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Chapitre II - Principes de conservation des denrées

2.1. Notion de qualité
2.2. Principes de conservation

2.1. Notion de qualité

2.1.1. Généralités
2.1.2. Échantillonnage
2.1.3. Critères de qualité

2.1.1. Généralités

Toute entreprise de stockage des grains nécessite la connaissance de certaines de leurs caractéristiques physiques dont la plus importante est certainement l'humidité. De plus, les produits agricoles, destinés à la consommation directe ou à des industries de transformation (meunerie, amidonnerie, rizerie, etc.) sont l'objet de transactions commerciales et doivent répondre à un certain nombre de critères de qualité.

L'organisme stockeur recherche des grains ayant une bonne aptitude au stockage, il s'intéresse donc à l'humidité, à la température, au taux d'impuretés, au taux d'infestation par les insectes, au taux d'infestation par les moisissures.

Les industries de transformation recherchent, elles, des lots de grains homogènes, ayant une bonne valeur alimentaire, nutritive et technologique. Ce cloisonnement n'est évidemment pas strict car pour des raisons commerciales ou tout simplement parce que c'est une de ses raisons d'être (offices nationaux), l'organisme stockeur doit aussi s'intéresser à la valeur alimentaire des produits qu'il met sur le marché.

Les critères de qualité des industries de transformation sont relativement bien définis et peuvent être retenus comme critères de sélection dans le domaine de l'amélioration génétique. Dans les pays en développement une grande partie de la production étant auteconsommée, la définition de ces critères est beaucoup plus délicate.

2.1.2. Échantillonnage

Il est impossible de connaître les caractéristiques d'une masse de grains dans son ensemble. On doit donc se limiter à l'étude d'un échantillon dont la qualité première doit être sa représentativité: c'est là tout le problème de l'échantillonnage, ensemble des opérations qui, à partir d'une masse de grains, permet d'obtenir un échantillon sur lequel sont faites les analyses.

2.1.2.1 Prélèvements

La prise d'échantillons élémentaires et leur homogénéisation permet d'obtenir un échantillon global, lequel peut au besoin être réduit pour être aisément manipulable en laboratoire. La masse de l'échantillon est fonction des analyses auxquelles il doit être soumis (la quantité nécessaire à la détermination du poids spécifique est supérieure à celle nécessaire à l'étude des infestations d'insectes).

Plus un lot est hétérogène et plus il est nécessaire de prendre un grand nombre d'échantillons pour en avoir une bonne représentation. A la limite, un lot parfaitement homogène ne nécessiterait la prise que d'un seul échantillon.

a) DENRÉES EN SACS

- Nombre de prélèvements

Il est fonction du nombre de sacs livrés:

Exemple: Sur 250 sacs: 16 sacs devront être échantillonnés.

- Modes de prélèvement

Les prises d'échantillons s'effectuent par vidage des sacs ou, plus couramment, par sondage.

Par vidage des sacs

Les sacs retenus sont vidés sur une aire cimentée propre ou sur une bûche. Après brassage, le contenu de chaque sac est étalé en une couche mince, d'une épaisseur de 10 cm au plus. Une prise d'essai de 1 kg environ est prélevée au hasard de chaque lot ainsi constitué. Quel que soit le mode de prélèvement des échantillons, l'ensemble des différentes prises d'essai est bien mélangé pour constituer l'échantillon global. Enfin ce dernier est divisé en sous-échantillons sur lesquels seront effectués les analyses et les contrôles prévus.

Le vidage complet du sac peut être intéressant pour une première analyse visuelle rapide de la qualité du produit livré (propreté, etc.).

Par sondage

C'est une méthode plus couramment employée car elle ne nécessite pas l'ouverture des sacs. Les prises sont effectuées au hasard dans les différentes parties des sacs retenus. Lorsque le nombre de sacs vérifiés représente 10 % du lot, la quantité à prélever sera d'environ 50 g par 100 kg; dans le cas où le contrôle porte sur plus de 10 % des sacs présentés, la quantité à prélever pourra être inférieure à 50 g pour 100 kg sans toutefois qu'elle puisse être réduite à une quantité ne permettant pas de les analyser (au minimum 500 g).

Les matériels utilisés pour les prélèvements sont des sondes à sacs (sondes courtes). Il en existe de très nombreux types suivant les produits à échantillonner (Fig. 14).

b) DENRÉES EN VRAC

On pourra distinguer les prélèvements sur produit à l'arrêt (livraison par remorque ou camion, ou produit en stock) et les prélèvements sur produit en mouvement (vidange des camions, manutention des grains...).

