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des grains
Quæ
CTA
Presses
agronomiques
de Gembloux
Agricultures tropicales en poche
Directeur de la collection
Philippe Lhoste
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La transformation des grains
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Avant-propos
La collection Agricultures tropicales en Poche (AtP) est gérée par
un consortium comprenant le CTA de Wageningen (Pays-Bas), les
Presses agronomiques de Gembloux (Belgique) et les Éditions Quæ
(France). Cette collection comprend trois séries d’ouvrages pratiques
consacrés aux productions animales, aux productions végétales et aux
questions transversales.
Ces guides pratiques sont destinés avant tout aux producteurs, aux techni-
ciens, aux conseillers agricoles et aux acteurs des filières agroalimentaires.
En raison de leur caractère synthétique et actualisé, ils se révèlent être
également d’utiles sources d’informations pour les chercheurs, les cadres
des services techniques, les étudiants de l’enseignement supérieur et les
agents des programmes de développement rural.
Ce nouveau livre aborde la transformation des grains et prolonge le
livre sur la conservation des grains paru dans la même collection1. Il
complète également deux ouvrages parus sur le fonio2 et le sorgho3.
L’objet est, cette fois, de présenter les différents procédés de transfor-
mation des céréales et d’autres grains en ciblant principalement les
petites et moyennes entreprises comme principaux acteurs des systèmes
de transformation des produits alimentaires dans les pays du Sud.
Les grains, et particulièrement les céréales et les légumineuses, restent
la base de l’alimentation dans la plupart des pays du Sud où ils
constituent souvent l’essentiel des rations alimentaires. Si l’accrois-
sement de la production agricole a permis de répondre, en partie,
à l’augmentation de la demande alimentaire, il reste indispensable
d’améliorer la conservation et la transformation des produits agri-
coles pour réduire les pertes post-récolte et répondre à une demande
qui évolue. L’amélioration des techniques et des équipements pour la
transformation des grains contribue significativement à l’allègement du
travail domestique des femmes qui sont chargées de ces tâches dans les
familles rurales pour la préparation des repas.
Aujourd’hui, en effet, la demande alimentaire se modifie avec l’accrois-
sement de l’urbanisation qui est un facteur essentiel de l’évolution des
filières. Le développement d’un nouveau mode de vie induit également
de nouvelles habitudes alimentaires. Les ménages urbains n’ont plus
assez de temps pour préparer les repas selon des recettes traditionnelles
1. La conservation des grains après récolte, Jean-François Cruz et al., 2016.
2. Le fonio, une céréale africaine, Jean-François Cruz et al., 2011.
3. Le sorgho, Jacques Chantereau et al., 2013.
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La transformation des grains
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Remerciements
Les auteurs remercient vivement les personnes qui ont contribué à la
publication de cet ouvrage et notamment les relecteurs scientifiques :
Philippe Lhoste, directeur de la collection Agricultures tropicales en
Poche et Claire Mouquet-Rivier, chercheure à l’IRD. Nos remercie-
ments vont également à Eléonore Beckers des Presses agronomiques
de Gembloux et à Claire Jourdan-Ruf des Éditions Quæ pour le travail
accompli dans la mise en forme finale de cet ouvrage.
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Introduction
Les grains et notamment les céréales et les légumineuses représentent
encore plus des deux tiers de l’apport calorique en Afrique subsaha-
rienne. Le riz, le maïs, le mil ou le sorgho, parfois associés au haricot,
au niébé ou à l’arachide, constituent généralement la base de l’alimen-
tation des populations autant en zone urbaine qu’en zone rurale. On ne
consomme cependant pas des produits mais des plats élaborés à partir
des produits transformés. Du produit récolté au plat consommé, les
grains doivent ainsi subir une succession d’opérations de post-récolte
et de première transformation (décorticage, mouture) pour être inté-
grés aux préparations culinaires. Durant des siècles, ces opérations
ont traditionnellement été réalisées par les femmes au moyen d’équi-
pements rudimentaires tels que le pilon et le mortier, mais ces tâches
longues et fastidieuses sont aujourd’hui de moins en moins acceptées,
notamment en milieu urbain, en raison de leur très grande pénibilité.
À partir des années 1960, le développement de filières industrielles
de transformation des grains a été promu, mais les quelques unités
implantées (rizeries ou maïseries) ont rapidement été confrontées à
des problèmes de quantité et de qualité des approvisionnements et à
des difficultés de commercialisation des produits transformés (Morris,
1986). Parallèlement se sont diffusés, depuis les quartiers des villes
jusqu’aux gros villages, de très nombreux petits équipements comme les
décortiqueurs à riz et les moulins motorisés (Cruz et Havard, 1994b).
Ces petites unités de transformation, souvent gérées par des artisans
et des groupements de femmes, ont permis et permettent encore de
réaliser des prestations de service au bénéfice de clients qui viennent
y transformer leurs grains pour la consommation journalière ou pour
la vente sur les marchés.
Depuis les années 1990, la transformation des produits locaux pour le
marché intérieur s’est progressivement structurée à partir de micro
activités marchandes, généralement assurées par des femmes, à partir
de leurs savoir-faire domestiques. Avec près de 30 % du marché
alimentaire urbain, le secteur artisanal et celui des petites et moyennes
entreprises (PME) représente un secteur économique considérable
(Bricas et al., 2016). Il valorise surtout des produits locaux qu’il adapte
aux modes de vie urbains et au pouvoir d’achat limité et fractionné
d’une importante partie de la population. Il contribue à construire une
culture alimentaire valorisant à la fois les traditions rurales et inventant
des identités spécifiquement urbaines.
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La transformation des grains
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1. Importance des céréales
et des autres grains
dans l’alimentation
Les céréales sont des plantes cultivées pour leurs grains riches
en amidon et destinés à l’alimentation humaine ou animale.
Ces plantes appartiennent essentiellement à la famille des
Poacées ou graminées auxquelles on associe parfois d’autres
plantes, appelées par certains pseudo-céréales, comme le
sarrasin ou blé noir (Polygonacées), le quinoa et l’amarante
(Chénopodiacées) ou la chia (Lamiacées). Depuis leur domestica-
tion, au Néolithique, les céréales ont constitué pour l’homme une
ressource alimentaire riche en éléments nutritifs, peu volumineuse,
facile à conserver et à transporter et bien adaptée aux milieux et aux
climats les plus variés.
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La transformation des grains
Figure 1.1.
Évolution de la production mondiale (en Mt) des principales céréales
sur une période de trente ans (entre 1987 et 2017) (source FAOSTAT).
12
1. Importance des céréales et des autres grains dans l’alimentation
Figure 1.2.
Évolution de la production (Mt) des principales céréales en Afrique
sur une période de trente ans (entre 1987 et 2017) (source FAOSTAT).
