Une fois les fruits ou les cônes ouverts après séchage, certaines graines se détachent facilement à la suite d'un remuage manuel, de la rotation dans les séchoirs à tambour rotatif ou, dans certains séchoirs progressifs verticaux, de la chute des cônes d'un plateau sur l'autre. Toutefois, beaucoup de graines ne se détachent pas, en particulier dans le cas des techniques de séchage où les cônes restent immobiles. Il importe pourtant de les extraire le plus vite possible une fois le séchage terminé.
Dans le cas de certaines essences, un bon secouement manuel suffit pour extraire les graines restantes. Les capsules d'eucalyptus ont besoin d'être secouées vigoureusement, en particulier si elles ne sont pas complètement mûres, car l'abscission entre les graines et le placenta peut ne pas être achevée (Turnbull, 1975f). Il arrive que l'on ne recueille que la seule balle lorsqu'on ne secoue pas les capsules encore vertes de façon appropriée. Les graines fécondes sont généralement attachées au placenta près du fond de la loge, de sorte qu'après dissémination de la balle, un examen superficiel peut laisser croire que les capsules encore vertes sont vides.
Il est possible d'extraire les graines en secouant les cônes dans des tamis à grosses mailles, mais certaines essences nécessitent des traitements plus énergiques. Les plus répandus sont le culbutage pour les conifères et le battage pour les feuillus.
Une culbuteuse consiste en un récipient ou tambour de section rectangulaire ou arrondie, tournant horizontalement sur son grand axe (Stein et col., 1974). Lorsqu'elle tourne, les cônes culbutent; des chicanes disposées à l'intérieur du tambour accentuent souvent le secouement et le culbutage. Les graines détachées des cônes ouverts passent à travers le solide treillis métallique dont sont faits les côtés de la culbuteuse et tombent dans une trémie ou des plateaux, ou encore sur un tapis roulant.
Les culbuteuses sont actionnées à la main ou mécaniquement, selon l'ampleur de la tâche. Certains tambours se ferment aux deux extrémités et doivent être vidés et remplis de nouveau à la fin de chaque cycle de culbutage (Morandini, 1962). Les appareils plus modernes, dotés d'un cylindre incliné ouvert aux deux extrémités, permettent un fonctionnement continu. Le chargement a lieu à une extrémité et les cônes progressent lentement en tournant vers l'autre extrémité, où a lieu leur déchargement. La vitesse de rotation et l'inclinaison varient selon les essences. La vitesse de rotation influe sur l'intensité du roulement et du culbutage, alors que l'inclinaison détermine la durée du passage des cônes dans la machine (Turnbull, 1975c). Il existe des culbuteuses de petit format faciles à transporter. Fisher et Widmoyer (1977) décrivent une petite culbuteuse d'une contenance de 18 litres de cônes, fabriquée à partir d'une machine à laver modifiée.
Au Zimbabwe, on utilise une culbuteuse à tambour actionnée à la main de 2, 43 m de long, qui est alimentée en cônes par une goulotte partant de l'étage supérieur. La construction du local de culbutage sur un terrain en pente permet de transporter aisément les cônes jusqu' à cet étage (Seward, 1980). Le tambour peut contenir un sac de cônes, et il faut une minute pour procéder à leur culbutage et recharger le tambour. Les graines passent à travers les mailles de 18 mm du tambour et tombent dans un plateau de récupération placé au-dessous; quant aux cônes vides, ils sont déchargés dans un chariot.
Il est indispensable de réduire au minimum le délai entre le séchage et le culbutage, car les cônes ouverts exposés à un air froid et humide peuvent se refermer très rapidement (Morandini, 1962). S'il est impossible de procéder au culbutage juste après le séchage, il convient alors d'entreposer temporairement les cônes ouverts dans un endroit chaud et sec. La durée du culbutage dépend de l'essence et de l'état du lot de cônes traité. Les graines de certaines essences, telles que Larix decidua et Picea abies, sont souvent attachées solidement au cône, et il faut de longues périodes de culbutage pour les en extraire (Aldhous, 1972). En ce cas, il est parfois nécessaire d'avoir recours à des machines spéciales, comme de grandes machines à peler les pommes de terre ou des culbuteuses munies de lames de scie. Il est aussi possible de remouiller les cônes et de les faire sécher de nouveau, afin d'obtenir une ouverture plus complète de leurs écailles. D'après Haverbeke (1976), une fois le premier culbutage de Pinus sylvestris achevé, on a obtenu de bons résultats en faisant tremper les cônes dans des cuvettes contenant de l'eau à 30 °C pendant une demi-heure environ, jusqu'à ce que les cônes se ramollissent et commencent à se refermer, puis en les faisant sécher avec soin à l'air, jusqu' à ce que les écailles s'ouvrent de nouveau. Le rendement en semences du deuxième culbutage représentait en moyenne 36 pour cent de celui du premier. Les résultats différaient considérablement selon la provenance et variaient de 18 pour cent dans le cas d'une origine écossaise à 84 pour cent dans le cas d'une origine espagnole. Le rendement additionnel que procure un second culbutage justifie pleinement les dépenses supplémentaires engagées s'il s'agit d'extraire des semences rares et de grande valeur, comme celles obtenues par pollinisation contrôlée.
Une trop grande vitesse de rotation ou un remplissage excessif du tambour peuvent facilement endommager les semences. Il convient d'adapter la vitesse de rotation et la durée du traitement aux caractéristiques des cônes et des graines des essences manipulées. Il vaut mieux laisser quelques graines dans les cônes plutôt que de dépenser de l'argent à extraire des graines dont la plupart seront sérieusement endommagées (Morandini, 1962).
L'extraction des graines des fruits secs de nombreuses essences de feuillus s'effectue par battage. Dans le cas d'essences comme Cercis, Catalpa, Robinia et Liriodendron, l'extraction des graines s'accomplit facilement en étalant les fruits sur une plate-forme, parfois sur une natte de paille ou sur un autre support convenable, et de les battre avec un fléau ou une perche mince. Si les quantités à extraire sont plus importantes, il est possible d'adapter les batteuses mécaniques utilisées en agriculture au traitement des fruits en modifiant l'intervalle entre les broyeurs. Au Chili, les gousses de Prosopis tamarugo sont broyées dans un concasseur réglé à 4 mm, puis les graines sont récupérées par tamisage et flottation du produit concassé (Habit et col., 1981). Aux Etats-Unis, on a utilisé une décortiqueuse de céréales modifiée pour battre des gousses de Prosopis. La machine, décrite dans Ffolliot et Thames (1983), assure le battage de 36 litres de gousses en une heure et demie, alors que le battage de cette même quantité de gousses à la main prendrait 160 heures. Aux Philippines, les fruits qui ne libèrent pas facilement leurs graines sont mis dans un sac, puis battus. La séparation s'effectue à l'aide de tamis. Quelle que soit la grosseur des graines, on utilise un tamis à maille plus grande qu'elles pour les séparer des morceaux de fruits et des grosses impuretés et un tamis à maille plus petite qu'elles, qui les retient et laisse passer les fines impuretés (Seeber et Agpaoa, 1976).
Dans l'Etat de Sabah, les semences d'Acacia mangium, après séchage, sont séparées des gousses par rotation pendant 10 à 15 minutes dans une bétonnière avec des blocs de bois de 10 × 10 × 15 cm (Bowen et Eusebio, 1981b). On utilise également une bétonnière dans le cas des gousses d'Albizzia falcataria; toutefois, comme les graines de cette essence se détachent plus facilement des gousses, il n'est pas nécessaire d'ajouter de blocs de bois (Bowen et Eusebio, 1981a). Doran et col. (1983) décrivent plusieurs sortes de batteuses mécaniques qui conviennent pour le battage des gousses d'acacia, dont un modèle à main de batteuse conique à ressort, un tambour rotatif, une batteuse à fléaux et une batteuse à tambour muni de doigts. Beaucoup d'acacias dégagent une poussière très irritante pendant le battage, ce qui oblige les ouvriers à porter un équipement de protection.
