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Stockage des grains

Un système de remplissage des cellules au banc d’essai

10 mai 2012

Face au déficit de 9 millions de tonnes de capacité de stockage, certains fabricants développent des systèmes de remplissage de cellules pour densifier les chargements. ARVALIS – Institut du végétal a testé un de ces systèmes, issu de l’industrie chimique.

Adapté pour des cellules, le système étudié disperse les grains de manière concentrique, pour qu’ils s’arrangent de façon ordonnée lors du chargement. En réduisant l’espace interstitiel entre les grains, la masse de grain entrée est donc plus importante dans un même volume. Le chargement de la cellule se réalise de façon plane jusqu’à la hauteur de fut, assurant une ventilation homogène de la masse de grain.

L’essai a été réalisé sur deux cellules extérieures métalliques (diamètre haut 12.4 m, hauteur de fût de 10.17 m, et un angle du toit de 25°).

L’étude a comparé : une cellule chargée en gravitaire avec conservation du talus naturel (chargement vrac) et une cellule chargée avec le système de remplissage (chargement dense) jusqu’à la hauteur de fût.

Une densification du chargement mais pas d’augmentation de la capacité de stockage

Avec un chargement dense, le Poids Spécifique en place a augmenté de + 5.5 % par rapport à un chargement vrac avec talus naturel, c'est-à-dire que dans un même volume, la masse de grain est plus importante (cf. Tableau 1). Cependant, la masse de grain contenue dans le chargement dense est moins importante car il n’y a pas de talus naturel. Ce dernier constitue un volume de stockage important et donc la densification du chargement n’a pas permis pas de compenser cette perte de volume.

Tableau 1 : Comparaison des masses, volumes et PS en place selon les différents chargements

  Masse brute (t) Volume en place
(m)
PS « en place »
(kg/ hl)
Chargement vrac avec talus naturel 1 093.0 1 339.3 81.6
Chargement dense 1 071.4 1 243.9 86.1
Chargement vrac sans talus naturel1 1 013.3 1 301.7 77.8
Ecart entre chargement dense et vrac avec talus - 21.6 - 95.3 + 5.5
Ecart entre chargement dense et vrac sans talus1 + 58.1 - 57.8 + 8.3

1 : issu d’un calcul théorique (non mesuré)

Un nivellement du dessus du tas de grain pour une ventilation plus homogène

Le système de remplissage dense a permis d’avoir un tas de grain aplani (cf figure 1) dont les conséquences positives sur la ventilation de refroidissement ont pu être constatées : le passage de l’air de ventilation se fait de façon plus homogène. Avec un talus naturel, l’air ne passe pas ou très difficilement au centre la cellule. Le chargement dense diminue donc le risque de développement d’insectes ou de moisissures sous réserve d’une conduite de ventilation correcte.

La qualité des grains stockés est meilleure du fait refroidissement homogène. Il en résulte un risque de recours curatif aux produits chimiques et donc des teneurs en résidus moins important.

Figure 1 : Photos de la surface du grain pour les deux chargements

Chargement vrac avec talus naturel

Chargement dense

Au niveau de la conduite de ventilation, le chargement dense a des impacts limités

Dans notre essai, les  vitesses et les débits d’air mesurés sont inférieurs sur la cellule chargée en dense car ce type de chargement augmente le Poids spécifiques en place. Néanmoins, les débits spécifiques d’air restent suffisants pour le refroidissement des grains. Le temps nécessaire au refroidissement des cellules sera vraisemblablement augmenté, mais cela n’a pas pu être étudié dans notre essai.

Au niveau du fonctionnement du ventilateur, la pression statique (exercée par la masse de grain) est plus forte en chargement dense. Le point de fonctionnement du ventilateur est donc légèrement déplacé sur la courbe débit/pression mais il demeure dans une zone de bon fonctionnement.

Conclusions

Ce système de remplissage ne permettra vraisemblablement pas de gagner en capacité de stockage, sauf dans des situations où le talus naturel ne peut pas être conservé (cellule béton, faible hauteur sous toit…). Il densifie le chargement, c'est-à-dire que pour un même volume, la masse de grain entrée est plus importante (+7% dans notre essai par rapport à un chargement vrac sans talus naturel).

Ce matériel a permis de remplir la cellule de façon plane, garantissant l’homogénéité de la ventilation et donc la qualité des grains stockés. Cette densification ne nécessite pas de modifier la puissance de son ventilateur (sous réserve qu’initialement, le ventilateur soit adapté à l’installation). Il faut prévoir éventuellement que la durée de refroidissement soit augmentée.

D’un point de vue qualité, le bilan est donc positif. Dans un contexte réglementaire (diminution du nombre de matières actives homologués sur denrées stockées et diminution des teneurs de résidus sur grain autorisés) et des conditions commerciales de plus en plus strictes (risque de pertes économiques liées à la non-qualité),  l’intérêt technique et économique de matériel garantissant une bonne qualité pourrait devenir de plus en plus important, sous réserve que le prix d’achat reste intéressant.

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