- Grains à l'arrêt

Nombre de prélèvements

- jusqu'à 15 t: 5 prélèvements élémentaires,
- de 15 t à 30 t: 8 prélèvements élémentaires,
- de 30 t à 50 t: 11 prélèvements élémentaires.

Si le lot est très hétérogène, le nombre de prélèvements peut être augmenté jusqu'à 1 prélèvement élémentaire par 5 t et 10 prélèvements au minimum.

Points de prélèvement

Modes de prélèvement

Dans bien des cas le prélèvement s'effectue en surface, avec une puisette à main ou tout autre récipient de faible capacité. Cette technique rapide n'est pas particulièrement satisfaisante car, au cours du transport, une ségrégation a pu s'établir entre les différents éléments d'un lot. Les grains cassés et les fines ont tendance à se concentrer au fond de la benne et sur les bords. Il est donc préférable de faire un prélèvement sur toute la hauteur de la masse à l'aide de sondes.

On distingue les sondes manuelles moyennes à différents compartiments, les sondes manuelles motorisées, et les sondes automatiques.

Il existe deux types de sondes manuelles motorisées: les sondes à vis électriques et les sondes pneumatiques.

Les sondes automatiques constituent généralement un matériel sophistiqué et lourd (mise en place d'un portique) uniquement utilisé au niveau de silos importants.

- Grains en mouvement

L'expérience montre que c'est par des prélèvements sur du grain en mouvement que l'échantillonnage est le plus précis et c'est en prélevant la totalité du flux de grain pendant une fraction de temps que l'échantillon est le plus représentatif.

Prélèvement manuel

Il peut être effectué à la vidange des remorques avec du matériel simple et peu onéreux (pelle à grains ou puisette). Sachant qu'une ségrégation a pu s'établir dans la masse du produit au cours du transport (fines sur les bords, grains cassés au fond, etc.) le prélèvement - pendant une vidange lente et régulière - s'effectue en balayant toute la largeur du flot de grains. Plusieurs prélèvements peuvent être faits au cours de la vidange.

Prélèvement automatique

Il existe différents types de préleveurs automatiques. Le prélèvement doit s'effectuer sur la totalité du flux pendant un certain laps de temps. Ces matériels à traversiers ou à coupoirs sont généralement situés dans les conduits verticaux ou obliques des circuits de grains; ils sont conçus pour des prélèvements sur du grain sec et relativement propre (Fig. 18 et 19).

2.1.2.2. Matériels utilisés pour le prélèvement d'échantillons

- Prélèvement manuel

Par pelles, puisettes ou sondes ouvertes ou compartimentées.
Équipement simple et peu coûteux.
Efficacité relative (facteur humain).

SONDES MANUELLES MOTORISÉES

Fig. 16: Sonde pneumatique. (D'après ITCF.)

Prélèvement automatique

Fig. 18: Principe général d'un préleveur traversier sur masse en mouvement. (D'après ITCF.)

Fig. 19: Préleveur automatique GAMET. (Doc. Tripette et Renaud.)

2.1.2.3. Réduction de l'échantillon

L'échantillon global, obtenu après homogénéisation des différents prélèvements pourra dans certains cas être relativement important. Pour le réduire à une taille adaptée aux différentes analyses à effectuer en conservant sa représentativité, il faut utiliser des techniques de division:

- Méthode «du cône»

Elle consiste à mettre le prélèvement en tas et à séparer ce tas en 2 ou 4 parties qui constituent autant d'échantillons.

Cette technique simple, ne nécessite aucun matériel, mais peut entraîner des erreurs.

- «Diviseur Boerner» ou échantillonneur-diviseur conique

Il est formé d'un cône au sommet duquel tombe l'échantillon. A la périphérie du cône les grains sont recueillis en 36 filets qui sont regroupés ensuite et recueillis à la base sur 2 sorties. Ce type de diviseur convient pour un prélèvement ne comportant pas trop de fragments végétaux (Fig. 21).

Fig. 21: Éléments constitutifs du diviseur BOERNER.

Fig. 22: Schéma d'un diviseur à rifles (TPI).

Des prototypes, du type diviseur BOERNER, plus gros, Sont actuellement à l'étude pour permettre la division du contenu d'un sac entier.

- Diviseur à rifles

Cet appareil, constitué de plusieurs cases permet de diviser l'échantillon en deux. Il est notamment utilisé pour la division d'échantillons de semences. Toutes les parties de l'appareil sont visibles et facilement accessibles.

