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Polyphenols and volatile compounds are the main extractable compounds from oak wood that can influence wine and spirits quality. Wine quality has been extensively studied, while the spirits quality is lacking knowledge. More than 500 aromatic compounds have been detected in Cognac, but oak wood phenolic compounds and more particularly the ellagitannins have not been studied profoundly until now in this type of matrix. The extraction of these compounds is strongly impacted by cooperage processes such as wood drying and toasting during barrel manufacturing. Moreover, ageing also plays an important role in their transformation over time. Given the current lack of knowledge on the evolution of these compounds in Cognac eaux-de-vie and their organoleptic impact, the objective of this study was to explore this family of compounds in Cognac eaux-de-vie throughout ageing process, and to see the impact of cooperage processes on their content. As these compounds can undergo changes over time, their evolutionary forms were investigated, as well as their organoleptic impact on the eaux-de-vie. In order to achieve these objectives, a method for ellagitannins quantification in oak woods and eaux-de-vie by HPLC-Triple Quadrupole was developed and validated in the laboratory. UPLC-UV-Q-ToF was used for searching ellagitannin-derived spirit compounds, as well as NMR spectroscopy for structural elucidation. Sensory analysis was carried out in parallel. According to the results obtained, drying influences the ellagitannin content. The latter are affected by the geographical origin of the wood, as well as by watering process. Toasting also influences the ellagitannin content, as high toast leads to these compounds’ degradation. They are strongly extracted during the first year of ageing, and then they are transformed into new derived ellagitannin compounds. Monitoring of the compounds in the aged eaux-de-vie was carried out. Ellagitannin-derived spirit compounds were found and quantified for the first time in this matrix, but also unknown compounds were isolated, identified and quantified for the first time. The organoleptic impact of ellagitanins and their new structures was investigated., Les polyphénols et les composés volatils sont les principaux composés extractibles du bois de chêne qui peuvent influencer la qualité des vins et des spiritueux. La qualité du vin à fait l’objet de nombreuses études tandis que celle de spiritueux est peu étudiée. Plus de 500 composés aromatiques ont été détectés à Cognac, mais les composés phénoliques du bois de chêne et plus particulièrement les ellagitanins ont peu été étudiés jusqu'à présent dans ce type de matrice. L'extraction de ces composés est fortement impactée par les processus de tonnellerie tels que le séchage du bois et la chauffe lors de la fabrication de la barrique. Le vieillissement joue également un rôle important sur les transformations de ces composés au cours du temps. Au regard du manque de connaissances actuel sur l'évolution de ces composés dans les eaux-de-vie de Cognac ainsi que sur leur impact organoleptique, l’objectif de cette thèse était d'étudier cette famille de composés dans les eaux-de-vie de Cognac tout au long de l’élevage, et de voir l'impact des processus de tonnellerie sur leurs teneurs. Comme ces composés peuvent subir des modifications au cours du temps, leurs composés d'évolution ont été cherchés, ainsi que leur impact organoleptique sur les eaux-de-vie. Afin de réaliser ces objectifs, une méthode de dosage des ellagitanins dans les bois et eaux-de-vie par HPLC-Triple quadripôle a été mise en place et validée au laboratoire. L’UPLC-UV-Q-ToF a été utilisé pour la recherche de composés d’évolution des ellagitanins, ainsi que la RMN pour leur élucidation structurale. Des analyses sensorielles ont été réalisées en parallèle afin de décrire caractériser les différences sensorielles des eaux-de-vie impactées par la chauffe de la barrique. L’impact organoleptique des ellagitanins a été démontrée pour la première fois dans les spiritueux. Les résultats de cette étude ont montré que le séchage du bois influence les teneurs en ellagitanins. Ces derniers sont impactés par l’origine géographique des bois, ainsi que par l’arrosage. La chauffe influe également sur les teneurs en ellagitanins, car une chauffe forte entraine une dégradation de ces composés. Ils sont fortement extraits par les eaux-de-vie lors des premiers mois du vieillissement, puis ils se transforment pour donner des composés d’évolution des ellagitanins du bois. Un suivi des composés dans les eaux-de-vie en vieillissement a été effectué. Des composés d’évolution ont été retrouvés et quantifiés pour la première fois dans cette matrice, mais des composés inconnus ont également été isolés, identifiés et quantifiés pour la première fois. L’impact organoleptique des ellagitanins et de leurs nouvelles structures a été recherché.