Il est parfois nécessaire d'avoir recours à des méthodes plus brutales, telles que le concassage des fruits avec un pilon en bois ou le battage dans un broyeur à marteaux. On a même mis au point des machines spéciales pour certaines essences; c'est ainsi le cas de la décortiqueuse de Juglans (Churchwell, 1964). Les broyeurs à marteaux comportent une trémie de chargement à capuchon, une chambre centrale contenant une série de marteaux tournant autour d'un axe central et des tamis de sortie amovibles de différentes mailles (Stein et col., 1974). Le tamis de sortie doit avoir des orifices assez gros pour laisser passer les semences sans dommage. On alimente le broyeur sans interruption pendant la séparation. Il faut veiller à faire tourner le broyeur à marteaux à des vitesses relativement faibles - 250 à 800 tours par minute - pour éviter d'endommager les semences. Le séparateur Dybvig s'accommode aussi bien des fruits secs que des fruits charnus.
Il est parfois difficile d'extraire les semences de certaines essences, même après les opérations classiques de séchage et de culbutage ou de battage. Aux Philippines, il faut se servir d'une machette ou d'un couteau pour ouvrir les gousses dures indéhiscentes de légumineuses telles que Delonix regia, Pithecellobium saman, Cassia fistula, Cassia javanica et Parkia javanica, et l'on extrait les graines une par une (Seeber et Agpaoa, 1976). Les gousses de Pithecellobium saman sont sucrées et les termites s'en délectent; si on les met en tas à l'ombre, il ne reste bientôt plus que les graines parfaitement nettoyées.
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| 6.12 Modèle à main du “Resilient Tapered Thresher” (batteuse conique à ressort) fabriqué par Alf. Hannaford & Co. Ltd., Woodville, Australie méridionale, et utilisé pour les acacias des zones sèches (FAO/Division of Forest Research, CSIRO, Canberra). |  |
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| 6.13 Batteuse CSIRO à fléaux de 15 cm: (A) alimentation de la batteuse; (B) vue générale montrant le matériel battu prêt pour le nettoyage; (C) vue des éléments essentiels (FAO/Division of Forest Research, CSIRO, Canberra). | |
6.14 Bétonnière servant à éliminer les ailes (Centre des semences forestières de la DANIDA).
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| 6.16 Liriodendron tulipifera avant et après désailage. L'amélioration est plus facile après cette opération (USDA Forest Service). | |
| 6.15 Appareil à désailer Missoula pour les petits lots de semences (USDA Forest Service). |
Goor et Barney (1976) recommandent de laisser les graines de Cedrus dans les cônes pendant l'entreposage, car les graines extraites perdent rapidement leur viabilité. Au sortir de l'entreposage, les cônes doivent être trempés dans l'eau, afin de faciliter l'extraction. Après traitement, on peut aisément les casser à la main et en extraire les graines destinées au semis immédiat.
Il faut parfois un traitement spécial pour provoquer l'ouverture des cônes sérotinaux d'essences telles que Pinus brutia, P. halepensis, P. contorta et P. radiata. On a parfois obtenu de bons résultats en les plongeant dans l'eau bouillante pendant 10 à 120 secondes (et même jusqu'à 10 minutes dans le cas de certains lots de semences particulièrement réfractaires), puis en les faisant sécher à très haute température (75 à 80 °C). Cette forte chaleur permet en effet de faire fondre la résine qui maintient les écailles chevauchantes collées entre elles (Stein et col., 1974; Krugman et Jenkinson, 1974).
Il est aussi parfois nécessaire d'appliquer un traitement spécial aux cônes encore verts. On a ainsi constaté que les cônes verts de Pinus merkusii provenant de Zambales (Philippines), après trempage pendant 48 heures puis séchage pendant 80 heures à une température initiale de 30 °C et à une température finale de 50 °C, ne libéraient que 7 pour cent des graines qu'ils contenaient, alors qu'ils en libéraient 79 pour cent si le cycle de trempage et de séchage était répété cinq ou six fois (Gordon et col., 1972). Un tel traitement, d'une durée totale de quatre à cinq semaines, serait pourtant peu rentable dans la pratique. Il vaut mieux récolter uniquement les cônes mûrs, qui libèrent 91 pour cent de leurs graines en un seul cycle.
Une fois les graines extraites des fruits, il faut encore leur faire subir un certain nombre de traitements avant d'être en mesure de les entreposer. Ainsi, il est indispensable de séparer les graines saines des graines vides et non viables ainsi que des fragments inertes de fruits et de débarrasser de leurs ailes les semences ailées de certaines essences (mais pas de toutes). Si les semences doivent être entreposées, il faut contrôler leur teneur en eau et, au besoin, la modifier. Si l'on désire obtenir une croissance uniforme du matériel de reproduction en pépinière, il faut en outre trier les semences selon leur taille.
Le matériel inerte prend inutilement de la place pendant l'entreposage et le transport et peut être à l'origine de la densité irrégulière des planches de semis en pépinière. Il risque en outre davantage d'introduire des ravageurs ou des maladies que les semences elles-mêmes; ainsi, les spores de la “chute des aiguilles” sont véhiculées par les morceaux d'aiguilles plutôt que par les graines. Le nettoyage à un haut degré de pureté est facile pour certaines essences, mais beaucoup plus difficile pour d'autres. Il n'est pas souhaitable de nettoyer les semences de certaines essences à un degré de pureté excédant un pourcentage donné; au-delà, on risque d'éliminer une quantité croissante de bonnes graines avec les impuretés (Goor et Barney, 1976). De plus, ce surcroît de nettoyage prend du temps et coûte cher. D'après Morandini (1962), il ne faut pas nettoyer les semences de Larix à un degré de pureté supérieur à 65 pour cent, car un nettoyage plus poussé entraîne une perte sévère de bonnes graines. Cela s'explique par le fait qu'en raison de la grande épaisseur du tégument par rapport à la dimension totale de la graine, les graines vides sont presque aussi lourdes que les graines pleines. Dans le cas de beaucoup d'essences d'eucalyptus, et notamment des sous-genres Monocalyptus et Idiogenes, il est difficile de séparer les graines fécondes de la balle libérée en même temps par les capsules. Les graines viables ont souvent une taille, une forme et une couleur très semblables à celles des particules de balle, et le rapport pondéral de ces particules aux graines viables varie d'ordinaire de 5 : 1 à 30 : 1 (Grose et Zimmer, 1958; Boland et col., 1980). En conséquence, les lots commerciaux de semences d'eucalyptus sont débarrassés des feuilles, des brindilles et des autres gros fragments, mais le reste des “graines” est constitué d'un mélange de balle et de graines; cette façon de procéder a l'assentiment de l'acheteur et du vendeur. Pour peu que les lots de semences soient accompagnés des résultats des essais indiquant le nombre de graines viables par unité de poids du mélange, l'utilisateur ne verra pas trop d'inconvénients à ce qu'ils contiennent une certaine quantité d'impuretés. Il faut donc faire preuve de retenue lors du nettoyage des semences destinées à un usage courant. Il est cependant nécessaire de nettoyer les semences si l'on emploie des techniques particulières (enrobage, semis de précision, etc.). Il est également indispensable de procéder à un nettoyage répété jusqu'à obtention d'un degré très élevé de pureté lorsque les semences sont destinées à des travaux de recherche portant sur la germination ou d'autres caractéristiques.
