Les membranes et les adjuvants de filtration sont très utilisés pour la filtration des vins. Les adjuvants de filtration forment un dépôt filtrant assurant l’efficacité du filtre. Cependant ces particules ne sont pas régénérables. L’objectif de ces travaux est de proposer un media filtrant régénérable et disponible en plusieurs granulométries, afin d’être utilisé lors des différentes étapes de l’élaboration des vins. Les Rilsan® en polyamide 11 biosourcé sont étudiés et caractérisés en tant qu’alternative aux diatomites. Les résultats montrent qu’avec la gamme de Rilsan® existante il est possible d’obtenir les différents grades nécessaires pour la filtration du vin. Les distributions de tailles de particules, la formation des dépôts ainsi que les efficacités de filtration ont été déterminées. Lors de la filtration sur précouche de Rilsan® les mécanismes de rétention suivent une loi de colmatage intermédiaire des pores. Du fait de la structure non poreuse du matériau par rapport aux diatomites, leur régénération est possible et a été étudiée par hydrocyclonage. Les non-tissés ont l’avantage d’avoir de très fortes porosités ; ce qui est un atout pour obtenir des débits de filtration importants. De nouveaux media en polyamide 11 fabriqués par Electrospinning sont testés comme une alternative aux membranes actuelles, de plus faible porosité. Les diamètres de pores obtenus de l’ordre de 1,5 μm sont encore trop élevés pour envisager une stabilisation microbiologique du vin. La faible résistance mécanique des media est un frein à leur développement pour la filtration des liquides. Les perméabilités sont peu dépendantes de la dimension des pores dans la gamme testée et dépendent principalement de l’épaisseur du matériau et d’autres paramètres de fabrication. / Membranes and filter aids are classically used filter media throughout the wine making process. During filtration, filter aids form a precoat inducing the retention efficiency of the filter. However, these particles are not regenerable. The aim of this study is to find a cleanable and reusable alternative to existing filter aids, available in various grain-size distributions, in order to perform the different types of wine filtration. The Rilsan® powder, made of biobased polyamide 11, are characterized and studied as an alternative to diatomaceous earth mainly used for enology applications. Results showed that the range of Rilsan® allowed performing both rough and clarifying filtration. The particle size distribution, the granular bed deposition and the filtration efficiency were determined. During filtration using Rilsan® precoat, the fouling mechanisms follow an intermediate pore blocking law. According to their non-porous structure compared to diatomite, these particles are cleanable. Hydrocyclone process is studied in order to achieve this regeneration. Nonwovens have important porosities which is an asset to have high filtration flow rates. New filter media made by electrospinning process of polyamide 11 are tested as an alternative to currently used filtration membranes. The pore diameters measured of 1.5 μm are still too large to be used for wine microbiological stabilization. Their mechanical weakness is a brake to their use in liquid filtration applications. Water permeability is little influenced by the pore size, in the range of media tested, and depends mainly on the thickness of the media and other fabrication processes.

