Influences des facteurs du milieu

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Pour une conservation de qualité et de longue durée des produits il faut que les processus de dégradation soient ralentis, ou même arrêtés.

La dégradation des grains pendant le stockage dépend principalement de la combinaison de trois facteurs:

- la température,

- l'humidité,

- la teneur en oxygène.

Pendant le stockage, mais aussi pendant d'autres phases du système aprèsrécolte, les effets combinés de ces trois facteurs peuvent entraîner des pertes parfois importantes de produit.

Température et humidité

La température et l'humidité contribuent de façon déterminante à accélérer ou à retarder les phénomènes complexes de transformation biochimique (surtout la "respiration" des grains) qui sont à l'origine de la dégradation des grains .

Elles ont en outre une influence directe sur la vitesse de développement des insectes et des micro-organismes (moisissures, levures et bactéries), et sur la germination hâtive et intempestive des grains.

Dans le diagramme général de conservation, conçu par Burges et Burrel, on établit la relation entre température et teneur en eau pour déterminer la zone d'influence de certains phénomènes de dégradation importants, tels que: le développement d'insectes et de moisissures, et la germination des grains.

Diagramme de conservation des céréales

Il est facile d'observer que plus la température est élevée, plus la teneur en eau des grains doit être faible pour que soit assurée une bonne conservation des produits.

Vu leur influence sur la vitesse de développement des phénomènes de dégradation précités, la température et la teneur en eau des grains conditionnent la durée maximale de stockage.

A titre d'exemple, nous avons reporté, dans le tableau précèdent, les durées d'entreposage recommandées, en fonction de la température et de la teneur en eau des grains.

La température dépend non seulement des conditions climatiques, mais aussi des transformations biochimiques qui se produisent à l'intérieur d'une masse de grains, provoquant un échauffement naturel indésirable des produits stockés.

Quant à la teneur en eau des grains stockes, elle est fonction de l'humidité relative de l'air, comme le montrent les courbes d'équilibre air-grain.

Pour une humidité relative de l'air inférieure à 65%-70%, nombre des phénomènes de dégradation des grains sont ralentis, sinon complètement bloqués.

En ce sens, la teneur en eau dite "de sauvegarde" est définie comme l'humidité des grains à laquelle correspond une condition d'équilibre avec l'air à 65%-70% d'humidité relative.

Le tableau ci-après indique la teneur en eau recommandée pour un stockage de longue durée des différentes sortes de grains en régions chaudes.

Teneur en oxygène

Les micro-organismes et les insectes, tout comme les grains, sont des organismes vivants qui ont besoin d'oxygène.

Le stockage des grains dans des milieux pauvres en oxygène provoque la mort des insectes, l'arrêt du développement des micro-organismes et le blocage, ou le ralentissement, des phénomènes biochimiques de dégradation des grains. Il favorise donc leur conservation, mais peut affecter leur pouvoir de germination.

Agents de degradation des grains

Les principaux ennemis des grains stockés sont les micro-organismes, les insectes et les rongeurs.

Les micro-organisme

Les micro-organismes (moisissures, levures, bactéries) sont des agents biologiques présents dans le sol qui, transportés par l'air ou par l'eau, peuvent contaminer les produits avant, pendant et après leur récolte.

Leur présence, et leur développement, entraînent de graves altérations de la valeur nutritive et des caractéristiques organoleptiques des grains (goût, odeur, aspect).

En outre, ils sont responsables de l'altération d'importances propriétés germinatives des semences (vigueur et pouvoir germinatif) et, dans le cas des moisissures, de l'éventuelle formation de dangereuses substances toxiques (mycotoxines).

Les impuretés, les grains cassés et fissurés, favorisent le développement de micro-organismes.

En outre, la température et l'humidité ont une influence déterminante sur la vitesse de développement de ces agents de dégradation.

