Une voûte 7 à 8 cm de béton projeté sur un treillis métallique assure des échanges par capillarité dans cette cave enterrée de Laguardia (Espagne). Le volume enterré à 100 m de profondeur a été défini en fonction du volume des barriques et de la dimension des futurs équipements. Des cheminées assurent la ventilation naturelle entre le rez-de-chaussée et la cave. (Doc. Philippe Mazières.)
Pour offrir des conditions idéales de conservation et d’élevage au vin, les chais sont conçus avec des matériaux exempts de contaminants et à forte inertie.
En vingt siècles, le cahier des charges d’un bon chai a peu évolué. « Les fenêtres de la cave doivent regarder au nord, car si elles étaient au midi, la chaleur ferait tourner le vin », écrivait déjà Vitruve au ier siècle avant Jésus-Christ. En effet, au-delà de l’image du projet, température, hygrométrie, « respiration » et hygiène seront toujours les quatre critères du bon fonctionnement d’un chai. Leur importance varie selon qu’il s’agit d’un chai abritant des vins en cuves, en bouteilles ou en barriques. Un projet se conçoit en partenariat avec le maître de chai et/ou un œnologue. Bien que très rigoureux, le cahier des charges peut varier selon la « personnalité » du vin. Dans le processus de vinification, chaque étape possède ses caractéristiques et nécessite des espaces spécifiques. Facteur important, l’hygiène doit absolument être prise en compte quant à l’utilisation des matériaux, leur nature, leur facilité d’entretien. Les matériaux choisis, garantis par un laboratoire, ne doivent pas émettre de produits chimiques (type solvants). Concernant l’hygiène globale du bâtiment, les matériaux « nettoyables » sont à préconiser. Toutefois, l’utilisation de carrelage dans la cuverie est délicate sauf si les joints sont en résine époxy anti-acide, facile à entretenir. La charpente ou la structure est en bois noble tel que l’acacia, le chêne ou le châtaignier. Indispensable, le renouvellement de l’air évite le développement de moisissures, des odeurs et l’accumulation de la chaleur l’été, à condition d’éviter les chocs thermiques. Il s’agit de reproduire (manuellement ou automatiquement) les courants d’air traditionnellement effectués par l’ouverture des portes, fenêtres ou autres meurtrières.
L’isolation garantit la stabilité de l’ambiance
Température et humidité sont deux facteurs d’ambiance indissociables qui doivent être respectés simultanément. L’élevage et la conservation des vins sont sensibles aux conditions des températures ; en effet, des valeurs élevées accélèrent les phénomènes biochimiques ralentis par des températures plus basses. Dans les chais à barriques, une humidité trop faible entraîne une évaporation plus importante ainsi qu’un dessèchement de ces dernières. À l’inverse, condensations et développement de moisissures seront le résultat d’une humidité trop importante. Afin d’éviter les gros écarts de température et le recours à la climatisation, le bâtiment doit être très bien isolé. Pour cela les isolants à base de chanvre, produit naturel, ou de polystyrène, produit synthétique, sont préférés à la laine de verre jugée trop volatile. La brique, bien que bonne isolante sera associée à un autre (sauf en cas de brique Monomur ou de béton cellulaire). Elle sera enduite, côté intérieur, à la chaux ou au plâtre ciré et côté extérieur à la chaux. L’utilisation du béton sera souvent associée à la réalisation de chais en souterrains. L’inertie du matériau, qui génère des phénomènes de déphasage et d’amortissement, est la principale qualité recherchée.
Le déphasage (ou effet retardateur) est le décalage dans le temps entre l’évolution de la température extérieure et de la température intérieure. L’amortissement (ou effet isolant) est le rapport de l’amplitude de la variation quotidienne de la température extérieure sur l’amplitude de la variation quotidienne de la température intérieure. De plus, les propriétés hygroscopiques d’un matériau (perméabilité à la vapeur d’eau) interviennent sur le comportement thermique et hydrique du bâtiment. « Les matériaux naturels ont souvent des propriétés hygroscopiques que n’ont pas les matériaux modernes (synthétiques ou minéraux). La pierre, le bois, le chanvre, la chaux répondent à un souci de respiration du chai, difficilement mesurable mais très souvent perçu physiquement par le viticulteur », explique Jean Michel Maron, ingénieur à la Chambre d’agriculture de Gironde (1). S’il ne contient pas d’isolant, le matériau de construction joue, selon son épaisseur, un rôle important sur le déphasage et variable sur l’amortissement. Cette influence sur le déphasage est d’autant plus importante que le matériau a une masse volumique et une chaleur massique importantes (pierre, béton).
A contrario, le matériau isolant joue un rôle important sur l’amortissement du bâtiment, et assez faible sur le déphasage. Cette influence sur l’amortissement est d’autant plus importante que le matériau a une conductivité thermique L faible (polystyrène, laine de verre, etc.). Ces deux caractéristiques permettent de définir la résistance thermique (R = e/L). Des murs bien isolés diminuent les transferts thermiques par cet élément qui peut représenter de 25 à 35 % des transferts totaux du bâtiment. Il est à noter que l’utilisation de ces isolants est parfois en contradiction avec les règles d’hygiène et de « nettoyabilité ».
L’isolation de la toiture joue énormément sur l’amortissement mais également sur le déphasage, sachant que les transferts thermiques par la toiture représentent 60 % des transferts totaux du bâtiment. La charge est également un facteur d’amortissement et d’inertie. Un local bien rempli est beaucoup plus stable en température que vide. L’isolation peut également être traitée en l’enterrant légèrement (chais semi-enterrés). Une climatisation artificielle n’a pas de raison d’être dans ce type de local, d’autant qu’elle a tendance à trop déshumidifier. Toutefois, attention, dans les caves visitables à compenser l’augmentation calorique provoquée par les visiteurs (environ 1°C).