Beaucoup d'arbres forestiers ont des graines ou des fruits ailés, et presque toutes les semences de conifères sont munies d'une aile, qui peut être longue et dure, mais aussi très courte et molle (Morandini, 1962; Turnbull, 1975c). Afin de faciliter le traitement et le semis en pépinière des semences, on enlève généralement cette aile lorsqu'elle est plus grande que la graine (ou le fruit).
Chez plusieurs genres de conifères, comme Thuja, Chamaecyparis ou Cupressus, les ailes sont petites ou difficiles à enlever; chez quelques genres comme Libocedrus, il est impossible d'enlever les ailes sans porter atteinte à la viabilité des graines (Stein et col., 1974). Si beaucoup de fruits ailés de feuillus tels que Casuarina, Betula ou Ulmus sont entreposés et semés tels quels, il est cependant possible de casser les ailes plus grandes des fruits de Swietenia, par exemple (Robbins, 1982b).
Lorsque les semences sont en quantités limitées, on peut enlever les ailes à la main; on peut ainsi frotter les graines entre les mains ou contre un tamis ou une surface rugueuse, les malaxer après les avoir mises dans un sac de toile, ou enfin, après les avoir placées entre deux morceaux de tissu ou dans un sac de toile sur une surface en caoutchouc, les écraser légèrement avec un rouleau (Stein et col., 1974; Turnbull, 1975c). Pour de grandes quantités, on a habituellement recours au désailage mécanique.
Les machines à désailer vont des modèles actionnés à la main aux grandes machines semi-automatiques fonctionnant en continu. On utilise fréquemment des mélangeurs de grain et des bétonnières. Le désailage mécanique, s'il est fait sans précaution, peut endommager les semences par écrasement, fendillement ou abrasion (Kamra, 1967; Wang, 1973).
La plupart des machines à désailer sont des dispositifs rotatifs munis de brosses ou de tampons qui pressent les graines contre la paroi d'un cylindre, ou encore de protubérances ou de tampons qui forcent les graines à passer à travers d'étroites ouvertures tout en retenant les ailes. Un jeu trop petit entre les brosses ou les protubérances peut provoquer l'endommagement des graines (Morandini, 1962). Lowman et Casavan (1978) décrivent une machine à désailer facile à nettoyer et spécialement destinée au traitement des petits lots de semences d'un poids inférieur à 5 kg. Elle consiste essentiellement en un cylindre garni de caoutchouc et en un arbre central muni de pales en caoutchouc pure gomme. Il est possible de régler l'inclinaison de sorte que les graines et les ailes puissent sortir de la machine sous l'effet de la pesanteur.
Nartov et col. (1979) décrivent une machine utilisée en U.R.S.S., qui permet à la fois d'éliminer les ailes et de nettoyer les graines. Elle est transportable et pèse 50 à 70 kg. Une trémie et une vis d'alimentation amènent les graines dans le dispositif de désailage, qui est muni de pales batteuses de type brosse. Un ventilateur élimine les ailes et les particules légères, pendant que les particules plus lourdes et les graines tombent sur une série de tamis inclinés de mailles variées. Les graines propres tombent ensuite dans différents récipients selon leur grosseur.
L'humidification avant désailage peut contribuer à limiter l'endommagement mécanique. Wang (1973) décrit une méthode employée au Canada, qui permet d'enlever sans dommage les ailes des graines de conifères. Elle consiste à mouiller les graines et à les laisser tremper dans l'eau pendant 20 à 30 minutes avant de les remuer avec une brosse douce ou une éponge dans une bétonnière en rotation. Isaacs (1972) utilise un principe similaire pour enlever les ailes des semences de pins. Les graines, au préalable humidifiées à raison d'environ 2 litres d'eau pour 45 kg de graines, sont mises dans une grande cuve, où des tubes à mouvement lent les remuent doucement. Les ailes absorbent l'humidité et se détachent des graines. Au Honduras, on utilise une petite bétonnière ou un tambour rotatif pour détacher les ailes de Pinus caribaea et de P. oocarpa après humidification. Le tambour doit avoir une contenance au moins deux fois supérieure à la quantité de semences à traiter et doit tourner à raison d'environ un tour toutes les deux à trois secondes (Robbins, 1983a, b). Les graines ailées sont placées à sec dans le tambour en rotation pendant 15 minutes; on les arrose alors lentement d'eau aussi régulièrement que possible sans arrêter le tambour, à raison d'environ l litre d'eau pour 50 litres de semences. On les laisse ensuite tourner dans le tambour pendant 45 minutes, puis on vide le mélange obtenu dans un plateau doté d'un fond de gaze et l'on sépare les graines des ailes. Cette technique est aussi fréquemment employée en Suède. Lors de ce traitement, les graines absorbent de l'eau, et il faut donc les faire sécher afin de leur redonner une teneur en eau acceptable.
La grosseur, la forme, la densité, la couleur et la texture superficielle sont les principales caractéristiques qui permettent de distinguer les graines saines des matières inertes, et notamment des graines stériles et des graines vides. Ce travail de différenciation est plus ou moins aisé selon (1) le degré de différence entre les graines saines et la matière dont il faut les séparer et (2) le degré d'uniformité entre les graines elles-mêmes (Turnbull, 1975c). La couleur, la grosseur et la forme sont des critères utiles pour la séparation visuelle, alors que la plupart des machines à nettoyer les semences opèrent un tri en fonction de la grosseur et de la densité. Les méthodes de criblage opèrent un tri en fonction de la grosseur ou du diamètre des graines ou des particules; la séparation centrifuge dans un cylindre indenté, en fonction de la longueur des particules; les méthodes de flottation dans un liquide et de ventage ou de vannage, en fonction de la densité; et enfin les méthodes de nettoyage par friction, en fonction des différences de texture superficielle. Les machines à nettoyer modernes combinent souvent plusieurs méthodes, de manière à rendre l'opération plus efficace et plus rapide. Toutefois, c'est la nature et la quantité des semences à traiter qui déterminent si le nettoyage doit s'effectuer à la main, à l'aide d'un équipement improvisé ou au moyen de machines spécialisées. L'exposé des diverses méthodes de nettoyage et de calibrage présenté ci-après s'inspire de Turnbull (1975c).
Dans la plupart des cas, ce procédé utilise un certain nombre de tamis dotés de perforations de grosseurs différentes et consiste en un tamisage graduel de particules de plus en plus fines. La grosseur des perforations n'est pas le seul facteur qui détermine la qualité et la quantité des semences nettoyées; parmi les autres facteurs importants figurent la précision des perforations, l'angle d'inclinaison des tamis, l'amplitude et la vitesse du mouvement des tamis et la qualité du nettoyage et de l'entretien du matériel.
Les tamis ou les cribles peuvent être constitués d'une plaque perforée plate ou d'un treillis métallique; il arrive même qu'ils soient tridimensionnels, comme les tamis en entonnoir. On peut se servir de tamis à main pour nettoyer de petits échantillons, mais on utilise généralement une série de cribles à secousses pour procéder à un nettoyage à grande échelle.
Au Brésil, on utilise avec succès des tamis à maille d'environ 12,5 cm pour séparer la balle des semences d'Eucalyptus grandis; ces tamis retiennent 84 pour cent des bonnes graines et éliminent 89 pour cent de la balle (Cavalcanti et Gurgel, 1973).
Le criblage est une technique de séparation des semences en fonction de leur diamètre. Les tamis ne permettent cependant pas de procéder à un fractionnement en fonction de la longueur, ce que permet par contre un cylindre indenté. Cette machine, qui sert à séparer les bonnes graines des, impuretés, est aussi employée en agriculture pour trier les mélanges de semences et peut aussi servir au calibrage des graines.
