7. Le stockage des céréales à grande échelle - La technologie des silos

• Résumé/ Summary
• Introduction
• Les différents types de construction
• La réception, l’échantillonage, le nettoyage, le séchage et la ventilation du grain
• La lutte contre les ravageurs des stocks
• Bibliographie

S’agissant du stockage commercial à grande échelle, la question est toujours de savoir si le stockage en sacs est faisable et s’il est économique, ou si le stockage en vrac offre au contraire une alternative plus rentable. Dans le tableau suivant (d’après Williams & Gracey, 1994, modifié), les deux techniques sont comparées sur la base de différents critères:

De cette comparaison, on peut conclure que le stockage en silo est toujours indiqué quand on a de grandes quantités à stocker durant des périodes relativement courtes. Dans les contextes où le coût de la main-d’oeuvre est faible et où la manutention d’installations sophistiquées peut poser des problèmes, ce qui est le cas à Madagascar, le stockage en sacs est souvent l’alternative appropriée, même pour des quantités assez importantes.

Il existe pour le stockage en vrac différents types de structures. On trouve, d’une part, les magasins-vrac, appelés parfois silos horizontaux. Il s’agit généralement de vastes magasins construits en béton armé, en brique ou en tôle métallique. Les magasins-vrac occupent une surface plus importante que les silos verticaux. Ils doivent être équipés de murs suffisamment résistants pour soutenir la pression causée par le poids des grains. Simultanément, les murs doivent protéger le grain contre les fluctuations de température afin de limiter les effets de la condensation, laquelle peut entraîner la formation de moisissures accompagnée de pertes importantes, y compris le risque de développement de Mycotoxines. En cas de transformation d’un magasin quelconque pour le stockage en vrac, il est nécessaire de prévoir des cloisons en bois.

Souvent, ces magasins-vrac sont divisés à l’intérieur afin de faciliter la manutention. Les capacités varient généralement entre 1.000 t et 20.000 t, mais peuvent également atteindre 60.000 t par magasin (sans séparations). De telles capacités sont toutefois difficiles à gérer (Williams & Gracey, 1994). La distribution des grains à l’intérieur, lors du remplissage, nécessite l’emploi de convoyeurs à bande ou d’autres installations adéquates.

Quand on parle de silos, on pense généralement aux silos verticaux. Ceux-ci existent en métal et en béton armé et possèdent des capacités de 10 t à 2.000 t par cellule. Il existe par ailleurs des silos plus petits au niveau de la ferme. Les silos à grande capacité, qui comportent de nombreuses cellules, peuvent contenir plus de 100.000 t de céréales (Williams & Gracey, 1994).

Les silos de petite à moyenne capacité (jusqu’à 250 t environ) sont pour la plupart d’une construction assez légère, en grillage métallique doublé par une toile métallique ou plastique, en tôles métalliques, en fibrociment ou en bois. Les petits silos sont habituellement placés sous abri. La manutention se fait généralement par vis sous tube.

Les silos à grande capacité peuvent être en métal ou en béton armé. La construction doit satisfaire aux normes définies afin de pouvoir supporter les pressions énormes exercées par les denrées contre les parois, en particulier lors du remplissage et de la vidange. Ces pressions sont la conséquence du frottement des grains entre eux et sur la paroi et peuvent même causer des pulsations violentes. Afin d’éviter que les structures ne soient endommagées, il existe différentes solutions techniques, telles que l’introduction de tubes antidynamiques dans les cellules (Roberts, 1994).

Ces silos sont toujours équipés des installations nécessaires pour la pesée, la manutention, le nettoyage, le séchage, la ventilation et la supervision, ce qui permet la gestion de grandes quantités de grains par des équipes très réduites. Les silos donnent des résultats satisfaisants pour le stockage sur de courtes périodes. Selon l’expérience des spécialistes allemands, les silos à grande capacité deviennent rentables à partir de 13 rotations par an (Gwinner et al., 1996). Dans les pays tropicaux, il n’est pas rare que l’on rencontre des problèmes dus à la condensation dans des silos métalliques mal entretenus. Les causes les plus fréquentes sont l’emmagasinage de grains trop humides, le manque de ventilation et le stockage prolongé dans ces conditions.