During barrel aging, wines and spirits undergo organoleptic changes caused by the release of aroma and taste molecules. While the key aromatic compounds released from oak wood have been identified, the bitter and sweet molecular determinants remain largely unknown. The first objective of this work was to bring new insights on the families of molecules already identified in oak wood: lignans and coumarins. First, a significant impact of (±)-lyoniresinol on spirits bitterness has been demonstrated. Then, sensory analysis showed the contribution of six coumarins to bitter taste of wines and spirits by synergistic effect. Fraxetin was identified for the first time in all three matrices of the study. In the second part of this work, the contribution of oak wood toasting to wine sweet taste has been studied, which allowed to confirm and to interpret empirical observations. Indeed, the aim of this study was to isolate new taste-active compounds, according to two different methods. For the first one, a fractionation protocol of oak wood extracts has been established. Separation techniques coupled with gustatometry allowed the purification of eleven taste-active compounds. Their identification has been carried out by HRMS and NMR. For the second method, a targeted approach has been used following a metabolomic screening by HRMS on several eaux-de-vie of Cognac. Two new taste-active molecules have been purified. These new markers have been quantified in several oak wood extracts, wines and spirits. The influence of oenological parameters on its content has been studied., L'élevage en barriques est une étape clé de l'élaboration des vins et des eaux-de-vie, modifiant leur expression aromatique et influençant leur saveur. Si les principaux composés volatils libérés par le bois de chêne ont été identifiés, les déterminants moléculaires amers et sucrés demeurent, dans une large mesure, inconnus. Le premier axe de ce travail a consisté à apporter de nouvelles connaissances sur des familles de molécules déjà identifiées dans le bois de chêne : les lignanes et les coumarines. Une influence significative du (±)-lyonirésinol sur l’amertume des spiritueux a d’abord été démontrée. Puis, des analyses sensorielles ont mis en évidence la contribution de six coumarines à l'amertume des vins et des spiritueux via des effets de synergie. La fraxetine a été identifiée pour la première fois dans les trois matrices de l’étude. Dans un second axe, la sensation de sucrosité conférée au vin par la chauffe des douelles lors de la fabrication des barriques a été étudiée, ce qui a permis de confirmer et d’interpréter des observations empiriques. Ce travail a en effet visé à isoler de nouvelles molécules sapides, selon deux méthodologies différentes. La première a consisté à mettre en place un protocole de fractionnement d’extraits de bois de chêne, par des techniques séparatives couplées à la gustatométrie, et a permis la purification de 11 molécules sapides. Leur identification a été réalisée par HRMS et RMN. Dans un second temps, une approche ciblée a été adoptée à la suite d’un criblage métabolomique par HRMS sur plusieurs eaux-de-vie de Cognac. Deux nouveaux composés ont pu être purifiés. Ces marqueurs ont été quantifiés dans des extraits de bois de chêne, des vins et des spiritueux. L'incidence de plusieurs paramètres de tonnellerie sur leur teneur a ainsi été étudiée.