13
La transformation des grains
Les légumineuses,
complémentaires des céréales
Les légumineuses ou Fabacées sont des plantes dicotylédones surtout
cultivées pour leurs graines qui tiennent une place importante dans
l’alimentation humaine et animale en raison de leur intérêt nutri-
tionnel élevé. Les graines de légumineuses, parfois appelés légumes
secs, renferment, en effet, entre 20 et 25 % de protéines et même 35 %
pour le soja. La production mondiale des principales légumineuses est
donnée dans le tableau 1.1.
Le soja, originaire d’Asie de l’Est, et l’arachide, originaire d’Amérique
centrale, sont les deux principales légumineuses produites dans le
monde avec respectivement des productions qui ont atteint 353 Mt et
47 Mt en 2017. Même si le soja reste très consommé en Asie, sous la
forme d’aliments fermentés ou non, une grande partie de la production
est aujourd’hui utilisée en alimentation animale. L’arachide est, quant
à elle, surtout destinée à l’huilerie.
Les principales légumineuses sèches utilisées directement en alimen-
tation humaine sont, par ordre d’importance, les haricots secs, les
pois secs, les pois chiches, les lentilles, les doliques ou niébé, les pois
d’Angole et les fèves.
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1. Importance des céréales et des autres grains dans l’alimentation
Figure 1.3.
Évolution comparée de la production (Mt) mondiale des légumineuses, du soja
et du riz sur une période de trente ans (entre 1987 et 2017) (source FAOSTAT).
Figure 1.4.
Évolution comparée de la production (Mt) de légumineuses et du riz en
Afrique sur une période de trente ans (entre 1987 et 2017) (source FAOSTAT).
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La transformation des grains
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2. Amélioration de la qualité
de la matière première
La qualité de la matière première intègre les différentes carac-
téristiques et propriétés des grains. Les critères de qualité
sont multiples et concernent l’ensemble des caractéristiques
physiques, technologiques, biochimiques et organoleptiques
des produits. Selon les populations, certains critères peuvent
également tenir compte d’aspects culturels liés aux habitudes
alimentaires. En général, les industries agroalimentaires
recherchent des grains « sains, loyaux, marchands et sans flair ».
Ils doivent être d’une bonne homogénéité pour faciliter leur transfor-
mation. La propreté et le bon état sanitaire d’un produit restent des
qualités essentielles. Le nettoyage, le séchage et le bon stockage des
grains sont des opérations indispensables pour améliorer la qualité de
la matière première.
Les enveloppes
Les grains de céréales sont protégés par une ou plusieurs enveloppes.
Les couches cellulaires les plus externes constituent le péricarpe qui
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La transformation des grains
L’albumen
L’albumen est l’amande des céréales et représente 75 à 90 % des grains.
Comme principal tissu de réserve, il est essentiellement constitué de
granules d’amidons enchâssés dans un réseau protéique plus ou moins
dense. La première couche cellulaire de l’albumen est l’assise protéique
ou couche à aleurone, riche en protéines, en lipides et en minéraux.
Certaines céréales, comme le maïs et le sorgho, possèdent un albumen
vitreux et un albumen farineux. L’albumen vitreux est constitué de
granules d’amidon noyés dans une matrice protéique pour former une
structure dense et compacte (figure 2.1). Dans l’albumen farineux, les
granules d’amidon sont beaucoup plus libres et reliés par un mince
réseau protéique discontinu.
Figure 2.1.
Schéma de cellules de l’albumen (Cruz et al., 2016).
18
2. Amélioration de la qualité de la matière première
Le germe
Le germe des céréales est formé de la plantule et d’un seul coty-
lédon (plante monocotylédone). La plantule est une véritable plante
miniature et le cotylédon appelé scutellum est un organe, riche en
protéines, en lipides, en protéines, en minéraux et en vitamines,
qui permet à la jeune plantule de puiser les réserves de l’albumen
pour se développer. L’importance relative du germe par rapport au
grain varie suivant les céréales. Les germes du blé et du riz sont
petits alors que ceux du sorgho, du maïs ou du mil sont très gros
(figure 2.2). La proportion relative des différentes parties du grain
pour plusieurs céréales est donnée dans le tableau 2.1 ci-dessous
(Miche, 1980 ; FAO 1995).
Une fois éliminé, le germe constitue une autre partie du son. En raison
de leur grande richesse en lipides et notamment en acides gras insa-
turés, les germes sont parfois récupérés et pressés pour en extraire de
l’huile utilisée en alimentation (huile de germe de maïs) ou en industrie
pharmaceutique ou cosmétique.
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La transformation des grains
Figure. 2.2.
Grain de sorgho (d’après Miche, 1980).
Figure 2.3.
Grain de niébé (© Jean-François Cruz, Cirad).
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2. Amélioration de la qualité de la matière première
La matière sèche
Les glucides
Les glucides sont les composants majoritaires et représentent 75 à 85 %
de la matière sèche (tableau 2.2). Ils sont présents principalement dans
l’albumen des céréales et dans les cotylédons des légumineuses sous la
forme de granules d’amidon polyédriques, sphériques ou réniformes
dont la taille varie de 2 à 5 microns (riz) à plus de 40 microns (certaines
légumineuses). L’amidon est un polymère du glucose (sucre simple)
dont la forme principale est l’amylopectine, composée de nombreuses
chaînes ramifiées, alors que l’amylose est formée d’une chaîne continue
de glucose. L’amylose représente en général 18 à 28 % de l’amidon
des céréales et plus de 30 % de l’amidon des légumineuses. Certaines
variétés de céréales ne contiennent pas d’amylose comme c’est le cas
des riz gluants ou des maïs cireux dits waxy. Les glucides sont également
présents sous la forme de fibres, non digestibles sauf par les herbi-
vores, et de sucres simples (saccharose, glucose) en faibles quantités.
Les glucides jouent un rôle essentiel dans l’alimentation humaine ou
animale comme aliment énergétique.
Tableau 2.2. Composition biochimique succincte de diverses céréales
(grains nus) (source : Fliedel et al., 2004).
Céréales Glucides Lipides Protides Matières
(% MS) (% MS) (% MS) minérales (% MS)
Blé 75 2,0 12,5 1,7
Maïs 83 4,5 11,0 1,3
Mil 83 4,0 12,0 1,2
Sorgho 84 3,5 11,0 1,2
Fonio décortiqué 85 3,5 10,0 1,1
Riz cargo 86 2,5 10,0 1,4
Les lipides
Les lipides appelés couramment matières grasses sont principalement
concentrés dans le germe des céréales mais ils ne représentent que 3 à
4 % de la matière sèche (tableau 2.2). Dans les graines d’oléagineux et
d’oléo-protéagineux, les lipides sont présents en quantité élevée (50 %
pour l’arachide, 20 % pour le soja) et localisés surtout dans l’albumen.