La contamination des vins par des microorganismes non désirés peut entraîner une dégradation importante du produit. Pour lutter contre ces problèmes, le dioxyde de souffre (SO2) est l’additif le plus utilisé actuellement pour ses propriétés antiseptiques et antioxydantes. Cependant, la limitation des intrants chimiques dans les vins est une des préoccupations majeures des consommateurs et producteurs. Les procédés de stabilisation physiques existants (flash pasteurisation, filtration tangentielle) présentent quant à eux des inconvénients, tels que leur cout énergétique ou leur maintenance complexe. Deux procédés innovants permettant d’assurer la stabilisation microbiologique des vins en alternative aux procédés classiques sont étudiés : le rayonnement ultraviolet (UV-C) et le chauffage ohmique. Les rayonnements UV-C (100 à 280 nm) sont connus pour leur effet germicide et déjà appliqués dans le traitement de l’eau et des surfaces. Cependant les liquides absorbants, tels que le vin, limitent fortement la profondeur de pénétration du rayonnement et donc l’efficacité du procédé. Un réacteur UV-C hélicoïdal a été développé, basé sur les propriétés hydrodynamiques des vortex de Dean, pour améliorer l’efficacité et l’homogénéité du traitement. Les performances de stabilisation ont été validées pour la première fois en alternative au mutage par SO2 de mouts liquoreux et avant la mise en bouteille de vins finis. De plus, les analyses chimiques et sensorielles menées sur les vins traités ne montrent aucun impact sur la qualité des vins. Le chauffage ohmique est ici utilisé comme procédé de stabilisation thermique des mouts et des vins. Lors du passage d’un courant à travers un matériau ayant une résistance électrique, l’énergie électrique est transformée en énergie thermique. La chaleur est alors générée à l’intérieur même de la matière à traiter. Les résultats des travaux ont montré pour la première fois que la rapidité et l’homogénéité de chauffe permettent une stabilisation efficace des vins et des mouts sans préjudices sur leur qualité. / Contamination of wines by undesired microorganisms may lead to significant deterioration of the final product. To combat these problems, sulfur dioxide (SO2) is the most widely used additive for its antiseptic and antioxidant properties. However, the limitation of chemical inputs in wines is one of the major concerns of consumers and producers. Existing physical stabilization processes (flash pasteurization, tangential filtration) have disadvantages, such as their energy cost or their complex maintenance. Two innovative processes to ensure the microbiological stabilization of wines as an alternative to conventional processes are studied: ultraviolet radiation (UV-C) and ohmic heating. UV-C radiation (100 to 280 nm) is known for its germicidal effect and already applied in the treatment of water and surfaces. However, absorbent liquids, such as wine, strongly limit the penetration depth of the radiation and hence the efficiency of the process. A helical UV-C reactor was developed, based on the hydrodynamic properties of Dean vortices, to improve the efficiency and homogeneity of the treatment. The stabilization performance was validated for the first time as an alternative to the SO2 mutage of sweet wines and before the bottling of finished wines. Moreover, the chemical and sensory analyzes carried out on the treated wines showed no impact on the quality of wines. Ohmic heating is used in this study as a method of thermal stabilization of musts and wines. During the passage of a current through a material having an electrical resistance, the electrical energy is transformed into thermal energy. The heat is then generated inside the material to be treated. The results of this work showed for the first time that heating rate and homogeneity of ohmic heating allow an effective stabilization of musts and wines without affecting their quality.

Oenococcus oeni est la principale de bactérie lactique du vin. L’espèce comprend de nombreuses souches plus ou moins bien adaptées au vin et qui forment différents groupes génétiques. Récemment, deux groupes de souches ont été identifiés dans les vins rouges (VR) et vins blancs (VB) de Bourgogne. Il est probable que les bactéries se sont adaptées à l’un ou l’autre de ces vins en raison de leurs différences physico-chimiques et de composition. Néanmoins, d’autres souches peuvent s’y développer. Ce sont par exemple des levains commerciaux, qui ont une bonne tolérance aux stress du vin. L’objectif de cette étude était d’analyser l’adaptation des souches d’O. oeni au vin et en particulier aux polyphénols. Dans un premier chapitre, des souches des groupes VR et VB ont été étudiées. Leurs phénotypes ont été comparés dans des moûts et des vins à différents pH et en présence de polyphénols. Les résultats ont permis de mieux comprendre leur adaptation au vin blanc ou rouge. Dans les deuxième et troisième chapitres, la tolérance à l’acidité et aux polyphénols de souches commerciales a été étudiée. Leur résistance au vin et leurs capacités fermentaires ont été analysées, les cellules ont été observées en microscopie électronique et les mécanismes de résistance à l’acidité et aux polyphénols ont été recherché par protéomique quantitative. Un