Le dispositif consiste en un tambour rotatif horizontal légèrement incliné et en un bac de triage amovible. La surface intérieure comporte de petites indentations hémisphériques rapprochées. Les petites particules sont expulsées dans les indentations par la force centrifuge et peuvent être récupérées. Les grosses particules s'écoulent au centre du tambour sous l'effet de la pesanteur. Selon la nature des impuretés, les semences peuvent être triées par l'intermédiaire des indentations ou par récupération à la sortie du tambour.
Le nettoyage par ventage est une technique très importante et largement utilisée. Elle est fondée sur le principe voulant que tout objet peut flotter dans un courant d'air de vitesse suffisante.
La séparation au moyen d'un courant d'air repose sur trois comportements possibles des particules: elles peuvent tomber, flotter ou s'élever. Ce comportement dépend de leur poids, de leur résistance à la circulation de l'air (c'est-à-dire de leur volume et de leur forme) et de la vitesse à laquelle l'air se déplace.
L'opération de ventage est souvent connue sous le nom de “vannage”. Sous sa forme la plus simple, elle consiste à lancer les graines en l'air par un jour de vent. Les diverses fractions se séparent et l'on récupère celles qu'on désire conserver. A l'intérieur, on peut remplacer le vent par le courant d'air produit par un ventilateur.
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| 6.17 Souffleurs à semences de laboratoire fonctionnant à l'electricité: (A) South Dakota Blower (Division of Forest Research, CSIRO, Canberra; photographie de Allan G. Edwards); (B) Barnes Tree Seed Separator (International Reforestation Suppliers). | |
6.18 Nettoyeuse de semences de fabrication locale utilisée au Zimbabwe: (A) vue intérieure du cône protecteur muni de déflecteurs; (B) en service, vue du réceptacle compartimenté (Forestry Commission, Zimbabwe).
Le vannage à la main a été employé avec succès en Thaïlande pour séparer les bonnes graines des graines vides de Pinus kesiya (Bryndum, 1975). Le tri initial est complété par un second vannage de la fraction rejetée. Des essais d'incision ont montré que la proportion de bonnes graines, qui s'établissait à 82 pour cent à l'origine, s'élevait à 98 pour cent dans la fraction améliorée, alors que la fraction rejetée (correspondant à quelque 10 pour cent du volume total) ne contenait que 18 pour cent de bonnes graines, soit environ 2 pour cent de l'ensemble des bonnes graines du lot de semences. Il fallait 8 minutes pour vanner 1 kg. La perte des bonnes semences les plus petites et les plus légères au cours du processus de séparation ne tire généralement pas à conséquence, puisque ces graines germent d'ordinaire lentement et qu'elles manquent de vigueur.
La fabrication de vanneuses simples ne soulève pas de difficultés, et Yim (1973) décrit un de ces appareils entièrement fait avec des éléments en bois et qu'on utilise en Corée. Les souffleurs de laboratoire sont soit de type pneumatique - un ventilateur placé près de l'entrée d'air pousse l'air dans le système - soit de type aspirateur - un ventilateur placé près de la sortie d'air aspire l'air hors du système, créant ainsi un vide partiel. On peut se procurer de petits souffleurs de laboratoire tels que la nettoyeuse “Brabant” et l'aspirateur “Kamas”.
Un autre souffleur à semences d'usage répandu est le South Dakota Blower. Cette machine s'inspire du principe selon lequel un échantillon de semences, lorsqu'il est mis en suspension dans un courant d'air ascendant d'une vitesse donnée, se divise en une fraction légère qui est entraînée vers le haut et en une fraction lourde qui retombe. Ces deux fractions peuvent être récupérées indépendamment l'une de l'autre. Il est en outre possible de réduire davantage l'hétérogénéité de la fraction lourde en la soumettant à un deuxième ventage plus énergique. Cela permet d'obtenir une fraction légère, une fraction moyenne et une fraction lourde. Dans le South Dakota Blower, le dispositif de ventilation consiste essentiellement en une soufflerie centrifuge, dont la sortie est reliée à l'extrémité inférieure d'un tube vertical de quelques centimètres de diamètre intérieur et d'environ 50 cm de long. L'échantillon est placé sur une fine gaze métallique en bas du tube. Un clapet incorporé permet de régler le courant d'air à la vitesse considérée comme optimale pour l'essence traitée. Les particules légères sont propulsées vers le haut et retenues par des chicanes placées dans le haut du tube, alors que les particules plus lourdes restent dans le fond.
Edwards (1979) décrit un souffleur plus perfectionné, mis au point au Canada. Il consiste en quatre tubes de plexiglas de différents diamètres, dans lesquels l'air circule donc à des vitesses diverses. En choisissant la combinaison de tubes appropriée, il est ainsi possible d'utiliser cette machine pour séparer les semences de la balle, ou encore les semences viables des semences vaines. Elle donne de bons résultats avec les grosses semences, par exemple d'Abies amabilis, mais pas avec les semences légères et très petites, comme celles de Betula ou de Chamaecyparis.
Au Zimbabwe, on a mis au point une nettoyeuse maison en ajustant un cône en aluminium muni de déflecteurs internes sur un ventilateur domestique à vitesse constante (Seward, 1980). Les semences sont projetées par l'extrémité étroite du cône dans un réceptacle compartimenté; les graines pleines tombent dans le compartiment le plus proche et les graines vides ainsi que les impuretés plus légères, dans les compartiments suivants. Dans les îles Salomon, on s'est servi d'une vanneuse semblable de conception locale, qui elle aussi utilise le courant d'air produit par un ventilateur électrique, pour éliminer les débris et les graines vides des lots de semences sèches de Swietenia macrophylla et de Campnosperma brevipetiolata (Chaplin, 1984).
Beaucoup de nettoyeuses de semences fonctionnent à la fois par vannage et par criblage. Un crible à grosse maille élimine d'abord les débris les plus gros, puis un tamis à maille plus petite retient les semences et laisse passer les particules fines; ensuite, la fraction des semences passe à travers un courant d'air transversal ou presque vertical produit par un ventilateur, ce qui a pour effet d'éliminer la balle et les graines vides. Les vanneuses-cribleuses, ou tarares, sont des machines essentielles des installations de nettoyage des semences. Ces tarares vont du petit modèle à deux tamis au modèle de précision moderne, qui comporte plusieurs cribles supérieurs et inférieurs et effectue jusqu'à trois vannages par opération.
Le nettoyage par flottation repose sur le principe voulant que la densité des semences d'une espèce donnée varie selon que ces semences sont pleines ou vides.
On distingue deux méthodes principales:
La méthode de la densité, qui utilise des liquides dont la densité est intermédiaire entre celles des graines vides et des graines pleines. La densité des liquides utilisés est en général inférieure à 1,0, de sorte que les graines pleines coulent et que les graines vides et les débris légers flottent.
La méthode de l'absorption, qui consiste à plonger l'ensemble des semences dans l'eau. Quoiqu'au début toutes les semences flottent, les graines pleines, qui sont en mesure d'absorber de l'eau et donc de s'alourdir, finissent par couler. Le temps de trempage peut varier de quelques minutes à plusieurs heures. Cette méthode est précieuse lorsqu'il existe très peu de différences entre les densités des graines pleines et des graines vides. Elle oblige toutefois à faire sécher de nouveau les semences après triage.