21
La transformation des grains
Les vitamines
Les vitamines sont des composés chimiques complexes, essentiels à
l’homme et aux animaux. Les vitamines B des céréales sont surtout
concentrées dans le péricarpe et le germe à des teneurs très faibles et
sont généralement éliminées lors du décorticage des grains. Certaines
vitamines sont également très sensibles aux traitements thermiques.
L’eau
L’eau est toujours présente dans les grains à une teneur plus ou moins
élevée selon le degré de séchage qu’ils ont subi. Elle est associée aux
grains sous différentes formes (figure 2.4 ; Lasseran, 1977) :
– l’eau de constitution très fortement liée aux molécules (teneur entre
0 et 5 %) ;
– l’eau plus ou moins adsorbée qui devient solvante au-delà d’un
certain seuil (point critique à 13 %) et joue alors un rôle biologique
important en favorisant les réactions du métabolisme et les attaques
des moisissures (teneur entre 5 % et 27 %) ;
– l’eau d’imprégnation ou eau libre aux très fortes humidités (teneur
supérieure à 27 %).
22
2. Amélioration de la qualité de la matière première
Figure 2.4.
Schéma de fixation de l’eau dans un grain
de céréale (d’après Lasseran, 1977).
La température
La température joue un rôle important dans la conservation des grains
car elle favorise leur dégradation par respiration. Une augmentation
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La transformation des grains
L’humidité
La teneur en eau exprime la masse d’eau contenue dans un échantillon
de grains soit par rapport à la masse humide totale, soit par rapport à
la masse de matière sèche (Mms). Les professionnels du stockage et
de la transformation font généralement référence à la masse humide
(« base humide », b.h.) et utilisent le terme humidité.
Humidité H % (base humide) = (Masse eau / Masse totale) × 100
= (Masse eau / (Masse matière sèche + Masse eau) × 100
L’humidité de sauvegarde est l’humidité en dessous de laquelle le déve-
loppement des microorganismes et l’activité enzymatique sont arrêtés.
Au-delà, il est admis que la dégradation des grains double chaque fois
que l’humidité augmente de 1,5 %.
Les facteurs température et humidité sont étroitement liés car plus
la température est élevée, plus l’humidité du produit doit être faible
pour assurer une bonne conservation. C’est pourquoi les humidités de
sauvegarde recommandées pour le stockage dans les régions chaudes
sont toujours inférieures à celles retenues dans les régions tempérées
ou froides.
Le tableau 2.3 donne les humidités de sauvegarde de différents grains
à des températures de 20 à 25 °C.
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2. Amélioration de la qualité de la matière première
Figure 2.5.
Diagramme de conservation des grains (Burgess et Burrel, 1964).
Le diagramme permet de vérifier que du grain stocké à une humidité de 15 % et à une
température de 25 °C (point A) présente des risques de développement de moisissures.
À cette même température mais à une humidité de 12,5 %, il est seulement exposé aux
attaques d’insectes (point B). On note également que du grain à 15 % d’humidité se
conserve parfaitement s’il est stocké à 10 °C (point C) mais des températures aussi basses
sont rarement présentes en zones tropicales.
25
La transformation des grains
Les moisissures
Les moisissures sont toujours présentes sur la surface des grains,
notamment sous la forme de spores qui peuvent se développer
dès que l’humidité du grain dépasse l’humidité de sauvegarde. Les
espèces les plus caractéristiques de la flore de stockage sont les
Aspergillus et les Penicillium. Leur prolifération altère fortement la
qualité des grains et entraîne des risques sanitaires par la production
de mycotoxines (dont les aflatoxines) qui sont des substances toxiques
pour l’homme et les animaux.
Les insectes
Dans les pays du Sud, les insectes sont d’importants déprédateurs des
stocks de grains. Les insectes qui s’attaquent aux céréales au cours du
stockage sont des coléoptères de très petite taille (charançons, bost-
ryches, bruches) et certains lépidoptères ou papillons (alucite, pyrales,
mites), dont l’activité biologique déprécie la denrée et dont les larves
sont nuisibles car elles consomment l’intérieur des grains. Le dévelop-
pement de la plupart des espèces se situe à des températures de 15 °C
à 35 °C (Fleurat Lessard, 1982).
Les rongeurs
Les principaux rongeurs déprédateurs des stocks de céréales sont le
rat gris ou surmulot (Rattus norvegicus), le rat noir (Rattus rattus) et la
souris (Mus musculus). Ces rongeurs, qui vivent pratiquement sous tous
les climats, se nourrissent aux dépens des hommes et sont à l’origine
de pertes importantes dans les greniers et les magasins de stockage.
En Afrique subsaharienne, ce sont les rats à mamelles multiples
(Mastomys spp.) qui prédominent dans les villages.
26
2. Amélioration de la qualité de la matière première
27
La transformation des grains
Le tarare
Le tarare est un nettoyeur constitué de grilles superposées, animées
d’un mouvement alternatif. La grille supérieure retient les grosses
impuretés alors que la grille inférieure laisse passer les particules très
fines comme les sables. Les bons grains sont récupérés entre les deux
28
2. Amélioration de la qualité de la matière première
grilles qui sont traversées par un courant d’air, généré par un venti-
lateur, pour éliminer les impuretés légères (figure 2.6). Le débit peut
atteindre 500 kg à 1 t/h à un régime de manivelle de 60 tr/min.
Le tarare est polyvalent et fonctionne correctement même si les
produits sont très sales et chargés en pailles. Il est cependant rela-
tivement fragile en raison du mouvement de va-et-vient des grilles.
Certains lui préfèrent les nettoyeurs rotatifs plus robustes.
Figure 2.6.
Schéma d’un tarare (Cruz et Havard, 1994a).
29
La transformation des grains
Figure 2.7.
Schéma du nettoyeur rotatif (d’après Claude Marouzé, 2005a).
Le canal de vannage
Un matériel de nettoyage particulier a été conçu par le Cirad en
collaboration avec l’IER (Institut d’Économie rurale) au Mali. Il
s’agit d’un canal de vannage constitué d’une tuyère verticale, avec flux
d’air ascendant, dans laquelle le produit sale à nettoyer est introduit à
mi-hauteur (figure 2.8). Les particules légères sont aspirées par le flux
d’air et récupérées au niveau du cyclone. Les grains et les particules
plus lourdes tombent dans la partie inférieure du canal (pour plus de
détails voir Cruz et al., 2011).
Le canal de vannage est un équipement polyvalent qui peut être utilisé
pour le vannage de différents grains comme les céréales, les légumi-
neuses ou les oléagineux (voir cahier couleur photo 6). Les débits
observés sont de 300 à 600 kg/h avec des grains courants et 130 kg/h à
150 kg/h avec du fonio (Marouzé et al., 2005b).