Dry wines taste balance is mainly based on bitter and sweet tastes, whose molecular determinants have been only partially explained. The first key objective was the study of the gustatory contribution of oak lignans. Nine compounds were identified in wines for the first time. (±)-lyoniresinol has been established as the bitterest and the most abundant of the isolated lignans. Its two enantiomers have been resolved, characterized by VCD and their tasting revealed that only (+)-lyoniresinol is bitter and modifies wine taste. In the second part of this work, the contribution of grapes to wine sweet taste has been studied. The combination between vinification experimentations and sensorial tools showed a gain of sweetness during a warm post-fermentative maceration as well as an influence of grape seeds on dry wine sweetness. A fractionation protocol of grape seeds macerates and wines has been established. Separation techniques coupled with gustatometry allowed the isolation of six taste active compounds. Several markers of dry wines sweetness have been identified by FTMS and NMR: the mix of two new compounds, 2-hydroxy-3-methylpentanoic-2-O-β-glucopyranoside and 2-hydroxy-4-methylpentanoic-2-O-β-glucopyranoside acids; gallic-4-O-β-glucopyranoside acid and epi-DPA-3′-O-β-glucopyranoside acid, identified for the first time in wines, ILA-Glc and astilbin. These new markers have been quantified in wines and in different parts of grape berry in order to refine their localization and to establish their gustatory contribution., L’équilibre gustatif des vins secs repose notamment sur les saveurs amère et sucrée, dont les déterminants moléculaires n’ont été que partiellement élucidés. Un premier axe a consisté en l’étude de la contribution gustative des lignanes du chêne et neuf composés ont été observés pour la première fois dans le vin. Le (±)-lyonirésinol a été établi comme le plus amer et le plus abondant des lignanes isolés. Ses deux énantiomères ont été séparés, caractérisés par VCD et leur dégustation a révélé que seul le (+)-lyonirésinol possède une amertume modifiant le goût du vin. Dans un second axe, la saveur sucrée conférée par les raisins aux vins secs a été étudiée. Des expérimentations de vinification combinées à des outils sensoriels ont montré un gain de saveur sucrée au cours de la macération post-fermentaire à chaud et un effet des pépins de raisin sur le moelleux des vins secs. La mise en place d’un protocole de fractionnement d’extrait de pépins et de vin, par des techniques séparatives couplées à la gustatométrie, a permis la purification de six composés sapides. Plusieurs marqueurs de la sucrosité des vins secs ont ainsi été identifiés par FTMS et RMN : le mélange de deux nouvelles molécules, les acides 2-hydroxy-3-méthylpentanoïque-2-O-β-glucopyranoside et 2-hydroxy-4-méthylpentanoïque-2-O-β-glucopyranoside ; l’acide gallique-4-O-β-glucopyranoside et l’acide epi-DPA-3′-O-β-glucopyranoside, identifiés pour la première fois dans les vins, ainsi que l’ILA-Glc et l’astilbine. Ces nouveaux marqueurs ont été quantifiés dans les vins ainsi que dans les différentes parties de la baie pour préciser leur localisation et établir leur contribution gustative.

It is widely accepted that alcoholic beverages quality depends on their ageing in premium quality oak wood. Oak wood selection and maturation are essential steps in the course of barrel fabrication. Given the existence of many factors involved in the choice of raw material and in natural seasoning of oak wood, it is very difficult to determine the real impact of seasoning and selection factors on oak wood composition. A sampling was done to study the evolution of oak wood chemical composition during four seasoning steps: non matured, 12 months, 18 months and 24 months. For this sampling, three selection factors were taken into account: age, grain type and the Polyphenolic Index measured by Oakscan®. Besides extractables (~10%), three polymers constitute the main part of oak wood: cellulose, hemicelluloses and lignins. These compounds may undergo hydrolysis or chemical reactions during cooperage processes, especially during heat treatment, which release some aromatic compounds or aromatic precursors having a genuine sensorial interest on wine aged in barrel or in contact with oak products. To date, no studies revealed a link between the proportions of these compounds in oak wood and the chemical and sensorial impact in wines ageing with oak wood. Our study showed that the proportions of these compounds evolved significantly during oak wood seasoning and the results highlighted the impact of selection factors. Respectively, extractables, lignins, hemicelluloses and cellulose proportions were mostly for non-matured, 12 months, 18 months and 24 seasoning months. The development of a test plan with a Merlot wine from a second oak wood sampling, using similar modalities as the previous test plan allowed the evaluation of oak wood seasoning impact on the chemical composition of a wine ageing with oak wood pieces. Results showed a lowering of 8% in ellagitannins content of wine between 12 and 24 months modalities. An impact on volatile composition in wine has also been established: furanic aldehydes were positively correlated with a long maturation time (18 and 24 months), whereas phenolic aldehydes were