On a constaté que le développement de micro-organismes se produit à des températures comprises entre -8°C et +80°C lorsque l'humidité relative de l'air est supérieure à 65%.

Par contre, des atmosphères pauvres en oxygène contribuent à arrêter le développement de ces agents de dégradation.

Les insectes

Les infestations par les insectes peuvent se produire soit sur le terrain, avant la récolte, soit sur les lieux de stockage des produits.

Dans certains cas, ces infestations sont difficiles à déceler à l'oeil nu, car les dégâts sont provoqués par les larves qui se développent à l'intérieur des grains.

Les principaux insectes susceptibles d'infester les produits stockés appartiennent aux familles suivantes:

- les coléoptères (dégâts provoqués par les larves et les insectes adultes);
- les lépidoptères (dégâts provoqués seulement par les larves).

Les insectes sont responsables de pertes parfois significatives de produit.

En outre, leur activité biologique (production de déchets, respiration, etc.) compromet la qualité et la valeur commerciale des grains stockés, et favorise le développement de micro-organismes.

Les insectes peuvent vivre et se reproduire à des températures comprises entre +15°C et +35°C.

Par contre, une humidité faible ralentit, voire même arrête leur développement, et des milieux pauvres en oxygène provoquent rapidement leur mort.

Les rongeurs

Les rongeurs s'installent et se multiplient à l'intérieur ou au voisinage des lieux de stockage, car ils y trouvent leur nourriture en abondance.

Les importants dégâts qu'ils provoquent affectent non seulement les produits conservés, mais encore les emballages et même les structures de stockage.

Les principaux rongeurs, les plus communs, susceptibles de s'attaquer aux produits stockes, appartiennent aux espèces suivantes:

- rat noir, dit aussi "rat de grenier" (Rattus rattus),
- surmulot ou rat gris, dit aussi "rat d'égout" (Rattus norvegicus),
- souris (Mus musculus).

L'action prolongée de ces ravageurs se traduit inévitablement par de graves pertes quantitatives de produits stockés.

Il faut ajouter à ces pertes celles qui découlent de la diminution de qualité des denrées, causée par les souillures (déjections, sécrétions) abandonnées par les rongeurs dans les produits stockés.

Cette contamination est importante tant sur le plan commercial que sur celui de l'hygiène et de la santé.

En effet, les rongeurs sont souvent les vecteurs de graves maladies (rage, leptospirose, etc.).

Méthodes de stockage

Les méthodes de stockage sont essentiellement au nombre de deux: le stockage en sacs et le stockage en vrac.

Le premier s'effectue à l'air libre ou dans des magasins, le second dans des cellules ou des silos de capacité plus ou moins importante.

Le choix de l'une ou de l'autre de ces méthodes, et le degré de sophistication technologique des structures de stockage, dépendent de multiples considérations d'ordre technique, économique et socioculturel. iL ne faut pas non plus oublier tous les systèmes de stockage traditionnels employés par les petits producteurs; utilisant des techniques de construction artisanales et des matériaux locaux, ce sont eux qui prévalent dans les communautés rurales de nombreux pays en voie de développement.

Controle des grains

Définition

Les produits à stocker peuvent présenter des caractéristiques qui ne permettent pas un entreposage immédiat. Un degré d'humidité excessif, la présence d'insectes et d'impuretés, peuvent en effet compromettre une conservation de qualité et de longue durée des produits.

Si l'on veut assurer une bonne gestion technique et commerciale, il est important de vérifier périodiquement la quantité et la qualité des produits stockés. Avant les opérations de stockage proprement dites, on doit soumettre les produits à des contrôles appropriés, pour en vérifier le poids, le taux d'impuretés et l'humidité.

En cours de stockage, il faut contrôler l'état de conservation des produits. Dans ce but, on mesurera périodiquement, outre l'humidité et le degré d'infestation par les insectes, la température des grains.

Pesage

Les opérations de pesage s'effectuent à l'arrivée des produits aux centres de stockage.