Figure 1. Principe du tube antidynamique
(D’après Anonyme, 1974)

Les cellules hermétiques semi-enterrées, qui ont déjà apporté la preuve de leur efficacité en Amérique du Sud avant la Seconde Guerre mondiale, sont des installations spéciales. Des modèles améliorés ont été construits par la suite à Chypre et au Kenya. Il s’agit de fosses bétonnées trapézoïdales, recouvertes d’une toiture en béton et offrant une capacité de 1.400 t. En raison de leur étanchéité, ces cellules permettent un stockage prolongé du fait que les insectes nuisibles éventuellement présents à l’intérieur meurent par asphyxie (Navarro et al., 1994).

Les différents types de silos sont décrits en détail dans certains ouvrages spécialisés, dont Anonyme, 1974, Newman, 1994, Williams & Gracey, 1994 et Reimbert & Reimbert, 1988.

Figure 2. Schéma d’une cellule hermétique semi-enterrée
(D’après Anonyme, 1974)

La première étape, dans la réception des grains, est la pesée. Dans les petites unités de stockage, on utilise des systèmes comme la pesée sac par sac, ou encore des ponts-bascules pour véhicules. Pour les structures à grande échelle, la pesée sur bande en continu est le dispositif le plus couramment utilisé. Il enregistre en permanence le poids de la marchandise pendant son passage sur une bande transporteuse.

La vis sous tube offre le moyen de manutention le plus simple et le plus économique pour les céréales en vrac dans les structures de taille moyenne. Outre les éléments d’entrée et de sortie, l’appareil consiste dans une vis d’Archimède en rotation, qui tourne à environ 80 tours par minute dans un tube cylindrique en métal.

Dans les structures à grande échelle, on trouve souvent des élévateurs à godets, qui permettent de lever les grains jusqu’à une hauteur de 50 m. Cet élévateur se compose principalement d’une sangle sur laquelle sont fixés des godets.

Figure 3. Elévateur à godets
(D’après Anonyme, 1974)

Pour le transport horizontal, c’est le convoyeur à bande qui demande le moins d’énergie. Le grain est transporté sur une bande en caoutchouc très résistante circulant sur des rouleaux en V.

Figure 4. Convoyeur à bande
(D’après Anonyme, 1974)

La manutention horizontale de grandes quantités se fait en général par des transporteurs à chaîne, composés d’une chaîne à barrettes se déplaçant dans un carter fermé.

Figure 5. Chaîne à barrettes
(D’après Anonyme, 1974)

Pour le chargement et le déchargement des véhicules, il existe par ailleurs différents systèmes de transport pneumatiques utilisant des courants d’air dans des tubes fermés.

Tous ces systèmes de manutention, et d’autres encore, sont décrits dans des ouvrages comme Anonyme, 1974 et Williams & Gracey, 1994.

Lors de la manutention, des échantillons sont prélevés sur la base des critères de l’échantillonnage représentatif. Cette opération est effectuée à la main dans les petites entreprises, ou automatiquement dans les grandes installations. L’échantillonnage permet de déterminer le degré d’impureté, la teneur en humidité, l’infestation par des insectes et des champignons et, suivant la nature de la marchandise, divers autres critères qualitatifs.

Un nettoyage est nécessaire après réception. Ce nettoyage se pratique au moyen d’appareils que l’on peut classer en trois catégories. Le premier type est le tarare, dans lequel le grain passe devant un courant d’air produit par un ventilateur-souffleur. Ces tarares ont généralement un faible débit.

Ensuite, il y a les prénettoyeurs, qui existent en deux modèles: le prénettoyeur circulaire, qui enlève seulement les impuretés plus légères que les grains, et le prénettoyeur en tambour, qui fonctionne en deux étapes et élimine les impuretés grossières ainsi que les éléments fins.

Le nettoyage à grand débit se fait avec des nettoyeurs-séparateurs. Dans ces appareils, les grains passent par différents stades, au cours desquels un nettoyage profond, englobant également le dépoussiérage, est assuré.

On trouvera dans Anonyme (1974) et Williams & Gracey (1994) des descriptions plus précises d’appareils de nettoyage.

