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Choix technologiques

Choisir un séchoir approprié: réflexions sur l'approche méthodologique
Caractéristiques technico-économiques des séchoirs: un choix selon chaque situation
Déshydratation osmotique et séchage friture: deux innovations possibles
Séchoir coquillage
Séchoir tunnel à gaz type Cartier
Séchoir gaz Atesta
S'échoir industriel à déshumidification
Produits céréaliers: quelle technologie pour le séchage?

Quelle technologie de séchage, adaptée à l'environnement de l'entreprise, choisir pour répondre au marché? Cette question centrale a été illustrée par plusieurs interventions montrant la nécessité de dépasser les approches uniquement techniques trop longtemps dominantes. Les équipements de séchage les plus diffusés aujourd'hui en Afrique ont été présentés sur la base d'analyses technico-économiques et qualitatives. Les potentialités de la déshydratation osmotique et du séchage friture, le besoin de solutions adaptées au séchage de nouveaux produits - céréales transformées - ont montré que le développement et la diffusion de technologies innovantes sont plus que jamais nécessaires.

Choisir un séchoir approprié: réflexions sur l'approche méthodologique

La réflexion qui s'impose au promoteur africain en matière de choix technologique pour l'installation d'un séchoir est souvent "problématique". A la question "Quel séchoir me conseillez-vous pour produire 5 T / mois de fruits séchés?", un organisme de développement répond que le seul critère de productivité n'est pas suffisant. Méthode pour mieux choisir..

Un opérateur désireux d'acquérir un outil de séchage rencontre souvent les mêmes difficultés à chaque étape de son projet, notamment en matière d'information technico-économique sur le contexte local (entre prises, marchés et équipements existants), d'accompagnement technique au démarrage (étude de faisabilité, aide à la décision), d'ingénierie technique spécialisée (dimensionnement, conception / recherche d'équipements) et d'offre d'équipements locaux fiabilisés (ensembliers, fournisseurs d'équipements).

Dans le milieu des intervenants techniques sur ce secteur (ONG, bureau d'études, centres de recherche développement, équipementiers... les spécificités de chacun ne permettent pas toujours de répondre à l'ensemble des problèmes posés par l'installation d'un outil de séchage. On retrouve souvent parmi les freins mis en avant par les "développeurs": la haute technicité des équipements en provenance des pays industrialisés (maîtrise, fiabilité, maintenance), les risques du transfert technologique dit "clés en main", l'insuffisance d'une approche techniciste et la difficulté à appréhender les logiques et les évolutions des entreprises locales.

Pas de choix universel

Il n'existe pas de mécanisme universel dans le choix technologique. Des diverses études de cas et présentations faites, il ressort qu'il est difficile d'avoir des éléments indiscutables de validation et de comparaison entre les différents modèles de séchoirs. Soit l'outil de séchage est encore en phase d'expérimentation et de validation en condition d'utilisation réelle au sein d'une unité, soit il est difficile d'extrapoler les résultats en zone climatique différente, pour un produit différent. Des données tirées de l'utilisation en conditions réelles restent à fournir en toute objectivité: la durée de vie, les coûts d'entretien, le coût énergétique par kilogramme d'eau extrait pour un produit donné, le niveau minimal d'utilisation pour atteindre la rentabilité hors frais financiers pour un marché donné. La diversité des exemples d'implantation d'unités de séchage montre que, dans chacun des cas, l'itinéraire d'acquisition de l'outil de production est chaque fois innovant.

Lorsque l'on étudie le choix technologique à faire pour un porteur de projet, on ne peut envisager sa validité sur les seules caractéristiques de l'équipement technique. On préférera s'appuyer sur la notion de "système technique". Un outil de séchage, qu'il soit rudimentaire ou perfectionné, s'insère avant tout dans un système de production dont les autres éléments sont l'homme et la matière. Pour que ce système soit productif, il faut que chaque relation interdépendante homme/outil/ matière soit fonctionnelle.