Selon les conditions de livraison (produits livrés en sacs ou en vrac, système de transport, etc.), on peut procéder au pesage à l'aide de simples bascules mécaniques ou de ponts-bascules.

Bascules mécanique

Dans les centres de stockage relativement petits, et lorsque les produits sont livrés en sacs, le pesage est effectué à l'aide de simples bascules mécaniques.

Ces bascules, d'une portée de 200 kg, permettent de peser plusieurs sacs de grains en même temps.

Un centre de stockage doit être équipé d'un nombre de bascules suffisant pour permettre, à tout moment de l'année, un afflux normal des produits au magasin.

Dans certains cas, quand on veut réduire les temps de réception et si les sacs, à l'entrée au magasin, sont d'un poids brut standard, on peut effectuer des pesages partiels des lots. On obtient alors le poids total en multipliant le nombre de sacs par le poids moyen des sacs effectivement pesés.

Ponts-bascules

Les ponts-bascules permettent de peser les lots par des pesées différentielles des véhicules à l'entrée et à la sortie des centres de stockage.

Vu leur coût élevé et leur grande capacité de portée, ces systèmes de pesage ne présentent d'intérêt que dans les centres de stockage importants, où les produits sont livrés (en sacs ou en vrac) sur des véhicules.

L'emploi de ponts-bascules nécessite de petits ouvrages d'infrastructure. Il faut en particulier creuser et aménager une fosse qui puisse accueillir les mécanismes du pont-bascule.

La profondeur de cette fosse est généralement de 1,60 m; certains modèles spéciaux de ponts-bascules peuvent être installés dans des fosses de 90 cm de profondeur seulement.

Certains constructeurs ont aussi prévu une installation à ciel ouvert, sans fosse. Dans ce cas, le pont-bascule étant surélevé par rapport au terrain, il faut construire des rampes d'accès pour permettre la montée et la descente des véhicules.

Rappelons enfin que la charge utile indiquée par les constructeurs se rapporte au poids maximum que peut supporter le pont-bascule. Ce poids comprend donc à la fois le poids du véhicule de transport et le poids du chargement.

Echantillonnage

A l'arrivée aux centres de stockage et pendant l'entreposage, il est important de vérifier la qualité et l'état de conservation des produits.

Il est pratiquement impossible d'analyser la totalité des lots. On procède alors au prélèvement d'un échantillon représentatif de la masse de produit, pour effectuer ensuite sur celui-ci les analyses appropriées.

Pour obtenir un échantillon représentatif, il faut prélever plusieurs échantillons élémentaires: ceux-ci, une fois recueillis et mélangés dans un récipient propre, forment l'échantillon global sur lequel on effectue les contrôles nécessaires.

Si l'échantillon global obtenu est quantitativement trop important, on doit adopter des techniques de division de façon à obtenir un échantillon plus petit, mais toujours représentatif.

Les modes de prélèvement des échantillons sont différents, selon qu'il s'agit de produits livrés ou stockés en sacs ou en vrac.

Echantillonnage de grains livrés en sacs

Pour un lot de grains donné, le nombre de sacs sur lesquels on doit effectuer les prélèvements dépend du nombre total de sacs, comme l'indique le tableau suivant:

Une fois les sacs sélectionnés, on peut procéder de deux façons pour composer l'échantillon global: par sondage ou par vidage des sacs.

Echantillonage par sondage

On prélève directement les échantillons élémentaires en introduisant dans les sacs sélectionnés des sondes creuses (sondes a sacs, cannes sondes, etc.).

Les prélèvements doivent être d'environ 50 g par sac de 100 kg et, de toute façon, suffisants pour composer un échantillon global d'au moins 500 g; une fois prélevés, les échantillons élémentaires doivent être soigneusement mélangés.