protocole de purification des protéines spécifique pour les essais en présence de polyphénols a été mis au point. Les résultats montrent des voies métaboliques et enzymes qui contribuent à l’adaptation des souches au vin. Ils permettent aussi l’exploration de nouvelles pistes pour la sélection des souches industrielles. / Oenococcus oeni is the main lactic acid bacteria species in wine. The species comprises many strains, which are more or less well adapted to wine and form different genetic groups. Recently, two groups of strains have been identified from Burgundy’s red (VR) and white (VB) wines. It is likely that the bacteria have adapted to one or the other of these wines because of their different physico-chemical properties and compositions. Nevertheless, other strains can also develop in these wines. They are for example commercial starters, which are well resistant to wine stressors. The objective of this study was to analyze the adaptation of O . oeni strains to wine and particularly to phenolic compounds. In the first chapter, strains of groups VR and VB were studied. Their phenotypes were compared in grape musts and in wines at different pHs and in the presence of phenolic compounds. The results provide insights on their adaptation to red or white wine. In the second and third chapters, the tolerance to acidity and phenolic compounds of commercial strains has been studied. Their survival in wine and their fermentative capacities were analyzed, the cells were observed by electron microscopy and the mechanisms of resistance to acidity and phenolic compounds were investigated by quantitative proteomics. A specific protein purification protocol has been developed for trials performed in the presence of polyphenols. The results show metabolic pathways and enzymes that contribute to the adaptation of strains to wine. They also open new tracks for the selection of industrial strains.

L’expertise a été étudiée en psychologie cognitive afin de comprendre les mécanismes psychologiques et les compétences intervenant dans différents domaines d’expertise. Dans le domaine du vin, les quelques études menées suggèrent que les experts organiseraient leurs connaissances autour de « prototypes » de couleur ou de cépage. L’objectif général de cette thèse visait à répondre aux questionnements théoriques concernant les représentations des vins d’experts et de novices, ainsi qu’aux questionnements de la filière concernant les perceptions des vins du Beaujolais. Pour cela, l’effet de l’expertise sur les représentations des vins a été évalué en comparant les performances de trois panels (experts, novices familiers et novices non familiers). Dans une première partie, l’organisation hiérarchique des connaissances a été étudiée en la comparant au système de classification des vins. Pour cela, une tâche de tri libre hiérarchique a été réalisée sur des étiquettes de vins de différents cépages, vignobles et appellations. Des interviews complémentaires ont permis d’identifier les critères et les stratégies utilisés par les panélistes. Dans une deuxième partie, les retranscriptions des interviews ont été analysées par analyse textuelle afin d’apporter des informations complémentaires sur les représentations des vins des différents panels. Dans une troisième partie, les représentations conceptuelles et perceptuelles des vins pour des niveaux de catégorisation de plus en plus spécifiques (cépage, appellation et lieu-dit) ont été comparées. Pour cela, une tâche de tri binaire a été réalisée pour chaque niveau de catégorisation sur des vins et les étiquettes de ces mêmes vins. / Expertise was studied in cognitive psychology in order to understand the psychological mechanisms and the abilities involved in various areas of expertise. In the wine field, the few studies conducted on expertise suggest that the knowledge representation of experts is organized around “prototypes” derived from wines of different colours or grape varieties. The general purpose of this thesis was to address 1) theoretical questions about knowledge representation of wines among experts and novices, and 2) wine industry questions about Beaujolais wine perceptions. To this end, the effect of expertise on knowledge representations of wines was evaluated by comparing the performance of three different panels (experts, familiar novices and unfamiliar novices). In a first section, the hierarchical organization of knowledge was studied, and compared to the wine classification system. To this end, a free hierarchical sorting task was conducted on wine labels from different grape varieties, vineyards and appellations. Additional interviews allowed us to identify the criteria and the strategies used by panelists.In a second section, the transcribed interviews were analyzed by textual analysis in order to provide additional information about the wine representations of the different panels.In a third section, the conceptual and the perceptual wine representations of panelists were compared at different levels of abstraction going from the more general to the more specific (grape variety, appellation and lieu-dit) were compared. A binary sorting task was conducted for each level of abstraction using wines and labels of the same wines as stimuli.