Une approche globale

Souvent, l'approche suivie pour définir un système de séchage est partielle. Seuls quelques paramètres sont pris en compte comme une matière première à valoriser, la disponibilité en énergie solaire, une expérience similaire concluante... Les aspects "aval" de la production (marchés cibles, réseaux de distribution) sont trop souvent peu abordés. Une approche globale "filière" qui vise à considérer le système de séchage au centre de 6 composantes que sont: l'amont, l'aval, le milieu extérieur, l'énergie, la construction, l'utilisation, est nécessaire. Toutefois, la difficulté d'une telle approche consiste à évaluer avec suffisamment de finesse les potentialités et les contraintes de chacune des composantes qui conditionnent la faisabilité de l'ensemble.

Accompagner les projets

L'environnement d'un projet est souvent complexe. Il y a le projet conduit par un seul homme, voire un petit groupe de personnes, qui choisit de travailler de manière autonome jusqu'à la réalisation de son unité et du séchoir associé, avec le risque de se retrouver en décalage avec la réalité technico-économique du secteur. Il y a aussi le projet soutenu dès sa genèse par plusieurs partenaires extérieurs (technique ou financier), le risque est alors de voir se confondre les responsabilités et la maîtrise d'œuvre se disperser entre les acteurs. A l'heure actuelle, se dessine une voie intermédiaire autour de la notion d'accompagnement. Un partenariat qui se veut plus qu'une prestation de services ponctuelle, mais un réel appui d'aide à la décision. Un partenariat qui s'adapte au processus évolutif d'un projet et facilite pour le porteur du projet la levée des blocages successifs.

Caractéristiques technico-économiques des séchoirs: un choix selon chaque situation

La complexité du choix technologique vient du fait qu'il repose sur beaucoup de composantes souvent interdépendantes. Mais souvent, les contraintes ou priorités fixées par les acteurs ou le milieu réduisent le choix à un nombre limité de modèles, voire un modèle unique. Dans ce cas, il convient de connaître les limites de l'outil pour mesurer les risques d'échec et pouvoir anticiper l'évolution de l'activité.

Si nous prenons le cas du séchage solaire passif, nous savons que, par ce procédé, l'activité est limitée à la période d'ensoleillement maximal (trois mois en saison sèche au Burkina) et la maîtrise du séchage est tributaire du soleil; le risque microbiologique est fort car la vitesse de séchage est faible; les qualités du produit fini sont hétérogènes du fait de la technique de séchage (convection naturelle, rayonnement direct); enfin la capacité unitaire de production est faible, ce qui oblige à multiplier les modules pour avoir une grande capacité. Ces limites restreignent le champ d'application de ce type de séchage aux activités artisanales pour un marché local. Il ne peut être utilisé pour le commerce mondial qui exige un produit fini standardisé, avec une qualité microbiologique propre à la consommation de masse, un prix de vente concurrentiel et une souplesse d'adaptation.

Du plus petit..

Les micro-opérateurs, travaillant avec des produits maraîchers destinés à l'autoconsommation ou à la vente sur les marchés locaux, ont à leur disposition deux types de séchoirs selon la zone climatique dans laquelle ils évoluent. En zone sahélienne, le séchoir "coquillage" est le plus répandu. En zone humide, les séchoirs "cadre" en couverture transparente plastique semblent plus recommandés, mais aucun niveau de grande diffusion n'a été répertorié à l'heure actuelle pour ce type d'outil, mise à part l'expérience du Natural Ressource Institute en Ouganda. A cette échelle d'intégration des outils technologiques, des efforts d'accompagnement, avec des séances de formation ou de recyclage, adaptées à un public non technologue, semblent nécessaires pour permettre une valorisation maximale de l'outil.

Pour un usage essentiellement commercial et pour des produits à faible valeur ajoutée destinés majoritairement aux marchés africains, les opérateurs ont recours à des séchoirs de moyenne capacité. Il s'agit de séchoirs "cabane" ou "serre" pour les céréales au Sénégal ou pour les cossettes d'igname au Congo, de séchoirs à gaz à convection naturelle ou par brassage de l'air de l'enceinte de séchage, ou de séchoirs à biomasse avec chauffage de l'enceinte de séchage. Ces séchoirs sont conçus et installés en tenant compte de l'énergie et des matériaux de construction disponibles localement pour obtenir un coût d'investissement et de fonctionnement le plus bas possible. Ils ont l'inconvénient d'avoir des marges de contrôle et de régulation du séchage limitées.