Dans les pays en développement, on a longtemps négligé la mécani-
sation du nettoyage étant donné l’absence fréquente de normes de
qualité dans le commerce des grains. Aujourd’hui, les différents acteurs
des filières de transformation des grains sont davantage sensibilisés
30
2. Amélioration de la qualité de la matière première
Figure 2.8.
Schéma du canal de vannage (© Patrice Thaunay).
Le pré-nettoyeur circulaire
Dans cet équipement, les grains à nettoyer tombent sur un cône de
répartition pour favoriser l’élimination des impuretés légères (balles,
pailles, poussières) et de quelques fines brisures par un courant d’air
(figure 2.9). Le débit peut atteindre 10 t/h pour une puissance requise
relativement faible et voisine de 1 kW.
Le nettoyeur rotatif
Le nettoyeur rotatif industriel est plus sophistiqué que le crible arti-
sanal car le nettoyage des grains est effectué à deux niveaux. Tout
d’abord, à l’entrée des grains dans la machine, un ventilateur permet
d’éliminer les particules légères puis les grains tombent dans un crible
rotatif incliné, généralement formé de trois cylindres qui séparent les
différents éléments selon leur taille (figure 2.10). Le premier cylindre
31
La transformation des grains
Figure 2.9.
Schéma de pré-nettoyeurs circulaires (d’après CEEMAT).
Figure 2.10.
Schéma de nettoyeur rotatif (d’après document Marot).
32
2. Amélioration de la qualité de la matière première
Le nettoyeur-séparateur
Le nettoyeur-séparateur est l’équipement le plus fréquemment utilisé
pour le nettoyage des grains dans les grands centres de stockage et les
industries de transformation. Comme le tarare, il est schématiquement
constitué de deux grilles planes animées d’un mouvement alternatif et
traversées par un courant d’air (figure 2.11). Les grains sont introduits
dans une trémie d’alimentation pour être distribués en nappe régulière
sur toute la largeur de l’appareil. Dès la sortie de la trémie d’alimenta-
tion, une première aspiration entraîne les impuretés légères. La grille
supérieure ou tamis émotteur retient les grosses impuretés alors que
la grille inférieure (ou tamis cribleur) laisse passer les impuretés fines
et lourdes comme les sables ou les fines brisures. Un dispositif de
dégommage (boules caoutchouc, brosses) est prévu pour débarrasser
les grilles des particules qui restent prisonnières dans les perforations.
Les bons grains sont toujours récupérés entre les deux grilles. À la
sortie des grains propres, une seconde aspiration élimine les fines
impuretés légères restantes.
Le choix des tailles de perforation des grilles est fonction du type de
grains à nettoyer. Les débits des nettoyeurs-séparateurs industriels sont
couramment de 5 à 25 t/h. Des débits supérieurs permettant d’atteindre
plusieurs dizaines de tonnes à l’heure sont obtenus avec des nettoyeurs
équipés de deux caissons de grilles en parallèle.
Figure 2.11.
Schéma du nettoyeur-séparateur (d’après document Dupuis).
33
La transformation des grains
Figure 2.12.
Crib amélioré avec des cônes anti-rat
(d’après Cruz et Allal, 1986).
34
2. Amélioration de la qualité de la matière première
Figure 2.13.
Séchoir à case (Cruz et al., 1988).
35
La transformation des grains
Figure 2.14.
Schéma d’un séchoir continu économiseur
(d’après Arvalis, 2003).
36
2. Amélioration de la qualité de la matière première
l’air chaud est généralement à environ 120 °C pour des grains dont
l’humidité est supérieure à 35 %. Pour les protéagineux, la température
est limitée à 90 °C, pour le sorgho à 65 °C, pour le tournesol à 60 °C et
pour le riz paddy à 45 °C, afin de diminuer les risques de clivage des
grains et de brisures. Pour les semences ou les céréales brassicoles, on
limite la température de séchage à 40 °C pour ne pas altérer leur faculté
germinative. En partie inférieure du séchoir, la masse de grains séchés
est traversée par de l’air froid pour redescendre la température des
grains à une valeur proche de la température ambiante.
Dans les séchoirs continus, les couches de grains ne font qu’une
vingtaine de centimètres et les débits spécifiques sont voisins de
2 000 m3/h/m3 de grains. La consommation thermique spécifique
est meilleure que celle des séchoirs statiques puisqu’elle n’est plus
que de 4 000 à 5 000 kJ/kg d’eau évaporée. Certains séchoirs dits
« économiseurs » avec deux générateurs d’air chaud et un recy-
clage de l’air usé du module inférieur permettent d’abaisser cette
consommation à 3 500 kJ/kg d’eau évaporée (figure 2.14).
37
La transformation des grains
38
2. Amélioration de la qualité de la matière première
39
La transformation des grains
40
2. Amélioration de la qualité de la matière première
Figure 2.17.
Stockage en sacs en différents lots (Cruz et al., 2016).
41
La transformation des grains
Figure 2.18.
Cellules métalliques avec système de ventilation
(d’après document Denis).
42
2. Amélioration de la qualité de la matière première
Photo 2.3.
Silo métallique en Côte d’Ivoire (© Francis Troude, Cirad).
43
3. Transformation du riz
Le riz constitue la nourriture de base de nombreuses popu-
lations de la planète, notamment dans la plupart des pays
tropicaux et en Asie principalement, mais également en
Amérique du Sud ou en Afrique. Sur le continent africain,
sa culture est très répandue en système pluvial ou irrigué.
La production, bien qu’en partie autoconsommée dans les
campagnes, participe à la couverture des besoins en alimenta-
tion des villes dont l’approvisionnement est souvent tributaire
d’importations coûteuses en devises qui déséquilibrent la
balance commerciale de nombreux États.
45
La transformation des grains
Figure 3.1.
Structure du grain de riz paddy
(© Jean-François Cruz, Cirad).
46
3. Transformation du riz
Figure 3.2.
Usinage du riz (© Jean-François Cruz, Cirad).
Rendement d’usinage
Le rendement d’usinage (Ru) correspond au pourcentage de riz
blanchi obtenu à partir d’une quantité donnée de riz paddy.
Ru = (Quantité riz blanchi / Quantité riz paddy) × 100
Le rendement de décorticage (Rd) correspond au pourcentage de riz
cargo obtenu à partir d’une quantité donnée de riz paddy.
Rd = (Quantité riz cargo / Quantité riz paddy) × 100
Le rendement de blanchiment (Rb) correspond au pourcentage de riz
blanchi obtenu à partir d’une quantité donnée de riz cargo.
Rb = (Quantité riz blanchi / Quantité riz cargo) × 100
Le rendement d’usinage est donc égal au produit du rendement de
décorticage et du rendement de blanchiment divisé par 100.