positively correlated with a shorter seasoning time (12 months). Our results highlighted also the impact of selection factors on wine chemical composition. Sensorial analysis on this Merlot wine led to significant differences detected by the panel between 12 and 24 seasoning modalities, but not between 18 and 24 months modalities with triangular tests. Sensorial profiles were also established to attempt to associate the differences detected to one or more descriptors. For this test, results highlighted the difficulty for the panel to make a significant difference between 12 and 24 months modalities. However they contribute to explain the differences demonstrated with triangular tests for some seasoning modalities: toasted, bitterness, astringency, roundness and sweet perception., Il est généralement admis que la qualité des vins et des eaux de vie dépend de leur vieillissement au contact du bois de chêne. La sélection du bois de chêne et sa maturation constituent des étapes essentielles dans la fabrication de barriques. Compte tenu des nombreux facteurs impliqués dans le choix de la matière première et dans la phase de séchage naturel du bois de chêne, il est très complexe de déterminer l’impact de la durée de séchage et l’incidence des facteurs de sélection combinés. Nous avons pu mettre en œuvre un plan d’essai qui nous a permis d’étudier l’évolution de la composition chimique du bois de chêne pour quatre stades de séchage : bois frais, 12 mois, 18 mois et 24 mois. Pour ce plan d’essai, l’échantillonnage a été réalisé en prenant en compte trois facteurs de sélection d’intérêt en tonnellerie : l’âge du bois, le type de grain et la classe d’Indice Polyphénolique mesurée par Oakscan®. En plus de la partie extractible (~10%), trois polymères constituent la majeure partie (~90%) du bois de chêne : la cellulose, les hémicelluloses et les lignines. Ces composés sont susceptibles de subir des hydrolyses ou des réactions chimiques au cours des différents processus de tonnellerie et notamment lors de la chauffe, libérant ainsi des composés aromatiques ou certains précurseurs aromatiques ayant un véritable intérêt sensoriel pour le vin vieilli en fût ou en contact avec du bois de chêne. Aucune étude n’a, à ce jour, montré un lien entre les proportions de ces composés dans le bois de chêne et l’impact au niveau chimique et organoleptique dans des vins élevés au contact de bois de chêne. Nous avons pu montrer que leurs proportions évoluent de façon significative au cours du séchage du bois de chêne et nos résultats soulignent l’incidence des différents facteurs de sélection. Respectivement, les proportions en composés extractibles, lignines, hémicelluloses et cellulose apparaissent majoritaires aux stades bois frais, 12 mois, 18 mois et 24 mois de séchage. La mise en place d’un plan d’essai sur un vin de Merlot à partir d’un deuxième échantillonnage de bois de chêne, selon les mêmes modalités que le plan d’essai sur bois, nous a permis d’évaluer l’impact du temps de séchage du bois sur la composition chimique d’un vin élevé au contact de morceaux de bois de chêne. Les résultats ont montré entre autres une baisse de près de 8% de teneur en ellagitanins moléculaires du vin entre les modalités 12 et 24 mois de séchage mais aussi des impacts sur les concentrations en composés volatiles du vin : les aldéhydes furaniques sont corrélés positivement à des temps de séchage longs (18 et 24 mois), tandis que les aldéhydes phénoliques le sont avec un temps de maturation plus court (12 mois). Nos résultats soulignent aussi l’influence des facteurs de sélection sur la composition chimique du vin. Sur le même vin de Merlot, la réalisation d’analyses sensorielles a mis en évidence des différences significatives perçues par notre panel entre les modalités de séchage 12 et 24 mois, tandis que les modalités 18 et 24 mois n’ont pas été distinguées lors de tests triangulaires. Des profils sensoriels ont également été établis pour tenter d’associer les différences perçues à un ou plusieurs descripteurs. Pour cette épreuve, les résultats soulignent la difficulté pour notre panel de dégustateurs de s’accorder sur l’existence d’une différence globale et significative entre les modalités 12 et 24 mois. Cependant, ils contribuent à expliquer les différences mises en évidence lors des tests triangulaires pour certaines modalités de séchage pour les descripteurs grillé/fumé, amertume, astringence, rondeur en bouche et perception sucrée.

Dans le cadre de la vente en regie, les bois sont repartis en classes de qualite et de diametre dont le croisement definit une categorie de produit. Cette information a ete utilisee pour modeliser le prix du bois de Chene. Le modele propose est compose de trois parties. La premiere partie estime la valeur des differentes categories au sein du lot. La seconde partie est une correction liee a l'heterogeneite mettant en evidence qu'un lot regroupant plusieurs categories ne peut etre considere comme la simple reunion de lots homogenes de ces categories. Enfin, la derniere partie permet une estimation de la variance, donc de la precision de l'estimation du prix a l'echelle du lot. La necessite de prendre en compte l'heterogeneite des lots nous amene a analyser les consequences de celle-ci sur les prix et a proposer une reflexion sur la constitution ideale des lots.