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La France est le deuxième producteur mondial de vin et son industrie subit des transformations majeures en réponse au changement climatique et aux préoccupations sociétales. La fermentation vinicole est exothermique, mais elle est généralement réalisée à basse température pour atteindre la teneur finale souhaitée en arômes, ce qui la rend très énergivore. Le défi est de réduire son empreinte énergétique, tout en maîtrisant la qualité organoleptique des vins.
Pour relever ce défi, notre projet mobilise et développe de nouveaux outils. La cinétique de fermentation et un grand nombre (jusqu'à 20) de composés aromatiques cibles seront mesurés en ligne. Sur la base d'un modèle dynamique du procédé et de l'état estimé, une optimisation multiobjectif sera effectuée périodiquement (ex. quotidiennement) afin de déterminer les meilleurs compromis possibles entre la consommation d'énergie et les objectifs aromatiques. Des outils originaux de visualisation en grande dimension et d'aide à la décision permettront à l'opérateur humain de sélectionner la stratégie optimale à mettre en œuvre en temps réel, avec une charge mentale réduite. Une loi de commande avancée réalisera les actions nécessaires, telles que l'application de profils de température variables dans le temps et des ajouts multiples d'azote.
Notre projet rassemble des compétences en matière de vinification, de mesure en ligne des molécules volatiles, de modélisation dynamique des bioprocédés, d'optimisation multiobjectif, de visualisation et d'interaction homme-machine, ainsi que d'estimation de l'état et de commande des systèmes dynamiques.
La méthodologie proposée fera l'objet d'une démonstration expérimentale à l'échelle de laboratoire. Les bénéfices attendus sont une plus grande agilité dans la programmation de la production dans les caves, une empreinte énergétique réduite, une qualité organoleptique du vin mieux maîtrisée et personnalisée, et une flexibilité accrue dans la gestion des cuves et des frigories.