Ru = Rd × Rb/100
47
La transformation des grains
Brisures
Les brisures sont les portions de grain dont la taille est inférieure à
75 % du grain entier. Les très fines brisures qui passent au travers d’un
tamis métallique à trous ronds de 1,4 mm de diamètre sont appelées
fragments. Les brisures proviennent parfois de l’action mécanique
que les machines exercent sur le grain au cours de l’usinage mais elles
sont souvent générées par des fissures (phénomène de clivage) qui
se forment dans les grains lors de leur développement au champ ou
pendant le séchage.
Le transformateur ou « rizier » cherche toujours à obtenir un rendement
d’usinage optimum avec un minimum de brisures. Il reste étroite-
ment tributaire de la qualité de la matière première qui dépend des
bonnes pratiques qui ont été mises en œuvre au cours des différentes
opérations qui suivent la récolte.
48
3. Transformation du riz
Figure 3.3.
Phénomène du clivage des grains. (© Jean-François Cruz, Cirad).
49
La transformation des grains
Figure 3.4.
Pilon à pied (© Jean-François Cruz, Cirad).
Figure 3.5.
Meule à décortiquer (Dumont, 1934).
50
3. Transformation du riz
Le décortiqueur Engelberg
Le décortiqueur Engelberg est une petite machine de décorticage du
riz et du café qui a été inventée en 1885 par un ingénieur brésilien
(Evarista Conrado Engelberg) de la région de São Paulo. En 1888, il a
créé la société Engelberg-Huller à Syracuse dans l’État de New York
pour commercialiser cet équipement en Amérique puis dans le monde
entier durant tout le xxe siècle. Aujourd’hui, la machine est encore
fabriquée, notamment en Afrique, par quelques équipementiers locaux
qui s’inspirent souvent de modèles importés.
Le décortiqueur Engelberg (figure 3.6) est constitué d’un cylindre
métallique nervuré tournant dans une chambre cylindrique horizontale
dont la partie inférieure est formée d’une tôle métallique perforée pour
permettre l’évacuation des sous-produits (balles, sons, fines brisures).
La capacité des machines s’échelonne de 100 à 400 kg/h selon leur taille.
Le cylindre central tourne à une vitesse de 650 à 800 tr/min selon les
modèles. Une lame métallique, appelée couteau, est solidaire du bâti et
joue un rôle de frein pour accroître la friction des grains. L’écartement
de cette lame par rapport au cylindre est réglable et permet d’ajuster le
décorticage et le blanchiment. Si le taux de brisures est trop important,
le couteau doit être davantage écarté du cylindre central (Delannoy,
1977). Une vanne de sortie permet de régler le débit de la machine.
Elle doit être resserrée si du riz paddy sort avec le riz blanchi.
Figure 3.6.
Schéma du décortiqueur Engelberg (Delannoy, 1977).
51
La transformation des grains
il est mélangé aux balles brisées qui contiennent un fort taux de silice.
Enfin, l’équipement a aussi pour inconvénient de nécessiter un besoin
important en énergie en comparaison à d’autres machines. Les puis-
sances installées sont de 10 à 20 ch pour des débits de 100 à 400 kg/h.
Le décortiqueur Engelberg reste encore très utilisé dans les régions
rizicoles parmi les plus pauvres (Afrique, Haïti, Madagascar) où l’on
compte plusieurs centaines d’unités artisanales fonctionnant, pour la
plupart, en prestation de service pour les ménagères ou les commer-
çants (voir cahier couleur photos 9 et 10). Le nombre de décortiqueurs
Engelberg dépassait le millier en 2012 dans la zone de l’Office du Niger
de la région de Ségou au Mali (Coulibaly et Havard, 2015) et plusieurs
centaines dans la vallée du fleuve Sénégal au début des années 1990
(Tandia et Havard, 1992). La diffusion de cet équipement se traduit
par la création d’unités de transformation mécanisées et décentrali-
sées avec un investissement initial relativement modeste, de 2 000 à
5 000 € selon les modèles de décortiqueurs. Cette transformation se
fait généralement sous la forme d’une prestation de services payante,
permettant au client de récupérer un riz blanchi non homogène (riz
entier et brisures mélangés), mais aussi les sous-produits s’il le désire.
Ce riz, qu’il soit destiné à l’autoconsommation familiale ou vendu à des
commerçants, est préalablement nettoyé et tamisé ; le son récupéré est
utilisé pour l’alimentation animale.
La décortiquerie améliorée
Pour améliorer la qualité de la transformation en termes de rendement
d’usinage et de taux de brisures, il est indispensable de bien séparer les
opérations de décorticage et de blanchiment qui sont alors réalisées
dans deux modules séparés. Cette pratique est mise en œuvre dans les
décortiqueries améliorées où, comme en Guinée, deux décortiqueurs
Engelberg fonctionnent en série. Le premier décortiqueur est utilisé
pour assurer le décorticage en éliminant les balles des grains de riz
paddy. Puis, le second décortiqueur est utilisé pour blanchir le riz cargo
obtenu (Cruz et Souaré, 1997).
Les performances peuvent encore être améliorées en utilisant, comme
à Madagascar, un décortiqueur à rouleaux de caoutchouc (souvent
appelé localement dépailleur, figure 3.7) avant le décortiqueur
Engelberg qui n’est plus utilisé que comme blanchisseur (Cruz, 1999).
Comme les balles ont été éliminées lors du passage du paddy dans le
premier décortiqueur, les sons obtenus en sortie du deuxième décorti-
queur sont de bonne qualité et peuvent être valorisés en alimentation
animale, et particulièrement dans les élevages porcins.
52
3. Transformation du riz
Figure 3.7.
Décortiqueur à rouleaux en caoutchouc
(d’après Borasio et Gariboldi, 1957).
53
La transformation des grains
Ces matériels, qui ont une capacité moyenne de 400 à 800 kg/h néces-
sitent une puissance installée de 7 à 15 kW. En raison de leurs bonnes
performances techniques en termes de rendement d’usinage, de taux
de brisures et de consommation énergétique, ils ont progressivement
remplacé les décortiqueurs Engelberg dans les entreprises artisanales
d’Asie et d’Amérique latine à la fin du xxe siècle et ils sont désormais
de plus en plus diffusés en Afrique. La principale contrainte des unités
compactes reste l’acquisition des pièces d’usure que sont les rouleaux
en caoutchouc du décortiqueur et les grilles du blanchisseur.
Pour améliorer la qualité de la transformation, il est important de
veiller à disposer d’un riz paddy bien propre et homogène. Avec le
décortiqueur à rouleaux, il est préférable d’éviter les mélanges de
variétés de riz rond et de riz long.
Figure 3.8.
Module compact (d’après document Sataké).
54
3. Transformation du riz
xxw L
’étuvage du riz
L’étuvage du riz est une pratique développée dans certaines régions
d’Asie (Inde, Pakistan, Sri Lanka), des Caraïbes (Haïti) ou d’Afrique
de l’Ouest (Bénin, Guinée, Nigeria).