Echantillonage par vidage des sacs

Le contenu de chaque sac est brassé et étalé en couche mince de 10 cm d'épaisseur sur une surface propre; on prélève dans chaque couche de grains un échantillon élémentaire de I kg environ; les différents échantillons élémentaires sont ensuite soigneusement mélangés pour obtenir l'échantillon global.

Echantillonnage de grains livrés en vrac

On peut obtenir l'échantillonnage de grains livrés en vrac en effectuant des prélèvements d'échantillons élémentaires soit sur produit à l'arrêt (par exemple sur un camion ou une remorque), soit sur produit en mouvement (par exemple, pendant les opérations de remplissage d'un silo).

Echantillonnage sur produit à l'arrêt

On obtient l'échantillonnage sur produit à l'arrêt en effectuant plusieurs prélèvements à l'intérieur de la masse de grains et en mélangeant les échantillons élémentaires obtenus.

Dans la mesure du possible, le prélèvement d'échantillons doit concerner toute l'épaisseur de la couche de grains.

Il faut préférer les prélèvements effectués en profondeur, à l'aide de sondes spéciales, à ceux que l'on effectue en surface, au moyen de puisettes ou autres petits récipients.

Les points où effectuer les prélèvements et leur nombre dépendent de la quantité totale de grains, comme l'indique la suite de schémas suivants.

Nombre de prélèvements

Pour des lots particulièrement hétérogènes, il est recommandé d'effectuer les prélèvements toutes les 5 tonnes de produit, avec un minimum de 10 prélèvements.

Echantillonage sur produit en mouvement

Plus fiable et plus précise que la technique d'échantillonnage sur produit à l'arrêt, cette technique consiste à effectuer un ou plusieurs prélèvements instantanés sur la masse de grains en mouvement.

On peut effectuer les prélèvements normalement, à l'aide de simples outils (puisettes, pelles, etc.) ou bien au moyen de préleveurs automatiques situés dans les conduits où circulent les grains.

Réduction de l'échantillon

Si l'échantillon global obtenu est quantitativement trop important, il faut adopter des méthodes permettant d'obtenir des échantillons plus petits, mais toujours représentatifs.

L'une des méthodes les plus simples, bien que peu précise, est celle que l'on appelle la méthode "du cône".

Réduction de l'échantillon

Elle permet d'obtenir des échantillons plus petits, par division en deux ou en quatre parties égales de l'échantillon global brassé et mis en tas sur une surface propre.

On peut aussi obtenir la réduction de l'échantillon à l'aide d'appareils spéciaux tels que l'échantillonneur-diviseur conique, également appelé "diviseur Boerner", et le diviseur à rifles, plus souvent employé pour les semences.

Détermination du taux d'impuretes

Les impuretés n'ont pas seulement une influence négative sur le stockage des produits; elles concourent à définir la qualité même de ces produits.

Il est donc important de déterminer le taux d'impuretés d'un lot de grains, avant de procéder à son stockage, ou lors des transactions commerciales.

On considère généralement comme des impuretés:

- les débris végétaux (pailles, feuilles),
- les éléments minéraux (terre, graviers),
- les éléments divers (particules métalliques, morceaux de ficelle),
- les graines étrangères,
- les grains immatures,
- les grains germés,
- les grains brisés,
- les grains endommagés (par insectes, rongeurs),
- les grains avariés, moisis ou de coloration anormale.

On détermine le taux d'impuretés sur des échantillons de poids relativement modeste (quelques centaines de grammes).

En pratique, on procède en séparant les grains sains des impuretés par tri visuel et tamisage. Ensuite, on classe et on pèse les impuretés au moyen d'une balance.

Le rapport, exprimé en pourcentage, entre le poids des impuretés et le poids de l'échantillon fournit le taux d'impuretés du lot de grains analysé.

Mesure de la teneur en eau

La détermination de la teneur en eau des grains est une opération d'une importance particulière dans toutes les phases du système après-récolte.

