La zéolithe et la précipitation tartrique

 

La précipitation de tartre est un phénomène rejeté par le consommateur (dépréciation du goût, formation de lie). La précipitation tartrique demeure le principal problème de dépôts dans les vins. D'où la nécessité de limiter ces précipitations, c'est ce que l'on appelle la stabilisation tartrique. Cette stabilité tartrique du vin peut être obtenue par un échange sélectif sur zéolithes d’ions potassium contre des protons.

Pourquoi y a-t-il des précipitations tartriques dans le vin ?

L'acide tartrique  réagit avec le potassium pour donner du tartrate de potassium (KHT), et avec le calcium pour donner du tartrate neutre de calcium (CaT). Si les teneurs en KHT ou en CaT sont supérieures à la solubilité limite à une température donnée, il y a risque de "précipitations". Cette expression est abusivement employée, car l’apparition de tartrate de potassium solide n’est pas le résultat d’une réaction chimique mais d’une cristallisation liée seulement à cet état de sursaturation.

Quels sont les facteurs influant sur les précipitations tartriques ?

  • la température qui influe sur la constante de solubilité. Plus la température diminue et plus la solubilité diminue
  • la teneur en alcool. Pendant la fermentation alcoolique on peut assister à de fortes précipitations tartriques par diminution de la solubilité du KHT

Comment s'effectue la stabilisation tartrique

Le but de la stabilisation tartrique du vin est d'empêcher la formation de cristaux de tartre qui peut avoir lieu lorsque la température du vin diminue. La stabilisation tartrique des vins se fait par échange d'ions, ce qui permet de diminuer la teneur en ion potassium ou en ion tartrate sans influencer la qualité intrinsèque du vin.

Comment préparer le vin à un procédé aboutissant à sa stabilisation tartrique ?

Bien souvent un hiver froid, un élevage long sur lies suffisent à assurer la stabilisation tartrique du vin. Cependant, la plupart du temps une intervention doit être envisagée. Il est alors crucial, avant de procéder à tout traitement de stabilisation et surtout avec les procédés physiques :

  • d'assembler les vins au préalable. Même si deux vins sont stables séparément, le mélange ultérieur peut s'avérer instable.
  • le vin à traiter doit être bien clarifié par collages et/ou filtration afin d'éliminer les colloïdes du vin qui possèdent un effet retardateur. La zéolithe rentre dans ce procédé.

Qu’est-ce que la zéolithe ?

Les zéolithes sont des minéraux microporeux appartenant au groupe des silicates. Elles se sont formées en plusieurs centaines ou milliers d'années, là où les roches et les cendres volcaniques ont réagi avec des eaux souterraines alcalines, ou dans les couches de dépôts organiques de bassins superficiels.

 

Les zéolithes stabilisent la précipitation tartrique

Tous les procédés actuels, que ce soit la stabilisation au froid par contact, l’électrodialyse ou les échangeurs de cations, coûtent cher. Les chercheurs se sont donc orientés vers des échangeurs d´ions moins onéreux et ont retenu la zéolithe. Les zéolithes étant en fait des silicates d´aluminium, elles ont la particularité de fixer les ions potassium (K+) du vin et de les remplacer par des protons H+. Le tartre étant formé d'acide tartrique et de potassium, il suffit d´éliminer 10 à 30 % des ions potassium pour éviter toute précipitation ultérieure et stabiliser un vin. 

Propriétés de la zéolithe

  • Grâce à leur structure tertiaire, les zéolithes sont un des plus importants représentants des matériaux appelés tamis moléculaires.
  • Grâce à la diversité d’unités de base et de structures tertiaires des zéolithes, toute une gamme de tailles de pores avec des diamètres de 0,3 à 0,8 nm est à disposition.
  • Le traitement sur zéolithe évite une décationisation complète d’une partie du vin, ce qui évite des variations de pH extrêmes.
  • La zéolithe s´avère efficace aux pH acides du vin et respecte les autres constituants, elle est également neutre de goût.
  • Les zéolithes appropriées aux traitements des vins sont pauvres en aluminium. Proches de la bentonite et du kieselgur par leur composition, les zéolithes ne présentent pas de nocivité sur le plan alimentaire et sont tout à fait neutres de goût.
  • La composition des zéolithes, clairement définie, semblable à des terres filtrantes et à la bentonite couramment utilisées en œnologie, devrait faciliter leur autorisation pour la stabilisation tartrique des vins.
  • La stabilisation tartrique des vins par échange de potassium contre les protons implique dans tous les cas une augmentation de l’acidité totale et une diminution du pH des vins. Il est donc important d’optimiser cet échange et d’éviter tout apport supplémentaire de protons qui pourrait contribuer à acidifier le vin. Grâce à leur sélectivité, les zéolithes font un échangeur de choix.

Avantages de la zéolithe par rapport aux autres procédés

  • Zéolithe vs résines polymères

Contrairement à l’échange de cations sur résines polymères, la fin du cycle d’épuisement n’est pas marquée par un relargage du potassium. Un traitement en circuit fermé peut donc être envisagé sans risque d’enrichir le vin en potassium en fin de cycle.


Leur faible affinité pour les ions divalents est une deuxième caractéristique importante qui différencie les zéolithes des résines polymères. Les ions divalents, davantage hydratés, accéderaient difficilement aux sites d’échange situés à l’intérieur du tamis moléculaire. La préférence pour les ions monovalents permet potentiellement l’échange de ce type d’ions, ce qui n’est possible que dans des cas exceptionnels avec des échangeurs à base de polymères. Ce comportement pourrait être très utile pour la stabilisation tartrique des vins.

  • Zéolithe vs acide métatartrique

L’ajout d’acide métatartrique est bon marché mais ne garantit pas la stabilité au-delà de six mois. A un pH inférieur à 4, les ions aluminium hydratés deviennent solubles. Ils ont tendance à quitter leur position dans le réseau cristallin, ce qui modifie les propriétés de la zéolithe, notamment en diminuant sa capacité d’échange de cations. Ce départ des ions aluminium ne provoque pas dans tous les cas une désintégration de la structure cristalline. Certaines zéolithes gardent leur topologie même après une perte importante d’ions aluminium, ce qui a des conséquences importantes pour leur utilisation comme échangeurs d’ions.

  • Zéolithe vs traitement au froid

Le traitement au froid ne convient pas aux vins qui doivent être mis rapidement sur le marché et, malgré un entreposage recommandé à une température comprise entre –2 et –4 °C pendant 14 jours, n’assure pas une stabilité absolue des vins. Les installations de procédé par contact au froid et l’électrodialyse nécessitent une haute technicité et représentent un investissement relativement important. Elles sont donc réservées aux grandes exploitations.