Les techniques de flottation permettent de séparer les graines gâtées par les insectes, endommagées mécaniquement ou encore vertes des graines mûres pleines. La méthode de la densité est applicable uniquement si l'on dispose d'un liquide de densité convenable qui ne soit pas nocif pour les semences. L'application de cette méthode et les problèmes rencontrés sont examinés par Simak (1973); on peut trouver les résultats de cette étude ainsi que l'exposé d'une méthode - mise au point par le même auteur - qui permet de séparer les graines pleines viables des graines pleines vaines en introduisant une forme de prégermination aux pages 232–235.
Si beaucoup de débris peuvent être éliminés par vannage et criblage, il est cependant difficile d'enlever les fragments de feuilles, les particules de résine et les autres débris qui ont une dimension et une densité semblables à celles des semences.
Le nettoyage par friction repose sur le principe selon lequel tout objet tombant ou glissant sur une surface subit un certain frottement. Le mouvement de la particule est proportionnel à son poids et à un coefficient de friction qui dépend de la nature de sa surface et de la surface sur laquelle elle se meut. Le tri entre les semences et les débris s'effectue sur une courroie inclinée en toile ou en caoutchouc, selon le principe voulant que l'angle nécessaire à la mise en mouvement des semences diffère de l'angle nécessaire à la mise en mouvement des débris. Une courroie avançant de façon continue vers le haut amène les semences à descendre sous l'effet de la pesanteur, et les débris plus légers à monter sous l'effet du frottement.
Hergert et col. (1971) décrivent une machine à friction permettant le nettoyage de petites quantités de semences forestières.
Cette méthode est fondée sur une combinaison des caractéristiques pondérales et superficielles des particules à trier. Elle est de plus en plus employée pour le triage et le calibrage des semences forestières.
Le séparateur à gravité exploite un principe de flottation. Un mélange de semences est répandu à l'extrémité inférieure d'une table perforée inclinée. L'air, propulsé à travers la surface poreuse du plateau et le lit de semences par un ventilateur, stratifie les semences en différentes couches selon leur densité, les semences et les particules de matière inerte les plus légères se rassemblant dans la couche supérieure et les plus lourdes, dans la couche inférieure. Une oscillation de la table amène les semences à se mouvoir à des degrés divers sur le plateau; les graines les plus légères flottent vers le bas sous l'effet de la pesanteur et se déversent à l'extrémité inférieure de la table, alors que les graines les plus lourdes gravissent la pente en raison de leur contact avec le plateau oscillant et se déversent à l'extrémité supérieure.
On a essayé de recouvrir le plateau de toile de lin, de plastique et de treillis métallique afin de répartir uniformément l'air au-dessous des semences et d'exercer une poussée correcte sur les graines les plus lourdes, qui sont au contact direct du plateau. Dans le cas des petites graines, ce sont les tissus serrés, tels que la toile de lin, qui donnent les meilleurs résultats. Sur les séparateurs à gravité modernes, il est possible de contrôler la vitesse d'alimentation, l'inclinaison de la table dans deux directions, la fréquence d'oscillation ainsi que la force de l'air; en ce qui concerne ce dernier paramètre, le contrôle s'effectue de façon différentielle en divers points du plateau. Grâce à la combinaison de ces différents contrôles, on peut adapter l'appareil à la manipulation d'un grand nombre d'essences et de lots de semences (Thomas, 1978).
Le séparateur à gravité permet de séparer les particules de même densité mais de grosseur différente, ou de même grosseur mais de densité différente. Par contre, il ne permet pas de séparer efficacement des particules qui n'ont ni la même taille, ni la même densité, par exemple des grosses particules de faible densité et des petites particules très denses. On a constaté qu'il convenait parfaitement à l'élimination de la balle de certaines semences d'eucalyptus et au calibrage des semences de pins (Guldager, 1973). Alors que le degré de pureté des semences non nettoyées d'Eucalyptus grandis est d'environ 10 pour cent, il s'établit à 95 pour cent avec 95 pour cent de germination après traitement au séparateur à gravité.
Un certain nombre d'autres méthodes de nettoyage des semences ont été employées à titre expérimental, mais ne sont pas encore très répandues à l'échelle de l'exploitation. Il s'agit, entre autres, du nettoyage par séparateurs électroniques et électrostatiques, séparateurs magnétiques, séparateurs électroniques de couleurs et tables à secousses, qui séparent les semences selon leur angle de rebond contre des parois fixes. Ces méthodes sont décrites par Klein et col. (1961) et Oomen (1969).
Il est possible de débarrasser efficacement les semences d'Ochroma de leur bourre en plaçant la masse non nettoyée sur un tamis métallique de 0,3 mm de maille et en mettant le feu à la bourre (Goor et Barney, 1976). Le feu se propage et les semences tombent à travers les mailles du tamis. On obtient de bons résultats lorsqu'on fait tomber les semences dans une cuvette d'eau. L'huile inflammable contenue dans la bourre brûle en dégageant une chaleur intense, et les expériences réalisées au Honduras ont montré qu'il était indispensable de bien étaler la bourre en couche mince pour éviter d'endommager les graines (Robbins, 1982b). On a aussi essayé d'employer cette méthode pour débarrasser les semences de Populus de leur bourre, mais on a constaté qu'elle endommageait plus de 50 pour cent des graines de ce genre.
Les graines de Prosopis sont souvent enrobées dans une matrice gommeuse à l'intérieur des gousses. Pour obtenir des semences propres, on peut procéder de la façon suivante: (1) on enlève un côte de la gousse à l'aide d'un couteau; (2) on fait tremper le contenu de la gousse dans une solution normale a 10 pour cent d'acide chlorhydrique pendant 24 heures; (3) on lave à l'eau pendant une heure et on fait sécher directement au soleil; et (4) on bat ou l'on pile la masse séchée afin de séparer les semences propres de l'enveloppe gommeuse. Cette méthode a été employée avec succès en Inde, où elle a permis d'obtenir des semences propres avec un taux de germination de 65 pour cent en 12 jours (Vasavada et Lakhani, 1973).
Les dimensions des semences d'une même espèce varient sous l'effet des conditions d'environnement pendant le développement de la graine et de la variabilité génétique normale. Le développement des semences immédiatement après germination est directement en rapport avec leur taille, et il est donc souvent profitable de calibrer les semences afin d'obtenir en pépinière des plants qui lèvent et se développent de façon uniforme. Le calibrage facilite aussi souvent le semis mécanique des semences. Il y a toutefois lieu d'être prudent dans le cas des semences récoltées dans des vergers à graines dotés d'un nombre restreint de clones. Comme les variations de grosseur et de forme des semences est en partie d'origine génétique, le calibrage des graines provenant de ces vergers peut conduire à une différenciation génétique excessive et à une perte de diversité génétique à l'intérieur de chacune des fractions obtenues par ce procédé (Simak, 1982).
Les méthodes de calibrage ne diffèrent guère des méthodes de nettoyage. Le criblage, le triage en cylindre, le vannage, la flottation et la séparation par gravité sont des traitements qui permettent de calibrer efficacement les semences forestières.
Quoique le calibrage en lui-même soit une opération relativement simple, il est nécessaire, avant d'y procéder, de traiter convenablement les semences de certaines essences. C'est ainsi qu'il faut débarrasser les fruits du teck de leur épicarpe spongieux et enlever les tubes du calice des diptérocarpacées pour tirer pleinement parti du calibrage. Les noyaux nettoyés de Gmelina arborea ont été calibrés au moyen de tamis à mailles carrées de 7,9 et de 11 mm (Woessner et McNabb, 1979); la germination variait de 84 pour cent pour la catégorie des noyaux les plus petits à 111 pour cent pour celle des noyaux les plus gros (il y a d'ordinaire une à trois graines par noyau).
