permanence au contact de l'électrode. Les sondes optiques ou luminescentes, apparues il y a sept ou huit ans, sont plus pratiques. Ce sont les plus répandues. « Le temps pour obtenir une mesure très précise est parfois assez long, jusqu'à quinze minutes », note toutefois Adrien Debaud.

Est-il indispensable d'acheter un oxymètre ?

Cela dépend des volumes que traite la cave, de ses objectifs et de son budget. Car le prix d'un oxymètre optique va de 1 500 à 10 000 euros. « Il est surtout intéressant d'investir pour les caves qui conditionnent beaucoup », souligne Adrien Debaud, rappelant que la personne qui manipule l'oxymètre doit être formée à son utilisation.

Comment corriger la teneur en oxygène du vin ?

Il est possible de réduire la teneur en O2 dissous d'un vin en injectant un gaz neutre, de l'azote le plus souvent, en ligne ou en cuve. Les bulles d'azote entraînent les bulles d'oxygène, plus petites, vers l'air extérieur. Il faut un temps de contact minimum entre le gaz neutre et le vin. Il est conseillé d'appliquer 10 % du débit de vin en débit de gaz : par exemple, 10 l/min d'azote pour un pompage de vin à 60 hl/h, soit 1 hl/min. De nouvelles techniques d'ajustement des gaz dans le vin par contacteur membranaire se développent, mais elles ne sont pas encore autorisées par l'Union européenne. L'objectif serait d'ajuster tous les gaz dans le vin en même temps.