Enfin dans les centres où l'on effectue des prélèvements en continu (voir plus haut), on peut adjoindre à l'échantillonneur un diviseur qui sépare le flux de grain en deux ou trois flux représentant au total le 1/10 du flux principal.

2.1.3. Critères de qualité

2.1.3.1. Caractéristiques physiques

- La teneur en eau du grain

C'est un facteur essentiel à connaître pour stocker sans risques et pour acheter ou vendre au juste prix.

Des méthodes empiriques (dureté des grains, tintement dans une boîte métallique, odeur, fluidité) sont encore souvent utilisées mais elles sont subjectives et peuvent se révéler dangereuses. La stabilité des grains ne pouvant être obtenue que pour des valeurs précises de l'humidité que seules des méthodes scientifiques peuvent fournir.

Les appareils de dosage de l'humidité mesurent des phénomènes physiques qui varient selon la teneur en eau

• perte de poids par séchage poussé;
• conductivité et constante diélectrique des grains;
• humidité relative de l'air interstitiel, en équilibre avec le produit.

Les différents doseurs d'humidité sont décrits au chapitre VI.

Ces appareils, bien que présentant encore certains défauts, devraient voir leur emploi se généraliser notamment au niveau des organismes de collecte.

Il est d'autre part souhaitable que ces derniers rémunèrent les producteurs en tenant compte de l'humidité des produits livrés.

- Le poids spécifique

Pour certaines céréales et notamment le blé, on détermine un poids spécifique qui est le poids d'un hectolitre (100 l) de grains y compris les impuretés et l'eau. Cette mesure, réalisée en France à l'aide d'une trémie conique de 50 l, permet une appréciation globale de l'humidité, la propreté et la maturité du grain.

- Les impuretés

On qualifie d'impuretés:

• les matières inertes représentées par les débris végétaux (rafles, pailles...), les éléments minéraux (graviers, sables...), ou animaux (insectes, débris animaux), des matières diverses (éléments métalliques...), excréments de rongeurs...;

• les graines étrangères constituées par d'autres céréales ou des graines d'autres familles, toxiques ou non toxiques;

• les grains présentant une altération. Par exemple, pour le maïs les grains brisés, les grains avariés ou moisis, les grains de coloration anormale (échauffés), les grains attaqués par les déprédateurs, les grains germés...

Ces impuretés ont une action néfaste au niveau du stockage: des morceaux de tiges ou des grains brisés par exemple peuvent favoriser le développement des insectes et des micro-organismes. Elles sont également indésirables au niveau de la transformation des produits. Les impuretés peuvent d'autre part fausser la mesure de l'humidité et du poids spécifique.

La détermination des impuretés est faite en laboratoire, par exemple pour le mais, sur un échantillon de 200 g. Par tamisage et analyse visuelle, les différentes impuretés sont séparées, classées et pesées pour obtenir le taux d'impureté. Pour cela on utilise des tamis de laboratoire à tôle perforée (trous ronds de 4,5 mm pour le mais par exemple).

Pour tout produit, il existe des seuils de tolérance au-dessus desquels des réfactions de prix interviennent. En France, par exemple pour le maïs:

2.1.3.2. Critères de qualité d'utilisation des grains

Ces critères permettent de définir les valeurs alimentaires, nutritives ou technologiques des grains.

- Qualité sanitaire

• Absence de toxines. Rappelons que les altérations par les moisissures peuvent avoir des conséquences importantes: + mycotoxicoses (cirrhoses, cancer du foie).

• Altération du goût des produits (fèves de cacao, grains de café...

• Absence de résidus de pesticides.

Les dosages des mycotoxines et des résidus de pesticides sont réalisés par des laboratoires spécialisés.

- Valeur nutritive du produit

• Dosage biochimique des éléments nutritifs.
• Tests de croissance sur animaux.
• Tests de dégustation. Les produits doivent présenter des caractères organoleptiques adaptés aux habitudes alimentaires.

Délicate à établir, la valeur nutritive n'est pas actuellement prise en compte dans les transactions commerciales.

- Valeur technologique

Les critères de valeur technologique des produits sont différents selon les industries de transformation auxquelles ils sont destinés.

Parmi ces critères l'un, commun à tous les produits, est l'homogénéité des lots. Pour obtenir un produit (farines, semoules, etc.) de qualité standardisée et constante, les industries de transformation ont besoin d'un produit de départ ayant les mêmes qualités. Ceci est pratiquement impossible avec la commercialisation en sacs laquelle ne permet pas le nettoyage, le triage et le classement en lots homogènes ce qui constitue un handicap important à la substitution de céréales importées par les céréales locales.