6.19 Vanneuse-cribleuse de semences utilisée à Humlebaek, au Danemark (Centre des semences forestières de la DANIDA).
 | 6.20 Séparateur de semences à gravité Damas (Damas Maskinfabrik, Danemark). |
6.21 Teneur en eau d'équilibre (sur la base du poids frais) des grains de blé, montrant les courbes séparées correspondant à la désorption et à l'absorption (source: Harrington, 1970).
6.22 Teneur en eau de semences fraîches de Pinus palustris (récolte de 1938, Mississipi) en équilibre avec l'air à diverses températures et humidités relatives (données tirées de Wakeley, 1954, avec conversion des teneurs en eau en % sur la base du poids frais).
Une fois les semences nettoyées et calibrées, elles sont prêtes à être semées dans la pépiniére. Toutefois, si l'on a l'intention de les entreposer, il est nécessaire de contrôler leur teneur en eau et, au besoin, de la ramener au niveau le mieux approprié à l'entreposage de l'essence en question. Le dépôt de traitement des semences doit être équipé d'appareils de contrôle de la teneur en eau adéquats. Les méthodes de contrôle de ce paramètre sont décrites aux pages 281–285.
Pour ce qui est des semences orthodoxes*, c'est-à-dire de la plupart des semences de conifères et de nombreuses semences de feuillus, un ajustement de la teneur en eau signifie un nouveau séchage. Ce traitement est décrit à la section suivante. Assez rarement, et uniquement dans le cas des semences récalcitrantes* qui doivent être entreposées avec une forte teneur en eau, il peut être nécessaire d'humecter les graines de sorte que la teneur en eau atteigne le niveau le plus approprié à l'entreposage. Ainsi, on a obtenu des résultats encourageants en faisant tremper dans l'eau des semences d'Acer pseudoplatanus pendant deux ou trois jours, puis en les réfrigérant immédiatement après et en les entreposant à environ -7 °C dans des sacs de plastique (Barner, 1975b). Dans le cas d'autres genres tels que Quercus ou Castanea, après avoir fait sécher modérément les semences à couvert de manière à les débarrasser de leurs enveloppes ou de leurs organes involucraux, il peut être avantageux de les faire tremper, afin de ramener leur teneur en eau à un niveau optimal (par exemple 40 à 45 pour cent pour Quercus robur; Holmes et Buszewicz, 1956; Suszka et Tylkowski, 1980) avant de les entreposer dans un local frais et humide.
* Voir la définition de ces termes dans le glossaire.
Les semences, tout comme les cônes et les fruits, sont des organes hygroscopiques. Dès qu'elles sont détachées de l'arbre mère, elles échangent de l'eau avec l'atmosphère jusqu'à ce que leur teneur en eau atteigne un point d'équilibre avec l'humidité et la température de l'air environnant. On parle à ce sujet de teneur en eau d'équilibre. Une fois atteinte, cette teneur est maintenue aussi longtemps que l'humidité et la température de l'air restent constantes; si elles changent, les semences perdent ou absorbent de nouveau de l'eau jusqu'à ce qu'une nouvelle teneur en eau d'équilibre soit atteinte. Le bois, qui est un autre bon exemple de matière hygroscopique, se comporte de la même façon.
Les graines “humides” entourées d'air “sec” perdent de l'humidité et donc du poids, alors que les graines “sèches” entourées d'air “humide” en prennent. Pour concevoir les méthodes les mieux adaptées de séchage et d'entreposage des semences, il faut être en mesure de quantifier l'humidité de l'air et des semences.
Humidité de l'air. L'atmosphère contient de l'eau sous la forme de vapeur, mais il ne peut en contenir qu'une quantité limitée. Au-delà, on dit que l'air est saturé, et l'humidité en excès se condense sous forme de rosée. Le poids exact de vapeur d'eau que l'air peut contenir à saturation dépend de la température, comme l'indique le tableau suivant:
| Température (°C) | -10 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| Poids de vapeur d'eau à saturation (g de vapeur d'eau par kg d'air sec) | 1,6 | 3,8 | 7,6 | 15 | 27 | 49 | 87 | 152 |
| Densité de l'air sec à une pression de 760 mm de mercure (kg par m3) | 1,34 | 1,29 | 1,25 | 1,20 | 1,16 | 1,13 | 1,09 | 1,06 |
| Poids de vapeur d'eau à saturation (g de vapeur d'eau par m3 d'air sec) | 2,1 | 4,9 | 9,5 | 18 | 31 | 55 | 95 | 161 |
La plupart du temps, la teneur de l'air en vapeur d'eau est en deçà du point de saturation. L'humidité relative est définie comme le rapport (généralement exprimé en pourcentage) de la quantité de vapeur d'eau réellement présente dans l'atmosphère à la quantité qui le saturerait à une température donnée, ou encore comme le rapport en pourcentage de la pression de vapeur réelle à la pression de vapeur saturante à la même température. Pour quelqu'un qui s'occupe de semences, l'humidité relative est la mesure la plus importante de l'humidité atmosphérique, car c'est avec elle que la teneur en eau d'équilibre des semences est le plus étroitement en corrélation. Par exemple, la teneur en eau des semences ne varie pour ainsi dire pas lorsqu'elle est en équilibre avec une humidité relative atmosphérique de 50 pour cent, que la température de l'air soit de 10 °C (humidité absolue ou poids de vapeur d'eau présente = 7,6/2 = 3,8 g/kg d'air sec) ou de 50 °C (humidité absolue ou poids de vapeur d'eau présente = 87/2 = 43,5 g/kg d'air sec). Bien que l'humidité absolue fasse plus que décupler, l'humidité relative reste la même, et c'est elle qui influe le plus sur la teneur en eau d'équilibre des semences. Cette influence de l'humidité relative sur la teneur en eau d'équilibre des semences et l'effet considérable exercé par la température sur l'humidité relative explique le rôle important que joue la chaleur dans le séchage de nombreuses graines. Dans le tableau ci-dessus, on peut voir que l'air contenant 3,8 g de vapeur d'eau/kg est saturé à une température de 0 °C; avec 100 pour cent d'humidité relative, il n'est pas d'une grande utilité pour le séchage des semences. Mais si ce même air est chauffé à 30 °C et qu'aucune humidité supplémentaire en provenance de l'extérieur du système n'est introduite, son humidité relative tombe à 14 pour cent et il devient alors un moyen de séchage extrêmement efficace.
Teneur en eau des semences. La teneur en eau des semences est d'ordinaire exprimée en pourcentage de leur poids. Les techniques de mesure de la teneur en eau sont décrites aux pages 281–285. En fait, la teneur en eau peut être exprimée de deux façons: (a) par le poids de l'eau en pourcentage du “poids humide” - ou “poids frais” - initial des semences (= matière sèche + eau) ou (b) par le poids de l'eau en pourcentage du poids sec à l'étuve final des semences (= matière sèche seule). Une des plus grandes difficultés dans la compréhension et l'application des résultats publiés concernant les teneurs en eau résulte de ce que, dans le passé, les deux méthodes étaient employées, souvent sans indication de la méthode choisie.
Selon les règlements de l'ISTA, la teneur en eau des semences doit toujours être exprimée en fonction du poids du produit humide, ou “poids frais”. A titre indicatif, nous indiquons ici les deux formules accompagnées d'une table de conversion.