Avant la récolte, par exemple, elle permet d'apprécier l'état de maturité des grains. Après le battage, elle sert à décider des modes et des temps de séchage. Avant la transformation des produits, elle indique si les grains sont en état d'être traités.

Lors de la commercialisation, elle permet de connaître la quantité de matière sèche que l'on achète, et d'établir ainsi le juste prix de vente (l'eau n'a pas la même valeur commerciale que les grains).

Avant et pendant le stockage, elle aide à décider des conditions d'entreposage et à apprécier l'état de conservation des grains.

Méthod empiriques

Dans les campagnes, les paysans ont l'habitude d'évaluer de façon approximative la teneur en eau des grains par des méthodes empiriques.

Ces méthodes, basées sur l'expérience de chacun, ne donnent pas une véritable mesure objective, mais une estimation du degré d'humidité, par la perception subjective et sensorielle (tactile, visuelle, olfactive) de certaines caractéristiques des grains.

Ainsi certains paysans ont l'habitude de croquer les grains, ou de les érafler avec l'ongle du pouce, ou de les écraser entre les doigts, pour en évaluer la dureté et la consistance, et en estimer ainsi la teneur en eau.

D'autres se fient à l'odeur, plus ou moins agréable, qui se dégage d'une poignée de grains; d'autres encore se basent sur le tintement, plus ou moins sourd, produit par quelques grains secoués dans une boite métallique.

Certains évaluent la fluidité des grains en essayant de plonger le bras, la main ouverte, dans une masse de grains relativement importante (dans un sac ou dans une couche épaisse de grains en vrac).

De toutes les méthodes empiriques, la moins approximative est peut-être celle du test du sel. Elle consiste à mélanger dans un récipient en verre un échantillon de grains avec du sel de cuisine ordinaire, bien sec.

Après avoir secoué plusieurs fois le récipient, on examine si le sel a adhéré ou non aux parois.

Si le sel adhère aux parois, cela signifie que la teneur en eau de l'échantillon de grains est supérieure à 15% environ.

Bien qu'elles soient largement répandues en milieu paysan, il est souhaitable que ces méthodes empiriques soient progressivement remplacées par l'utilisation d'instruments permettant une mesure réelle de la teneur en eau des grains.

L'emploi de ces méthodes empiriques dans les centres de stockage ou lors de transactions commerciales est à déconseiller formellement.

Actuellement, les méthodes qui recourent à l'emploi d'instruments de mesure appropriés peuvent se diviser en deux catégories: les méthodes de mesure directe et les méthodes de mesure indirecte.

Méthodes de mesure directe

L'échantillon à mesurer est pesé sur une balance de précision, puis séché dans une étuve, et pesé à nouveau.

La différence de poids avant et après le séchage exprime la valeur de la quantité d'eau contenue dans l'échantillon.

Le degré de sophistication technologique des instruments et la complexité des mesures nécessitent l'intervention d'un personnel qualifié.

On peut citer, parmi les instruments de mesure qui mettent en oeuvre le principe de la déshydratation du produit:

- l'étuve lente,
- l'étuve rapide CHOPIN,
- la lampe infrarouge.

Aussi précis que complexes, ces instruments sont mieux adaptés aux besoins de laboratoires spécialisés, chargés de l'étalonnage d'autres appareils de mesure indirecte (par exemple des humidimètres) ou de la détermination de la teneur en eau dans d'importants organismes stockeurs ou dans le cadre de transactions commerciales.

Méthodes de mesure indirecte

Ces méthodes permettent de déterminer la teneur en eau par la mesure de grandeurs ou de caractéristiques électriques lices à l'humidité des grains.

On peut citer, parmi les instruments de mesures qui utilisent ce principe:

- les humidimètres mesurant la résistivité électrique des grains,
- les humidimètres mesurant la constante diélectrique des grains.