...au plus grand

Les séchoirs de grande capacité sont utilisés pour des produits à haute valeur ajoutée dont la première qualité est destinée à l'exportation. Ils ont un contrôle affiné des paramètres de séchage. Pour répondre à ce marché, d'autres outils de séchage existent. Trois catégories sont couramment utilisées en Afrique.

Les séchoirs dits "appropriés" ou "endogènes": issus d'une approche locale et conçus en grande partie sur le terrain, ils sont essentiellement de petite capacité, en matériaux locaux et de faible technicité. lis privilégient la convection naturelle ou faible ventilation, l'énergie disponible (solaire ou mixte) et un fonctionnement discontinu. Certains peuvent répondre dans un premier temps à la demande, mais s'avèrent obsolètes, dès que le niveau d'exigence en qualité et capacité augmente.

Les séchoirs importés dits "clés en main": outils de la technologie industrielle, ils sont conçus par des équipementiers du pays exportateur, sur la base d'une demande plus ou moins précise. Souvent de haute technicité, ils privilégient la performance technique et l'automatisme. D'un coût d'investissement élevé, ils demandent une assistance technique forte au démarrage et des compétences techniques locales pour l'installation, la conduite et la maintenance. Ils sont techniquement fiables pour répondre au cahier des charges du produit fini, mais exigent un contexte d'implantation souvent difficile à obtenir.

Les séchoirs dits "intermédiaires": ce concept, novateur, consiste à partir d'un modèle de séchoir déjà utilisé dans un contexte similaire et reconnu pour sa capacité d'adaptation (rusticité, souplesse) pour le réaliser au maximum localement. Cela impose de mixer matériaux locaux et équipements importés (les organes techniques "pointus") et nécessite la mobilisation de compétences locales (ingénieurs) dans l'ingénierie de conception et d'installation avec un appui en base arrière dans le pays exportateur du savoir-faire. Sa mise en place est plus longue que dans les deux autres cas lorsqu'il s'agit du premier exemplaire, mais le résultat abaisse le coût d'investissement et améliore la maîtrise locale de l'équipement tout en permettant un développement industriel.

Caractéristiques générales des séchoirs

Source: tableau réalisé par le GERES pour le séminaire, avril 1997.

Les grandes tendances technologiques pour des unités de séchage travaillant à l'export

Source: tableau réalisé par le GERES pour le séminaire, avril 1997.

Déshydratation osmotique et séchage friture: deux innovations possibles

Pour contrôler une qualité finale du produit régulière et pour consommer moins d'énergie, les chercheurs travaillent sur divers modes d'extraction de l'eau applicables en entreprise.

Outre les possibilités d'optimisation des outils de séchage et en l'absence d'innovations marquantes concernant les matériaux de construction (captation de l'énergie solaire efficace et à moindre coût,... ) ou les produits pour déshumidifier l'air de séchage, des voies de recherche appliquée ont été entreprises. D'autres modes d'extraction de l'eau ont été mis au point pour contrôler une qualité finale du produit de façon plus régulière et moins consommatrice d'énergie. On note deux voies d'application dans les pays du Sud, la déshydratation osmotique et le séchage friture. Ces recherches ont été présentées au séminaire par le Cirad Sar.

La déshydratation osmotique

La déshydratation osmotique consiste à immerger les produits végétaux ou animaux, parés et découpés, dans des solutions concentrées contenant un ou divers solutés (sel, sucre). Ceci conduit à une déshydratation rapide du produit, ainsi qu'à son imprégnation par les substances contenues dans la solution. Des études comparées ont montré l'intérêt de cette technique innovante, généralement couplée à un séchage ultérieur à l'air chaud, qui permet de réduire les dépenses en termes d'économie d'énergie par rapport à un séchage convectif seul, et qui permet en outre d'augmenter les rendements en masse de production. De plus, cette technique permet d'obtenir des produits d'excellente qualité (couleur, texture, saveur, aptitude à la réhydratation).