Teneur en eau en pourcentage de la matière sèche (poids sec)
Teneur en eau en pourcentage du poids total (poids frais)
Etant donné qu'une quantité limitée de vapeur d'eau suffit à saturer l'air, un nombre relativement faible de semences peuvent absorber autant d'humidité qu'une grande quantité d'air. Un litre de semences séchées à 30 °C de sorte que leur teneur en eau passe de 50 pour cent à 9 pour cent (du poids frais) dégageraient environ 450 g d'humidité dans l'atmosphère environnante, ce qui est suffisant pour faire passer l'humidité relative d'environ 15 m3 d'air (soit 15 000 fois leur propre volume) de 0 pour cent à 100 pour cent. Si les semences sont séchées au soleil, l'atmosphère est assez vaste pour absorber cette humidité sans difficulté; par contre, dans un local clos, l'air ambiant peut rapidement devenir saturé. Cela explique que nous ayons tant insisté sur l'importance d'une ventilation adéquate des séchoirs, qui seule permet l'élimination de l'air humide approchant de la saturation et son remplacement par un air frais et sec.
Cette particularité des semences est un avantage lorsqu'on entrepose des semences sèches dans des récipients fermés. A condition que les semences soient convenablement séchées et que les récipients soient hermétiquement clos, une quantité relativement restreinte de semences peuvent se trouver en équilibre avec un volume beaucoup plus important d'air humide enfermé, sans pour autant que leur teneur en eau augmente d'une façon significative. Si un litre de semences séchées à l'étuve d'une densité de 0,5 et d'une teneur en eau de 9 pour cent (pour cent du poids frais) doivent être placées dans un récipient fermé de 10 litres avec 9 litres d'air humide à 100 pour cent d'humidité relative à 20 °C, l'humidité totale de l'air n'excédera pas: 9 × 18 ÷ 1 000 = 0,16 g. Même si les semences absorbaient toute cette humidité, leur teneur en eau passerait simplement de 50 à 50,16 g, c'est-à-dire de 9,09 à 9,12 pour cent. La recommandation habituelle de remplir le plus possible les récipients fermés de semences est tout à fait justifiée, mais elle est fondée sur les effets délétères de l'oxygène sur de nombreuses essences plutôt que sur ceux de la vapeur d'eau.
Teneur en eau d'équilibre de trois essences orthodoxes
6.23 Teneur en eau d'équilibre de trois essences orthodoxes (source: F.T. Bonner).
Teneur en eau d'équilibre de quatre essences récalcitrantes
6.24 Teneur en eau d'équilibre de quatre essences récalcitrantes (source: F.T. Bonner).
Autres facteurs influant sur la teneur en eau d'équilibre. Bien que l'humidité relative soit le principal facteur influant sur la teneur en eau d'équilibre des semences, il n'est pas le seul.
(1) Température. Comme nous l'avons indiqué précédemment, la température exerce un effet indirect considérable sur la teneur en eau d'équilibre; en effet, si l'humidité absolue reste constante, l'humidité relative est directement fonction de la température. Elle a en outre un effet supplémentaire, du fait que la teneur en eau d'équilibre varie légèrement avec la température, même quand l'humidité relative reste constante. Cet effet varie selon les essences, mais l'on dispose de très peu de données sur les arbres forestiers à ce sujet (voir aussi page 181). Justice et Bass (1979), prenant pour exemple une culture de plein champ, le sorgho, montrent qu'à 50 pour cent d'humidité relative, la teneur en eau d'équilibre varie de 12 pour cent à 49 °C à 14 pour cent à -1 °C. Si la différence est légèrement accentuée chez d'autres espèces cultivées, dans tous les cas la teneur en eau d'équilibre diminue quand la température augmente à humidité relative constante (même si l'humidité absolue de l'air augmente avec la température pour la même humidité relative).
(2) Absorption et désorption. Quelle que soit l'essence considérée, la teneur en eau d'équilibre varie de 1 à 2 pour cent selon que des semences humides cèdent de l'humidité à une atmosphère plus sèche (désorption) ou que des semences sèches en extraient d'une atmosphère plus humide (absorption). La teneur en eau d'équilibre est toujours plus forte en cas de désorption, et c'est la courbe de désorption qu'il convient de consulter lorsqu'on fait sécher des semences orthodoxes en vue de leur entreposage.
(3) Variation de la teneur en eau d'équilibre selon les essences. La teneur en eau des semences en équilibre avec une humidité relative et une température données varie selon l'essence considérée. Il convient de réaliser des essais afin de définir la teneur en eau d'équilibre propre à chaque espèce. La teneur en lipides des semences est un élément important de la variation interspécifique. Les semences qui stockent la plupart de leurs réserves nutritives sous forme de protéines ou d'amidon ont, pour une humidité relative donnée, une teneur en eau d'équilibre plus forte que les semences qui stockent des réserves sous forme de matières grasses, car les protéines sont relativement hydrophiles alors que les matières grasses sont hydrophobes. Parmi les semences agricoles, on peut comparer le blé, avec une faible teneur en lipides de 2 pour cent et une teneur en eau d'équilibre de 10, 4 pour cent à 45 pour cent d'humidité relative et à 25 °C, et Brassica oleracea, avec une teneur en lipides qui atteint 35 pour cent et une teneur en eau d'équilibre de 6,0 pour cent dans les mêmes conditions (Harrington, 1970).
On possède peu d'informations détaillées sur la teneur en eau d'équilibre des essences forestières, et aucune sur celle des essences tropicales. Certains exemples choisis apparaissent dans le tableau ci-dessous et dans les graphiques fournis par F.T. Bonner.
Teneur en eau d'équilibre (% du poids frais)
| Essence | Température | Humidité relative | 10 | 20 | 30 | 40 | 40–55 | 50 | 60 | 70 | 95 |
| Fraxinus spp.1 | non communiquée | 4,1 | 6,0 | 7,4 | 8,8 | - | 10,3 | 12,0 | 13,9 | - | |
| Picea abies1 | non communiquée | 2,4 | 4,2 | 5,5 | 6,7 | - | 7,8 | 9,0 | 10,4 | - | |
| Pinus taeda2 | 4 à 5 °C | - | - | - | - | 10 | - | - | - | 17 |
1 Source: Touzard (1961), cité dans Roberts (1972). Courbes d'absorption.
2 Source: Bonner (1981).
Les graphiques présentent la teneur en eau d'équilibre de quatre essences récalcitrantes (Quercus) et de trois essences orthodoxes à larges feuilles. On remarquera que la teneur en eau d'équilibre propre aux diverses espèces de Quercus est en corrélation positive avec la teneur en hydrates de carbone et en corrélation négative avec la teneur en lipides. C'est Quercus alba qui a la plus forte teneur en eau d'équilibre, la plus forte teneur en hydrates de carbone et la plus faible teneur en lipides, suivie par Q. muehlenbergii, Q. shumardii et Q. nigra. De la même façon, des trois essences orthodoxes, c'est Liquidambar qui a la teneur en eau d'équilibre et la teneur en hydrates de carbone les plus faibles ainsi que la teneur en lipides la plus élevée.
Le même processus qui amène la teneur en eau des tissus des semences à atteindre un équilibre avec l'humidité relative de l'air ambiant au moment de l'entreposage se répète à l'occasion du séchage des fruits en vue de l'extraction des graines. Généralement, l'obtention de la teneur en eau d'équilibre exacte est, en ce dernier cas, moins fondamentale, car le racornissement, la déhiscence ou l'ouverture des écailles se produisent sur un certain intervalle de teneur en eau et le processus se poursuit simplement jusqu'au moment où les fruits libèrent les graines qu'ils contiennent.
L'entreposage à moyen et long terme des semences de la plupart des essences nécessite une teneur en eau de 4 à 8 pour cent (voir page 175). Cette valeur est nettement inférieure à la teneur en eau des semences fraîchement récoltées. Dans la plupart des cas, il est possible de diminuer le teneur en eau en plaçant les semences dans une atmosphère ambiante de 15 à 20 pour cent d'humidité relative pendant un laps de temps suffisamment long pour permettre à la teneur en eau des graines de parvenir à l'équilibre avec l'humidité relative.