Les exopolysaccharides (EPS) produits par les bactéries lactiques ont longtemps été considérés comme des composés indésirables dans le vin. En effet, le β-glucane produit par certaines souches bactériennes est responsable d’une altération qui rend le vin impropre à la consommation. Cependant, les polysaccharides produits par Oenococcus oeni, principale espèce de la fermentation malolactique (FML) qui est une étape essentielle participant à la stabilisation et la qualité du vin, n’ont jamais été associés à un quelconque défaut. Notre premier objectif était d'identifier le matériel génétique impliqué dans la production de polysaccharides, en termes d'évolution phylogénétique et de diversité, parmi une collection de 50 souches d’O. oeni. L'analyse bioinformatique des 50 séquences génomiques a révélé la présence de deux loci organisés en opéron et potentiellement impliqués dans la production d'hétéropolysaccharides, mais aussi la présence de gènes isolés de glycosyltransférases et glycosides hydrolases impliqués dans la synthèse d’homopolysaccharides. L’ensemble des souches analysées présentent au moins une des voies de biosynthèse des EPS, suggérant un rôle essentiel chez O. oeni. Par la suite, une approche biochimique des polysaccharides produits a été mise en place et a permis de confirmer les données génomiques. Une glycosyltransférase membranaire, jouant un rôle clé dans la production d'EPS, a été caractérisée afin de mieux comprendre le mécanisme de la synthèse EPS. Par ailleurs, l’étude physiologique des polysaccharides produits a révélé l’existence de deux phénotypes (forme libérée et capsulaire), chacun jouant un rôle dans la survie et l’adaptation de la bactérie au vin et au procédé de lyophilisation industriel, forme sous laquelle les souches commerciales sont proposées pour induire la FML. / Exopolysaccharides (EPS) of lactic acid bacteria have long ago been undesirable in wine. Indeed, β-glucan produced by certain strains of bacteria provokes wine spoilage and makes the wine commercially defective. However, the polysaccharides produced by Oenococcus oeni which is the main species to drive malolactic fermentation (MLF), an essential step for wine stabilization and quality improvement, are not to be blamed for any spoilage effect. Our first aim was to identify the genetic material implicated in polysaccharides production, in terms of phylogenetic evolution and diversity among the strains of our collection. The bioinformatic analysis of 50 O. oeni genomic sequences revealed the presence of two organized loci potentially implicated in the production of heteropolysaccharides and also the presence of isolated genes of glycosyltransferases and glycoside-hydrolases implicated in the production of homopolysaccharides. The presence of at least one biosynthetic pathways in all the strains tested shows the importance of the polysaccharides genes for Oenococcus oeni. Thereafter, we reached-up a biochemical approach of the produced polysaccharides, confirming the results of the bioinformatics research. Initially we characterized a membrane glycosyltranferase, playing a key role in the EPS production. The results allow us to better understand the mechanism of the EPS synthesis. Furthermore the physiology of the produced polysaccharides showed two possible phenotypes (liberated and capsular form) each one playing his role for the bacterial survival at his natural environment (wine) as well as at industrial level (production of malolactic starters).