Cette technique présente un triple avantage: le produit est stabilisé quelles que soient les conditions climatiques, les qualités organoleptiques sont conservées (couleur, souplesse) car la déshydratation permet une teneur en eau finale plus élevée pour une même activité de l'eau et il y a économie d'énergie avec une finition en séchoir. Mais, son application reste limitée, du fait de la disponibilité et du coût du soluté. A l'heure actuelle, les applications se situent essentiellement à l'échelle industrielle et représentent un marché très important avec les fruits tropicaux semi-confits en provenance de l'Asie du Sud-Est. Quelques sociétés africaines au Sénégal et au Burkina Faso se sont lancées sur ce créneau, malgré cette concurrence asiatique.

Des résultats récents de la recherche montrent l'intérêt de cette technique pour valoriser le gombo au Nigeria (étude menée en collaboration avec l'Université d'Ibadan), les feuilles de manioc au Brésil (étude menée avec l'Université de Sao Paulo), les algues alimentaires en Argentine (étude menée en collaboration avec l'Université de Buenos Aires). Ce champ d'application va certainement s'élargir avec la poursuite des expérimentations et la mise à disposition d'équipements simples et rustiques pour la production à l'échelle artisanale.

Le séchage friture

Le séchage friture consiste à mettre en contact les aliments généralement découpés en morceaux de petites tailles (tranches, lamelles, râpures) avec la matière grasse portée à haute température (de 120 à 180°C à pression atmosphérique). La friture permet, bien entendu, une cuisson de l'aliment, auquel elle confère une texture croustillante ou craquante, une couleur dorée ou brune, et un goût très particulier qui font le succès des produits frits dans tous les pays. La friture provoque aussi une déshydratation très rapide de ce produit. On peut enlever 90 % de l'eau contenue dans le produit en quelques minutes de traitement. Par exemple, une tranche de plantain de 2 mm d'épaisseur passe de 1 à 3 minutes de traitement d'une teneur en eau initiale de 80g/100g de produit à une teneur en eau d'environ 5g/100g de produit fini. La friture est donc un procédé de séchage particulièrement rapide. Cette méthode évite les problèmes de rancissement par séchage à entraînement d'air chaud. C'est un procédé plus économe en énergie que le séchage à air chauffé.

Le volume d'aliments frits commercialisés ne cesse de s'accroître: produits de grignotage tels que chips de fruits, légumes, racines et tubercules (banane et plantain, pomme de terre et patate douce, igname, arracacha... ), beignets de viande et de poisson, aliments frits incorporés dans des plats cuisinés, frites surgelées, etc... La technique de friture absorbe d'ailleurs à l'heure actuelle la majeure partie des huiles consommées dans le monde (palme, coprah, arachide, tournesol... ). En outre, la friture peut constituer une alternative intéressante pour le séchage de produits gras très difficiles à sécher par air. Ainsi, la friture permet, en quelques minutes de traitement, de sécher l'amande de coco, ce qui permet d'obtenir, par pressage de l'amande frite, une huile de coco de très bonne qualité alimentaire utilisée à l'échelle artisanale en Indonésie. L'opération de friture du coco a été étudiée sur le terrain ainsi qu'en laboratoire et à l'échelle pilote au Cirad, en vue du développement de la technique comme alternative à la production industrielle d'huile de coprah (amande de coco séchée par air avant extraction d'huile) ou comme alternative à la production d'huile de coco par voie humide au Bénin (collaboration Cirad / Université nationale du Bénin). De la même façon, la friture permet de sécher les déchets d'abattage et d'équarrissage (abats, déchets, os... ), avant de presser ces déchets pour en extraire les farines animales d'une part et les graisses animales (saindoux) d'autre part. Ce procédé est utilisé à l'échelle industrielle en Europe.

Poisson traité par DII - Cirad

Bananes plantain - A. Diaz, Cirad

Séchoir coquillage

CARACTÉRISTIQUES DU SÉCHOIR

Description générale: il est composé de deux cônes métalliques reliés par une charnière. Il est conçu pour protéger les aliments des insectes et de la poussière. Diamètre: 70, 90 et 110 cm selon les modèles 1, 2 ou 3. Surface de séchage: 0,5; 1,4 ou 2,2 m².