D’un point de vue technique, l’étuvage est un procédé qui consiste en
une précuisson du riz paddy préalablement hydraté à une teneur en
eau voisine de 30 % (Bhattacharya, 1985). Cette précuisson permet une
gélatinisation de l’amidon qui perd sa structure cristalline pour former
des complexes assurant une forte cohésion du grain. En ressoudant les
grains clivés, l’étuvage améliore la qualité technologique du riz par la
diminution du taux de brisures qui permet d’accroître le rendement
d’usinage. L’étuvage améliore également les qualités organoleptiques
(fermeté et absence de collant) et nutritionnelles en enrichissant
l’amande en vitamines hydrosolubles (vitamines B) et en minéraux
initialement concentrés dans le péricarpe. Par migration de certains
pigments, l’étuvage confère au grain de riz une teinte ambrée carac-
téristique qui peut parfois rebuter certains consommateurs, mais la
plupart reconnaissent au riz étuvé de bonnes qualités culinaires, gusta-
tives et nutritionnelles. Même s’il nécessite une durée de cuisson plus
importante que le riz blanc car l’étuvage a rendu le cœur du grain plus
dense et moins accessible à l’eau de cuisson. Le riz étuvé gonfle mieux
et apparaît de ce point de vue plus économique pour de nombreux
ménages. Enfin, l’étuvage permet de détruire les insectes, les spores et
les microorganismes présents dans les grains.
Un procédé moderne d’étuvage est illustré en figure 3.9.
Figure 3.9.
Schéma d’une unité industrielle d’étuvage de type « Arlésien » (Cruz, 1999).
55
La transformation des grains
Figure 3.10.
Amélioration de l’étuvage traditionnel en fûts métalliques
(© Patrice Thaunay, Cirad).
56
3. Transformation du riz
57
La transformation des grains
Figure 3.11.
Diagramme d’usinage industriel.
Figure 3.12.
Schéma simplifié d’une rizerie industrielle (© Jean-François Cruz, Cirad).
58
3. Transformation du riz
xxw L
e nettoyage
Le nettoyage du riz paddy est une opération indispensable avant
l’usinage pour éviter l’usure excessive des machines et la contamina-
tion du riz par des matières étrangères. Il a pour fonction d’éliminer
toutes les impuretés végétales (pailles, grains vides, graines étran-
gères), minérales (sables, pierres) ou animales (débris d’insectes, …)
mélangées aux bons grains. Les principaux équipements de nettoyage
sont les nettoyeurs rotatifs et les nettoyeurs-séparateurs décrits précé-
demment (voir chapitre 2). Un séparateur magnétique, placé avant
ou dans les nettoyeurs, permet d’éliminer les particules métalliques
(boulons, clous, vis) éventuellement présentes dans le riz paddy
tout venant. Les débits des matériels de nettoyage varient de 5 t/h à
plusieurs dizaines de tonnes à l’heure.
xxw L
e décorticage
Le décorticage a pour objet d’enlever les balles des grains de riz paddy
pour obtenir le riz cargo.
Au cours de la première moitié du xxe siècle, le matériel de décorticage
le plus utilisé était le décortiqueur à meules. Le matériel est constitué
de deux meules horizontales dont l’écartement est réglable. La meule
supérieure fixe est dite « gisante » alors que la meule inférieure mobile
est qualifiée de « tournante ». Le décorticage s’effectue par passage
des grains entre les deux meules. Cette technologie ancienne avec
des matériels relativement encombrants et ayant une action brutale
sur les grains a été progressivement remplacée au cours du xxe siècle
par le décortiqueur à rouleaux en caoutchouc. Le principe, déjà décrit
précédemment, consiste à arracher les balles des grains par cisaillement
lors du passage du paddy entre les deux rouleaux caoutchouc tournant
en sens inverse à des vitesses différentes (figure 3.7 et photo 3.1). En
rizerie industrielle, des rouleaux en caoutchouc de 10 pouces (255 mm
de diamètre et 244 mm de longueur) permettent d’obtenir un débit
effectif voisin de 2 t/h et plusieurs décortiqueurs sont souvent utilisés
en parallèle pour atteindre des capacités plus importantes.
Les décortiqueurs à rouleaux en caoutchouc sont des équipements
qui assurent un décorticage peu agressif des grains et génèrent un
minimum de brisures. Il est toujours préférable de ne pas rechercher
un décorticage complet pour ne pas augmenter le taux de brisures.
En conditions normales d’utilisation, ils permettent d’obtenir des
59
La transformation des grains
Photo 3.1.
Décortiqueur à rouleaux dans une rizerie industrielle
(© Jean-François Cruz, Cirad).
xxw L
a séparation du paddy
Pour séparer les riz paddy de la masse des grains cargo, on utilise
des tables dites « densimétriques » qui sont animées d’un mouvement
alternatif et permettent de séparer les grains par la différence de
densités. On distingue les tables densimétriques à plateaux inclinés
(figure 3.13) et les tables à chicanes (figure 3.14).
60
3. Transformation du riz
Figure 3.13.
Table densimétrique à trois étages (d’après Gariboldi, 1982).
Figure 3.14.
Schéma de
séparation
du riz paddy
et du riz cargo
(d’après
Gariboldi, 1974).
61
La transformation des grains
xxw L
e blanchiment
Le blanchiment a pour objet d’éliminer le péricarpe et le germe des
grains de riz cargo pour obtenir le riz blanc. Il s’agit d’exercer une
action suffisante pour arracher les couches périphériques plus tendres
sans altérer l’amande plus dure des grains. Les deux principes majeurs
de blanchiment utilisés sont l’abrasion et la friction (figure 3.15).
Alors que dans le décorticage traditionnel au pilon et mortier, c’est le
principe de la friction qui est mis en œuvre, la première machine de blan-
chiment a utilisé le principe de l’abrasion. L’abrasion consiste à obtenir un
blanchiment par frottement des grains sur une surface abrasive alors que
la friction est obtenue en exerçant une pression suffisante sur les grains
pour permettre un blanchiment par le frottement des grains entre eux.
Le cône à blanchir
La première machine à blanchir, mise au point dans les années 1860 par
la compagnie écossaise Douglas et Grant, était constituée d’un cône
abrasif inversé, en émeri naturel, tournant dans une enceinte fixe en
tôle perforée (figure 3.16).
Cette technologie ancienne a légèrement évolué au cours des décen-
nies. Elle était encore utilisée à la fin du xxe siècle dans certaines
rizeries notamment en Afrique, et a été progressivement remplacée
par les blanchisseurs horizontaux.
62
3. Transformation du riz
Figure 3.15.
Principes de blanchiment du riz : abrasion et friction.
Figure 3.16.
Schéma du blanchisseur à cône
(d’après Borasio et Gariboldi, 1957).
63
La transformation des grains
Figure 3.17.
Blanchisseur à cylindre abrasif (d’après document Sataké).