2.2. Principes de conservation

2.2.1. Techniques classiques
2.2.2. Techniques récentes

Dans le premier chapitre, nous avons largement décrit quels étaient les facteurs de dégradation des denrées stockées.

Les techniques mises en œuvre pour assurer une bonne conservation sont celles qui agissent sur ces différents facteurs

2.2.1. Techniques classiques

Nous qualifions ainsi le séchage et la ventilation qui sont les techniques les plus fréquemment employées pour éviter la dégradation des denrées stockées.

Le rôle du séchage est de déshydrater rapidement les grains jusqu'à une humidité assez basse pour que leur métabolisme et celui des micro-organismes associés soit très fortement ralenti.

La ventilation peut être utilisée à plusieurs fins:

- éviter l'échauffement des grains en évacuant au fur et à mesure la chaleur qu'ils peuvent produire;

- refroidir le grain par paliers (avec de l'air ambiant ou de l'air refroidi). On parle alors de «ventilation de refroidissement»;

- maintenir du grain humide en état avant son séchage. Cette ventilation peut même permettre une légère dessication;

- intervenir dans le système dit de «dryération» ou refroidissement lent différé.

Ces techniques sont caractéristiques des pays tempérés. Dans les régions chaudes, la «ventilation de refroidissement», notamment avec de l'air ambiant, est peut-être plus difficile à mettre en œuvre, cependant cette technique peut être appliquée dans les zones disposant, à certains moments, de températures inférieures à celle du stock.

Dans les chapitres qui suivent, nous reviendrons largement sur ces deux principes importants. Nous verrons également qu'il existe une grande diversité de matériels de séchage et de ventilation dont l'utilisation est conditionnée par la nature et l'état du produit à traiter. Néanmoins, la caractéristique commune à tous ces matériels est de forcer l'air à traverser le produit pour en modifier les caractéristiques d'humidité et de température.

2.2.2. Techniques récentes

- Conservation en atmosphère confinée

Ce n'est pas à proprement parler une technique récente. Elle est utilisée de façon traditionnelle dans certaines régions (greniers souterrains). Elle consiste à conserver les grains dans une structure étanche. En consommant de l'oxygène et en rejetant du gaz carbonique, la respiration des grains (et des micro-organismes) crée un milieu asphyxiant pour les insectes qui sont tués lorsque le taux d'oxygène est inférieur à 2 % (BANKS, 1979).

On agit donc sur le facteur «composition des gaz du milieu».

Quelques exemples de structures utilisant ce principe

• bidons métalliques,
• «wallers bin» (ou cellule de Chypre),
• silos souterrains argentins.

- Conservation sous gaz neutre

Dans la méthode précédente, la modification de la composition de l'atmosphère interne se fait progressivement au fur et à mesure de la respiration de la masse.

Cette lenteur peut permettre un certain développement des insectes et d'autre part le principe n'est pas applicable sur des denrées inertes (fèves de cacao).

Le stockage sous gaz neutre va consister à remplacer rapidement l'air interstitiel par un gaz inerte (azote ou mélange azote-gaz carbonique). Cette technique est utilisée en Côte d'Ivoire pour le stockage du cacao mais également de céréales où les produits sont conservés en cellules métalliques soudées mises sous gaz neutre (N₂: 85 %; CO₂: 13 %; O₂: 2 %).

- Conservation sous vide

Le principe est connu depuis longtemps. L'application du vide tue les insectes et son maintien stoppe le développement des microorganismes. Actuellement deux techniques sont à l'étude:

• Stockage en grandes poches polyéthylène

Une première expérimentation réalisée au Cameroun sur du cacao a montré une bonne conservation après 20 mois de stockage. Une étude technico-économique de cette méthode est actuellement menée en Côte d'Ivoire.

• Stockage en petits sacs plastiques aluminisés

Des essais ont été conduits au Sénégal pour étudier la conservation sous vide de semences de céréales et de légumineuses. Cette technique pourrait permettre la constitution de stocks de sécurité de semences et une ligne pilote de conditionnement d'arachides a été installée.

- Conservation par le froid

Le développement des insectes est arrêté au-dessous de 10° C. Le développement des micro-organismes et le métabolisme propre des grains sont considérablement ralentis aux basses températures.

Le froid est couramment utilisé en agriculture pour la conservation des produits animaux (viandes, poissons, lait...) et des produits végétaux (fruits et légumes). Il peut également être utilisé pour la conservation des céréales et notamment des semences (conservation en magasins réfrigérés).

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