L'efficacité du séchage à l'air dépend des conditions atmosphériques locales. Cette technique permet fréquemment de ramener la teneur en eau à 12 à 18 pour cent, pourvu que les semences bénéficient d'une aération adéquate. Elle ne permet cependant pas de la faire baisser à moins de 8 pour cent dans la plupart des régions tempérées et dans les régions tropicales humides, où l'humidité relative moyenne reste trop élevée. Ainsi, dans les régions tropicales humides d'Afrique de l'Ouest, l'humidité relative excède couramment 80 pour cent pendant la saison des pluies et 70 pour cent pendant la saison “sèche” (Ogigirigi, 1977). Il est impossible d'obtenir une teneur en eau inférieure à 8 pour cent dans ces conditions. Dans les régions très ensoleillées, on parvient à réduire la teneur en eau des semences de beaucoup d'espèces jusqu'à 6 à 8 pour cent en les exposant à la lumière directe du soleil, parce que les semences et le microclimat environnant se réchauffent et contribuent à diminuer l'humidité relative. A humidité relative constante, la teneur en eau d'équilibre baisse lorsque la température monte. Il faut s'assurer que les semences sont aussi sèches que possible avant de les exposer au soleil. Il convient en outre de les remuer souvent. Au Honduras, cette méthode donne de bons résultats avec Pinus spp., mais est à déconseiller pour Cordia, car les graines de ce genre sèchent trop rapidement et leur teneur en eau peut baisser jusqu'à 4 pour cent, ce qui endommage les tissus (Robbins, 1982b).
Comme le fait remarquer Harrington (1970), il y a deux façons de procéder au séchage artificiel des semences. L'une consiste à augmenter la température de l'air, ce qui diminue automatiquement l'humidité relative, à la condition qu'aucune vapeur d'eau additionnelle provenant de l'extérieur ne soit introduite dans le système. L'autre consiste à diminuer l'humidité de l'air sans modifier la température, ce qui a également pour effet de réduire l'humidité relative. Cet auteur prend l'exemple d'un air à 5 °C et à 90 pour cent d'humidité relative, que l'on réchauffe jusqu'à 35 °C. Son humidité relative tombe alors à 15 pour cent et il est possible de l'insuffler à travers les semences par ventilation forcée, jusqu'à ce que ces dernières atteignent leur teneur en eau d'équilibre. Par ailleurs, un air à 30 °C et à 90 pour cent d'humidité relative, caractéristique des régions tropicales humides pendant la saison des pluies, aura encore 40 pour cent d'humidité relative si on le chauffe à 45 °C. Les hautes températures sont souvent extrêmement préjudiciables aux semences, en particulier à celles qui ont une forte teneur en eau. En général, les températures de séchage ne doivent pas excéder 40 °C, et l'on tend actuellement à abaisser les températures et à intensifier la ventilation, de manière à réduire les risques de cette opération (Holmes et Buszewicz, 1958). Barner (1975b) et le CATIE (1979) recommandent une température inférieure à 30 °C au début du séchage. Une solution consiste à faire sécher les semences en deux étapes, la première utilisant une température inférieure à 40 °C pour amener la teneur en eau à environ 11 pour cent et la deuxième, une température de 60 °C pour abaisser le teneur en eau à 5 pour cent environ. Dans la mesure où la première étape est convenablement franchie, les semences de la plupart des plantes cultivées supportent sans dommage la température de 60 °C de la seconde étape (CIRP, 1976). Il semble toutefois qu'une température de séchage élevée qui n'a pas d'effet préjudiciable immédiat sur la germination peut compromettre la longévité ultérieure des semences (CIRP, 1981). Pour l'entreposage à long terme aux fins de préservation des ressources génétiques, on recommande une faible humidité relative et une faible température (15 pour cent et 15 °C).
Lorsque les conditions climatiques ne permettent pas d'abaisser suffisamment l'humidité relative par chauffage de l'air, il faut entreprendre d'éliminer la vapeur d'eau sans élever la température. A cet effet, on peut (a) réfrigérer l'air au-dessous du point de rosée de sorte que la vapeur d'eau se condense sur les serpentins de refroidissement et le réchauffer ensuite à 35 °C, ou encore (b) faire passer l'air à travers un déshydratant chimique destiné à éliminer la vapeur d'eau, puis à travers les semences (Harrington, 1970). Il existe divers déshydratants, comme par exemple le gel de silice, la chaux (CaO), l'acide sulfurique (H2SO4), le chlorure de lithium ou le chlorure de calcium (CaCl2) anhydre; c'est toutefois le gel de silice qui est le plus durable et le plus facile à réutiliser (Magini, 1962; Harrington, 1970). La banque de semences du Projet régional de préservation des ressources génétiques mis en oeuvre à Turrialba, au Costa Rica, fournit un bon exemple de technique de séchage (Goldbach, 1979). Etant donné la forte humidité permanente de l'air et les hautes températures diurnes dans cette région, il n'est pas possible de faire sécher les semences à l'air chaud sans les endommager. On a donc recours à un séchoir à gel de silice, qui maintient une humidité relative de moins de 15 pour cent à 25 °C; l'appareil est situé à l'extérieur du local de séchage, auquel il est relié par des conduits.
Les petits lots de semences dont la teneur en eau a d'abord été ramenée à moins de 20 pour cent par séchage à l'air peuvent être placés dans des récipients fermés contenant une quantité égale de gel de silice récemment séché à 175 °C et refroidi. Le gel de silice, les semences et l'air contenu dans le récipient parviennent à un équilibre propice à l'entreposage (Harrington, 1970). A ce sujet, on peut aussi se rapporter à la section intitulée “Emploi des déshydratants dans les récipients” (pages 193–195).
La durée du séchage des semences par ventilation forcée jusqu'à obtention de la teneur en eau d'équilibre dépend en partie de l'accessibilité des graines au courant d'air. Les semences doivent être étalées en couches minces sur des plateaux suffisamment espacés pour que l'air puisse circuler librement entre eux.
La teneur en eau des graines de conifères qui viennent d'être extraites des cônes par étuvage est souvent proche de la teneur en eau recommandée pour l'entreposage. Toutefois, elles absorbent souvent de nouveau de l'humidité pendant le nettoyage et l'élimination des ailes, et il arrive qu'on humecte volontairement les semences de certaines essences pour éviter qu'elles ne s'altèrent lors de ces opérations. Il est par conséquent nécessaire de contrôler la teneur en eau et, au besoin, de la faire descendre davantage juste avant l'entreposage. Cependant, le fait de nettoyer les semences et d'éliminer les ailes dans un local chaud et bien ventilé diminue d'autant la durée du séchage ultérieur (Morandini, 1962).
Lorsqu'il s'agit d'entreposer un important lot de semences dans plusieurs récipients, il est préférable de préserver le plus possible l'homogénéité des semences, de sorte que chaque récipient soit également représentatif du lot de semences dans son ensemble. Il est possible d'adapter les techniques de mélange des échantillons en vue d'essais, qui sont décrites au chapitre 9, au mélange des grandes quantités de semences manipulées durant les diverses phases de traitement avant leur entreposage dans des récipients.
Si les semences ont été calibrées, le mélange concerne les lots de semences finals séparés par calibrage. Ainsi, une récolte donnée de semences peut être divisée en une fraction de “grosses graines” et une fraction de “petites graines”. Chaque fraction devient un lot de semences séparé doté de son propre numéro, et il est alors possible de procéder à un mélange indépendant de ces deux lots avant entreposage, de façon à garantir l'homogénéité du contenu des divers récipients.