Le blanchisseur à friction
Le blanchisseur à friction est constitué d’un axe horizontal lisse tour-
nant dans une grille métallique de section hexagonale (figure 3.18).
L’axe central creux est équipé de deux nervures longitudinales mettant
en pression les grains qui progressent en couche épaisse dans la
chambre de blanchiment. La forme hexagonale de la chambre de
blanchiment génère une succession de pression-dépression qui permet
un meilleur frottement des grains les uns sur les autres. Un courant
64
3. Transformation du riz
Figure 3.18.
Blanchisseur à friction (d’après document Sataké).
65
La transformation des grains
alors que pour les grains longs c’est plutôt l’abrasion qui est privilégiée
pour éviter de provoquer des brisures. Il semblerait que l’optimum soit
obtenu lorsque 20 % du blanchiment est réalisé par abrasion.
xxw L
es polisseurs
Après blanchiment, des sons ou des farines résiduelles restent adhé-
rents aux grains de riz blanc notamment lorsqu’ils ont été blanchis
par abrasion. Les équipements traditionnellement utilisés par les
riziers pour obtenir des grains brillants et lisses étaient constitués d’un
rotor conique ou cylindrique équipé de brosses ou de lanières de cuir
tournant dans une chambre métallique perforée (van Ruiten, 1985).
Pour améliorer l’aspect du riz à des fins commerciales, certains pays
utilisent le glaçage qui consiste à enrober les grains d’un mélange de
talc et de glucose (1 à 2 % de talc + 10 % de sirop de glucose). Cette
opération, réalisée dans des tambours à glacer spéciaux, est suivie
d’un séchage. Le glaçage du riz est interdit dans de nombreux pays du
Nord (Europe, États-Unis, Japon). En Italie, le riz blanchi est parfois
très légèrement enrobé d’un film d’huile comme pour le riz camolino.
Pour parfaire le polissage, une technologie mise au point dans les
années 1970 au Japon consiste à utiliser un équipement proche du
blanchisseur pneumatique mais de moindre pression et dans lequel on
injecte un brouillard d’eau dans la partie antérieure du cylindre. Cette
technique permet d’améliorer la friction et de nettoyer les grains blan-
chis. L’aspiration des farines dans la partie postérieure de la chambre
permet de sécher les grains légèrement réhumidifiés (Sataké, 1994).
66
3. Transformation du riz
xxw L
e triage du riz blanchi
Après le blanchiment et le polissage, il est nécessaire de réaliser le
triage du riz blanchi pour séparer les brisures des grains entiers. Cette
opération est souvent réalisée par un ou deux trieurs à alvéoles placés
en série et parfois précédés par un plansichter ou tamiseur plan qui
effectue un premier tri. Enfin, les grains blanchis sont triés par un trieur
colorimétrique avant leur conditionnement en sacs.
Le cylindre à alvéoles
Le matériel est composé d’un cylindre métallique plein dont la face
interne comporte de très nombreuses alvéoles. Le diamètre des alvéoles
varie de 2 à 8 mm selon la taille des éléments que l’on souhaite séparer.
Le riz blanc sortant du blanchisseur est déchargé dans le cylindre trieur
à l’extrémité élevée. Le cylindre, légèrement incliné, tourne lentement
(environ 50 tr/min) et les grains se logent dans les alvéoles. Lors de la
rotation, les grains entiers sortent par gravité des alvéoles et retombent
dans le cylindre alors que les brisures restent prisonnières plus long-
temps puis finissent par chuter pour être récupérées dans un auget et
évacuées par une vis sans fin (figure 3.19).
Dans les rizeries industrielles, on dispose souvent de plusieurs cylindres
à alvéoles en série de manière à séparer d’abord les fines brisures puis
les plus grosses brisures.
Figure 3.19.
Schéma du trieur à alvéoles
(d’après Borasio et Gariboldi, 1957).
Le trieur colorimétrique
Le trieur colorimétrique permet d’éliminer tous les grains (jaunes,
tachés, crayeux) qui n’ont pas la blancheur requise pour le riz standard
67
La transformation des grains
Figure 3.20.
Schéma du trieur colorimétrique
(© Jean-François Cruz, Cirad).
68
3. Transformation du riz
Figure 3.21.
Schéma simplifié d’une minirizerie (d’après document Gauthier).
Figure 3.22.
Unité semi-industrielle de transformation du riz (d’après document Gauthier).
69
La transformation des grains
70
3. Transformation du riz
71
4. Décorticage
des céréales sèches
et des autres grains
On a coutume de qualifier de céréales sèches, les céréales
locales, autres que le riz, comme le mil, le sorgho, le maïs,
le fonio. Les autres grains qui sont abordés dans ce chapitre
sont essentiellement des légumineuses comme le niébé, le soja
et le néré. En général, les céréales ont en commun plusieurs
caractéristiques structurales. Cependant, elles se distinguent les
unes des autres par des caractéristiques individuelles qui déterminent
leur aptitude à différents types de transformation. Cette différence de
structure des céréales affecte l’opération de décorticage.
xxw S
tructure physique et composition biochimique
des grains de mil et de sorgho
Les grains de mil et de sorgho sont des fruits secs, ou caryopses,
généralement nus à maturité et de petite taille. Pour le mil, le poids
de 1 000 grains varie de 5 à 15 g alors que pour le sorgho il est le plus
souvent de 20 à 40 g.
73
La transformation des grains
Structure physique
Comme les autres céréales, les grains de mil (figure 4.1) et de sorgho
(figure 2.2) sont formés de trois parties : l’albumen, le germe et les
enveloppes (voir chapitre 2).
Figure 4.1.
Coupe du grain de mil (d’après Goussault, 1975).
Composition biochimique
Teneur en lipides
Le mil et le sorgho sont des céréales à très gros germe (tableau 2.1)
et leur teneur en lipides (4 % pour le mil et 3,5 % pour le sorgho) est
naturellement plus élevée que celle d’autres céréales comme le blé
ou le riz (tableau 2.2). Les lipides sont généralement éliminés lors du
décorticage car ils sont essentiellement concentrés dans le germe, le
péricarpe et la couche à aleurone.
Pour le mil, 70 à 75 % des acides gras présents sont des acides gras
insaturés, surtout représentés par l’acide linoléique (46 %) et l’acide
oléique (25 %), alors que le principal acide gras saturé est l’acide
palmitique (19 %).
Pour le sorgho, ce sont 75 à 80 % des acides gras qui sont insaturés avec
surtout l’acide linoléique (49 %) et l’acide oléique (31 %). Le principal
acide gras saturé reste l’acide palmitique (14 %) (Rooney, 1978).
74
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
Les glucides
Le mil et le sorgho ont des teneurs en amidon voisines (60-65 % MS)
avec une plage de variation allant de 55 à 75 % MS selon les variétés.
La teneur en amylose est voisine de 20 % MS et la teneur en fibres
brutes proche de 2 % MS.