Système d'aération: la circulation d'air par convection naturelle est faible (quelques m³/h). Cela contribue à la montée en température de l'air et à l'efficacité du séchoir en fin de séchage.

Capacité: environ 5 kg de produit frais/m² de claie en saison sèche, soit 2,5 à 10 kg de produit frais selon les modèles de séchoir. La capacité de chargement est réduite par ciel couvert.

Chargement: opération discontinue ou semi-continue (claie de finition dans le bas du séchoir).

Matériaux: tôle 10/10, fers de 6 et 8 mm de diamètre et cornières, claie avec tamis en nylon, grillage galvanisé maille fine, peinture noire mate, antirouille.

RÉALISATION: le séchoir coquillage est réalisable à partir de matériaux disponibles localement. Toutefois, une attention particulière doit être portée au respect précis des plans par les artisans afin de conserver les performances du séchoir.

DURÉE DE VIE: matériel robuste. La durée de vie est estimée à dix ans. L'entretien du séchoir est très limité: il est lié au renouvellement du tamis des claies et de la peinture noire des tôles (doit résister aux UV, couche antirouille recommandée).

COÛT DE FABRICATION: de 130 à 440 FF selon la capacité.

COÛT D'ENTRETIEN: 30 FF par an environ.

Séchoir coquillage 1

Conditions d'utilisation et performances

Pays: Burkina Faso.

Utilisateurs: familles, coopératives, groupements de femmes.

Produits séchés: fruits (mangues), légumes (tomates, oignons, gombo, légumes feuilles), produits céréaliers (fonio, farine), viandes, poissons.

Destination: autoconsommation et vente locale.

Période d'utilisation: période de production couvrant la saison sèche, de décembre à juin. Utilisation du séchoir en fin de saison pluvieuse pour le séchage des feuilles et du gombo, de septembre à octobre.

CAPACITÉ DE DIFFUSION

Facteurs favorables

- Réalisable à partir de matériaux disponibles localement.
- Fiable et résistant.
- Coût de fabrication et d'entretien peu élevé.
- Le séchoir peut être amorti par une famille rurale en moins d'une saison de séchage.
- Forme très bien acceptée par les utilisatrices.
- Ne nécessite aucune intervention en cours de séchage.
- Peut être utilisé en semi-continu (claie de finition).
- Permet de sécher aussi bien les fruits et légumes que les produits carnés.
- Produits séchés de bonne qualité hygiénique et organoleptique. Pas de poussière ni d'infestation par les insectes.

Facteurs défavorables

- L'efficacité du séchage est fortement liée à la qualité de fabrication et au respect des plans du séchoir: une formation et un suivi temporaire des artisans sont souhaitables.
- L'efficacité dépend fortement des conditions climatiques: effet défavorable des nuages, de l'humidité relative de l'air, du vent.
- Paramètres de séchage peu réglables qualité organoleptique du produit difficilement maîtrisable.

Pour en savoir plus:

GERES, 2, cours Maréchal Foch, 13400 Aubagne, France. Tél.: 33 (0) 4 42 18 55 88. Fax: 33 (0) 4 42 03 01 56. E-mail: geres@worldnet.fr

ABAC, 0 1 BP 407 1, Ouagadougou, Burkina Faso. Tél.: 226 36 26 30. Fax: 226 36 02 18. E-mail: geres@fasonet.bf

Séchoir coquillage 2

Séchoir coquillage 3

Etude de cas d'un groupement féminin au Burkina Faso utilisant 4 séchoirs coquillage

Hypothèse: le séchoir coquillage est le modèle n°3 (2,2 m² de surface de séchage).

3 produits sont séchés: pommes de terre, tomates, mangues.

3 scénarios d'utilisation des séchoirs sont présentés dans le compte de résultats

Scénarios d'utilisation des 4 séchoirs en mois / année

Production de produits secs par séchoir selon les 3 scénarios

Compte de résultats par an pour un séchoir

*1 FF = 100 FCFA.
** Les calculs ont montré un revenu moyen de 300 FCFA heure contre 130 FCFA pour l'équivalent "SMIC" burkinabé.

Source: Abac-Geres, 1995.

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