Les humidimétres sont des appareils électriques au moyen desquels on lit directement et immédiatement, sur un cadran, la valeur de la teneur en eau d'un échantillon de grains.

Les humidimètres mesurant la résistivité électrique des grains sont des instruments portatifs relativement peu précis mais extrêmement pratiques et peu chers.

Quant aux humidimètres mesurant la constante dielectrique des grains, plus chers et plus complexes, ils sont généralement utilisés dans les grands centres de stockage et pour les transactions commerciales.

Contrôle de la temperature

Le contrôle de la température est une opération indispensable pour vérifier l'état de conservation des produits stockés.

En effet, une élévation anormale de la température des grains peut être le signe d'un début de dégradation du stock.

Il faut donc effectuer régulièrement des contrôles pour éviter des pertes considérables de produit.

De plus, les masses de grains étant peu homogènes, il est nécessaire de faire des relevés en des points différents de la masse stockée.

Voyons tout d'abord les caractéristiques requises pour des appareils de mesure efficaces, et quels sont ensuite les différents types d'appareils existants.

Etant donné l'hétérogénéité des grains dans la masse stockée, les appareils de mesure ne doivent pas nécessairement être d'une grande précision, et des écarts atteignant le degré centigrade sont négligeables.

Par contre, ils doivent être très sensibles, afin de déceler le plus rapidement possible le moindre écart de température anormal.

Leur lecture doit être simple et ne demander que peu de manipulations.

Enfin, pour résister aux chocs encourus lors de manipulations répétées, ces appareils doivent avoir une structure solide et une robustesse à toute épreuve.

Il en existe plusieurs types, dont les principes de fonctionnement et le mode d'utilisation diffèrent.

Ces appareils sont indispensables pour des installations de stockage en vrac, mais peuvent aussi être utiles pour le contrôle de produits stockés en sacs.

Outre les appareils, plus ou moins sophistiqués, décrits ci-dessous, il existe des thermomètres à lecture digitale, d'une utilisation facile et d'un coût relativement modeste.

Thermomètres à liquide

Ils fonctionnent sur le principe de la dilatation d'un liquide (mercure ou alcool), sous l'influence de la température.

On peut les placer à l'intérieur de sondes métalliques que l'on plonge à l'intérieur des sacs ou dans la masse de grains.

Il s'agit d'un système relativement peu coûteux, utilisable pour le stockage en sacs comme en vrac; son inconvénient reste cependant le peu de précision de la mesure effectuée, dû au déplacement du thermomètre du point de mesure ou point de lecture.

Thermomètres à résistance

Le principe de fonctionnement de ces thermomètres se base sur la mesure du courant électrique qui traverse un filament en platine, cuivre, acier ou nickel, dont la résistance varie en fonction de la température.

Ce dernier, placé dans une longue gaine pendue au plafond de la cellule, se trouve plongé dans la masse de grains.

L'avantage dans l'emploi de ces thermomètres est de pouvoir effectuer une seule lecture de la température globale des produits stockés, alors qu'avec les thermomètres à liquide il est nécessaire de répéter les opérations de mesure en plusieurs points de la masse de grains.

Sondes à thermistances ou a thermococuples

Il s'agit de sondes équipées de capteurs ou points sensibles

(thermistances ou thermocouples), qui se comportent comme des thermomètres électriques avec lecture à distance.

Introduites dans les grains après remplissage des cellules, ces sondes sont reliées électriquement, avec du câble téléphonique, aux appareils de lecture individuelle (boîtiers de lecture portatif) ou centralisée (tableaux de contrôle).

Sondes et leurs positions dans un silo

A cause de l'hétérogénéité de la température dans les grains, il est nécessaire de distribuer de façon adéquate les capteurs dans la masse de produits stockés.

En général il est recommandé de positionner:

- 1 capteur tous les 3-4 mètres, dans le sens de la hauteur;
- 1 capteur tous les 5-6 mètres, dans le sens de la largeur.

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