Dans le vin, les amines biogènes sont essentiellement d'origine microbienne, et sont produitesnotamment par les bactéries lactiques Oenococcus oeni, principal agent responsable de lafermentation malolactique, possède de nombreuses auxotrophies vis-à-vis des acides aminés.Aucune étude n'a été menée sur la relation entre l’auxotrophie vis-à-vis d’un acide aminé et leniveau de l’amine correspondante. 80 souches de Oenococcus oeni ont été isolées de vinsrouges. Leurs auxotrophies vis-à-vis d’acides aminés précurseurs d’amines biogènes (Arg,Tyr, His et Phe) ainsi que la présence de gènes codant des enzymes impliquées dans lasynthèse des amines ont été étudiées. Aucune relation entre auxotrophie et niveau deproduction d’amines ne peut être établie pour les souches testées. La présence de gènes codantdes enzymes impliquées dans la synthèse d’amines n’est pas non plus corrélée avec laproduction effective d’amines. Nous montrons pour la première fois que Oenococcus oeni estun producteur d’agmatine. Cette production est étroitement liée à la souche bactérienne. Lasouche la plus adaptée au milieu acide est celle qui consomme le plus l’arginine et enproportions équivalentes par les 2 voies : voie de l’arginine déiminase et voie de l’argininedécarboxylase. L’effet d’une addition d’agmatine dans des vins montre une atténuation del’effet boisé du Chardonnay sans doute par formation de base de Schiff ente les composésd’arôme et cette amine / In wine biogenic amines (BA) are mainly of microbial origin, Oenococcus oeni, the mainresponsible for malolactic fermentation, has been identified as a BA producer from nitrogenprecursors. Oenococcus oeni possess numerous amino acid auxotrophies that are precursors ofbiogenic amines. No study has been done so far to look at the relationship betweenauxotrophy for amino acids precursors of BA and the level of BA in the medium. In order todo so, 80 Oenococcus oeni strains were isolated from red wines. The detection of genesencoding the different decarboxylases responsible for BA synthesis has been realised. Inparallel, the auxotrophy for the four amino acids (Arg, Tyr, His, Phe) precursors of BA hascharacterized. Our results demonstrate that there is not direct correlation between auxotrophyand the accumulation of the corresponding BA as well as between the presence ofdecarboxylase gene and the accumulation of the corresponding BA. High levels of agmatineproduced from arginine decarboxylation by Oenococcus oeni is reported for the first time.Agmatine production is strain dependant. the most adapted to acidic environment is the strainwhith use arginine in higher level with same proportion for ADI pathway and argininedecarboxylase. Agmatine addition in wines reduce woody aroma probably by formation ofsciff bases between aromla compounds and amine

The data used in this paper is an open source data, that was collected in Portugal over a three year period between 2004 and 2007. It consists of the physiochemical parameters, and the quality grade of the wines. This study focuses on assessing which variables that primarily affect the quality of a wine and how the effects of the variables interact with each other, and also compare which of the different classification methods work the best and have the highest degree of accuracy. The data is divided into red and white wine where the response variable is ordered and consists of the grades of quality for the different wines. Due to the distribution in the response variable having too few observations in some of the quality grades, a new response variable was created where several grades were pooled together so that each different grade category would have a good amount of observations. The statistical methods used are Bayesian ordered logistic regression as well as two data mining techniques which are neural networks and decision trees. The result obtained showed that for the two types of wine it is primarily the alcohol content and the amount of volatile acid that are recurring parameters which have a great influence on predicting the quality of the wines. The results also showed that among the three different methods, decision trees were the best at classifying the white wines and the neural network were the best for the red wines.