Figure 6. Tarare
(D’après Anonyme, 1974)

Figure 7. Prénettoyeurs circulaires
(D’après Anonyme, 1974)

Figure 8. Nettoyeur-séparateur
(D’après Anonyme, 1974)

Si le grain possède une teneur en eau trop élevée lors de la livraison, un séchage avec des générateurs d’air chaud sera effectué avant la mise en stock. On utilise à cette fin des brûleurs, des chambres de combustion et des ventilateurs. Pendant le stockage, une aération contrôlée est requise, surtout dans les conditions climatiques tropicales, afin d’éviter l’accumulation d’eau aux endroits où une condensation peut avoir lieu. Pour cela, on utilise des systèmes équipés de puissants ventilateurs.

Dans les magasins-vrac, la probabilité d’infestation par les insectes nuisibles ou les rongeurs est plus grande que dans les silos verticaux, qui peuvent être construits de façon plus étanche que les premiers cités. Dans ces silos notamment, la lutte contre les ravageurs s’avère généralement facile. Les conditions régnant à l’intérieur ne sont pas très favorables à la plupart des ravageurs en raison du manque d’oxygène et du taux de gaz carbonique élevé. Une bonne gestion de la ventilation est aussi très efficace pour limiter le développement des organismes nuisibles (Noyes et al., 1994).

Comme il a été décrit plus haut (Echantillonnage), des échantillons sont prélevés lors de la réception des céréales afin de déterminer la pureté, l’humidité et la qualité des grains, ainsi que de déceler une attaque éventuelle par des insectes. Après la mise en stock, un suivi automatique de la température et de l’humidité est suffisant pour permettre de détecter tout problème lié au développement d’insectes, mais également de moisissures (Noyes et al., 1994), du fait que tous ces organismes produisent de la chaleur et de l’eau à la suite de leurs activités métaboliques.

La désinsectisation se fait facilement, soit par traitement préventif avec un insecticide de contact ou par fumigation à la Phosphine. Si la marchandise est déjà infestée au moment de la livraison, on ajoute le fumigène dès le remplissage, et cela au moyen de distributeurs automatiques conçus pour les comprimés et les sachets d’Hydrogène phosphoré.

En cas d’infestation détectée en cours de stockage, il est facile de mettre toute la cellule sous gaz grâce aux excellentes propriétés de distribution de la phosphine (Anonyme, année inconnue). Les grands silos sont généralement construits de façon suffisamment étanche pour permettre des fumigations efficaces, n’impliquant qu’un minimum de frais d’étanchéité.

Certains silos, comme les cellules hermétiques semi-enterrées, permettent un stockage à l’abri de l’air excluant totalement les problèmes d’infestation par les insectes.

Anonyme, sans année. Fumigations à l’hydrogène phosphoré. Detia, Laudenbach, 56 pp.

Gwinner J., R. Harnisch & O. Mück, 1996. Manuel sur la manutention et la conservation des grains après récolte. GTZ Eschborn, 368 pp.

Navarro S., J. E. Donahaye & S. Fishman, 1994. The Future of Hermetic Storage of Dry Grains in Tropical and Subtropical Countries, pp. 130 - 138 dans: Highley, E., E. J. Wright, H. J. Banks & B. R. Champ (Edit.): Stored Product Protection. Proceedings of the Sixth International Working Conference on Stored-product Protection. Canberra.

Newman C., 1994. Bulk Storage, pp. 165 - 188 dans: Proctor, D. L. (Edit.): Grain Storage Techniques. FAO Rom, 277 pp.

Noyes R. T., G. W. Cuperus & P. Kenkel, 1994. Using Controlled Aeration for Insect and Mould Management in the South-Western United States, pp. 323 - 334 dans: Highley, E., E. J. Wright, H. J. Banks & B. R. Champ (Edit.): Stored Product Protection. Proceedings of the Sixth International Working Conference on Stored-product Protection. Canberra.

Reimbert & Reimbert 1988. The Technology of Silo Construction in Europe, pp. 778 - 817 dans: Multon, J. L. (Edit): Preservation and Storage of Grains, Seeds and their By-products. New York, 1095 pp.

Roberts A. W., 1994. Developments in Silo Design for the Safe and Efficient Storage and Handling of Grain, pp. 259 - 280 dans: Highley, E., E. J. Wright, H. J. Banks & B. R. Champ (Edit.): Stored Product Protection. Proceedings of the Sixth International Working Conference on Stored-product Protection. Canberra.

Williams D. B. & A. D. Gracey, 1994. Maintenance and Operation of Bulk Grain Stores. FAO Rome, 154 pp.