Contrairement à l’analyse ciblée des composés volatils du vin par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS), les approches par GC-MS non ciblées prennent en compte les composés connus et inconnus. Ces méthodes sont plus rapides et fournissent une représentation plus complète de la composition de l’échantillon. Bien que plusieurs approches non-ciblées aient été développées, il y a encore une forte demande d’outils automatisés pour le traitement des données, en particulier pour les données multidimensionnelles complexes telles que celles de multiples chromatogrammes GC-MS. Ce travail visait à développer deux nouvelles approches chimiométriques pour l’analyse des données GC-MS non ciblées. Ces approches prennent en considération les décalages de temps de rétention entre les échantillons et rendent inutile l’intégration des pics. Elles ont été testées avec un jeu de données GC-MS simulées et un jeu de données GC-MS réelles d’échantillons de vin. De plus, l’une des deux approches GC-MS non ciblée a été combinée à la technique d’analyse sensorielle rapide de "projective mapping". Cette méthodologie a été utilisée pour étudier l’impact de la fermentation malolactique sur des vins issus du cépage Pinotage ainsi que l’effet de l’âge de la vigne, de la turbidité du moût et de la souche de levure sur l’arôme de vins de Riesling expérimentaux. / In contrast to targeted gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) analysis of wine volatiles, non-targeted GC-MS approaches take information of known and unknown compounds into account, are faster, inherently more comprehensive and give a more holistic representation of the sample composition. Although several non-targeted approaches have been developed, there is still a great demand for automated data processing tools, especially for complex multi-way data such as chromatographic data obtained from multichannel detectors (e.g. GC-MS chromatograms of multiple samples). This work therefore aimed at the development of data processing procedures for non-targeted GC-MS analysis of volatile wine compounds. The two developed approaches use basic matrix manipulation of segmented GC-MS chromatograms and PCA or PARAFAC multi-way modelling. The approaches take retention time shifts between samples into account and avoid peak integration. A demonstration of the new fingerprinting approaches is presented using an artificial GC-MS data set and an experimental full-scan GC-MS data set obtained for a set of experimental wines. Results of the new approaches were also compared to a references method. Furthermore, the combination of one of the developed GC-MS fingerprinting approaches with the fast sensory screening technique projective mapping was exploited as a powerful approach to simultaneously study the volatile composition and the sensory characteristics of experimental wines. This methodology was used to study the impact of different malolactic fermentation scenarios on two different Pinotage wine styles and for a full factorial investigation of the impact of grape vine age, must turbidity and yeast strain on the aroma of Riesling experimental wines.

Le devenir de la filière vitivinicole a suscité de nombreux questionnements durant les années 2000 quant à l’adéquation des institutions qui la gouvernent vis-à-vis de l’évolution profonde de la demande et du changement du champ concurrentiel mondial. Cette thèse propose un cadre théorique de « méso-économie politique territorialisée » qui adhère à la méthode de l’institutionnalisme historique et est adapté à l’analyse des systèmes productifs dont le lien au territoire est particulièrement important. Fondée sur cette méthode, la thèse s’intéresse à l’articulation des niveaux macro-méso-microéconomiques, au travail politique au sein du système productif vitivinicole et aux ressources patrimoniales qui assurent sa pérennité. La mise en oeuvre de cette approche théorique a permis de reconstituer la genèse des institutions qui ont assuré la perpétuation du système productif vitivinicole français jusqu’aux années 1970, les facteurs de sa déstabilisation à la fin du XXème siècle et l’adaptation du système dans les années 2000. Ce travail porte une attention particulière à la diversité du système productif vitivinicole français composé des sous-systèmes que représentent les vignobles régionaux. Il montre la différence des trajectoires historiques de trois des principaux vignobles régionaux – Languedoc, Champagne et Bordeaux – et par conséquence la différence dans leur capacité d’adaptation aux changements de la demande et de la concurrence mondiales. Enfin, ce travail met en évidence la diversité des acteurs au sein de la filière abordée en analysant les modèles productifs des négociants de la mythique Place de Bordeaux. / The early 2000s were marked by an increasingly loud debate on the ability of French wine industry institutions to keep up with changing market demand and global competition. This thesis proposes a meso-level framework that follows the tradition of historical institutionalism. Our approach has been tailored to the analysis of production systems where the interplay between territory and sector is very important. Based on this framework, we focus on the articulation of the macro-meso- and microeconomic levels, on the political work of stakeholders in the wine industry and on the resources of patrimonial nature that ensure its persistence. The application of this methodology has made possible an analysis of the continuance of the French wine production system until the 1970s, the factors of its destabilisation at the end of the 20th century and the adaptation of the system in the 2000s. This thesis also emphasises the variety of the French wine production system, which is composed of diverse wine regions. Our analysis highlights the different historical trajectories of the three main French wine producing regions – Languedoc, Champagne and Bordeaux – and hence the difference in their capacity to adapt to the changes of demand and global competition. Finally, we highlight the diversity of actors in the industry in question by analysing the productive models of Bordeaux wine merchants.

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