Les protéines
La teneur en protéines du mil est proche de 12 %, elle est générale-
ment supérieure à celle du sorgho ou du maïs (11 %) (Chantereau
et al., 2013). Chez le mil, les prolamines représentent près de 40 % des
protéines totales mais n’entraînent pas d’intolérance.
Chez le sorgho, les prolamines ou cafirines, qui représentent plus de
50 % des protéines totales, forment des couches entrecroisées qui
protègent l’amidon de la zone farineuse, ce qui expliquerait sa moins
bonne digestibilité (Rooney et Pflugfelder, 1986).
Sur le plan qualitatif, les protéines du mil et du sorgho sont déficientes
en lysine comme c’est le cas pour la plupart des céréales. Le mil et le
sorgho sont considérés comme des céréales sans gluten facilement
tolérées par les patients atteints de la maladie cœliaque.
Caractéristiques de la digestibilité
Dans certaines variétés de sorgho, la présence de polyphénols condensés
ou tannins dans la testa pigmentée constitue un facteur qui réduit la
digestibilité des protéines et la disponibilité des acides animés (FAO,
1995). Mais certains considèrent aujourd’hui qu’ils sont bénéfiques
à la santé humaine en raison de leur pouvoir antioxydant élevé et
leur capacité à lutter contre l’obésité en réduisant la digestibilité des
aliments. Enfin, les sorghos avec tannins sont parfois préférés pour la
production de bières locales colorées.
75
La transformation des grains
76
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
Le décortiqueur PRL
Un décortiqueur à disques abrasifs a été mis au point dans les années
1970 par le Laboratoire régional des Prairies (PRL) au Canada. Le
matériel est constitué d’une série de 13 meules en carbure de silicium
synthétique, montées sur un arbre horizontal et tournant dans une
chambre métallique (figure 4.2). Un système en partie supérieure de
la machine permet l’aspiration des sons.
Figure 4.2.
Schéma du décortiqueur PRL (Laboratoire régional des Prairies)
(d’après Eastman, 1982).
77
La transformation des grains
Le décortiqueur Mini-PRL
En comparaison au décortiqueur PRL, le décortiqueur Mini-PRL a une
longueur diminuée de 90 cm à 30 cm et un nombre de meules réduit de
13 à 5. Plusieurs adaptations locales ont été réalisées en Gambie par le
Catholic Relief Services (CRS), au Zimbabwe par l’ONG Enda ou au
Sénégal par le CRDI (Centre de Recherche pour le Développement
international) en collaboration avec l’ISRA (Institut sénégalais de
Recherches agricoles) et l’équipementier SISMAR (Société industrielle
sahélienne de mécanique, de matériels agricoles et de représentation)
(voir cahier couleur photo 15).
Au Sénégal, le décortiqueur Mini-PRL a été équipé de 8 à 10 disques
en résinoïde (voir cahier couleur photo 16). La chambre de décorti-
cage a parfois été divisée en deux compartiments pour permettre un
remplissage correct, diminuant ainsi l’usure des disques (Seck, 1989).
La chambre de décorticage est pourvue de trappes en partie infé-
rieure pour permettre la vidange du mélange des grains décortiqués
et des sons dans un nettoyeur (figure 4.3). Le matériel est entraîné
par un moteur thermique de 9 ch ou électrique de 6 kW. Depuis la fin
des années 1980, ce décortiqueur, simple et polyvalent, est fabriqué
au Sénégal par différents artisans locaux ou par des entreprises de
fabrication de matériels agricoles comme la SISMAR.
Le décortiqueur Cirad-Electra
Le décortiqueur Mini-PRL est bien adapté au décorticage des petites
quantités de grains, mais le principal inconvénient reste son fonction-
nement « en discontinu ». En effet, la transformation de lots successifs
78
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
Figure 4.3.
Schéma du décortiqueur Mini-PRL (d’après Bassey et Schmidt, 1990).
79
La transformation des grains
Figure 4.4.
Schéma du décortiqueur Cirad-Electra DMS500 (Cruz, 2003).
80
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
Figure 4.5.
Schéma du
décortiqueur Sataké
(d’après Kebakile,
2008).
Le décorticage du maïs
Le maïs (Zea mays L.), céréale originaire d’Amérique centrale et nour-
riture de base des amérindiens, a été introduit en Europe et en Afrique
dès le xvie siècle. Dans les zones humides et subhumides d’Afrique
subsaharienne, c’est la céréale la plus cultivée dans des conditions
climatiques très variées où elle constitue la base de l’alimentation de
81
La transformation des grains
xxw S
tructure physique et composition biochimique
du grain de maïs
Structure physique
Les grains de maïs sont des caryopses relativement gros avec un poids
de 1 000 grains voisin de 300 g (de 200 à 400 g). Leur forme peut être
plus ou moins ronde (grain corné) ou parallélépipédique, avec une
dépression apicale plus ou moins marquée (grain denté). Selon les
variétés, la couleur des grains de maïs est très variable et peut aller du
blanc au brun foncé ou pourpre mais le jaune et le blanc restent les
couleurs principales.
Le maïs est constitué de l’albumen, du germe et des enveloppes et du
funicule qui correspond au point d’attache du grain sur l’épi (figure 4.6).
Comme le mil et le sorgho, le maïs est une céréale à très gros germe
puisqu’il représente 11 % du grain avec environ 6 % pour les enveloppes
Figure 4.6.
Coupe du grain de maïs
denté (Cruz et Allal, 1986).
82
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
Éléments nutritifs
Le germe est riche en éléments nutritifs. Les moyennes mesurées sur
des cultivars africains montrent que le germe est constitué d’environ
8 % d’amidon, 18 % de protéines, 33 % de lipides, 14 % de fibres et 11 %
de cendres (minéraux totaux). Le germe est plus riche en vitamines que
l’albumen, à l’exception des composés caroténoïdes (provitamine A),
qui sont essentiellement présents dans l’albumen des grains jaunes.
Le péricarpe, riche en fibres, est presque totalement éliminé par le
décorticage sous forme de sons secs ou humides lors de la transforma-
tion des grains pour la réalisation de différents aliments traditionnels
comme le mawé ou l’ogui. Les enveloppes peuvent être riches en
composés phénoliques comme les tannins qui sont souvent considérés
comme des facteurs anti-nutritionnels.
L’albumen du maïs qui représente la majeure partie du grain est
composé d’un albumen vitreux et d’un albumen farineux. Les propor-
tions des deux types d’albumen varient considérablement d’une variété
à l’autre et permettent de distinguer les variétés farineuses des variétés
vitreuses. On relie souvent le caractère de vitrosité du grain à sa
dureté, c’est-à-dire à sa capacité à être broyé au cours du procédé de
première transformation. Dans l’albumen farineux, les grains d’amidon
sont sphériques et recouverts d’une matrice protéique. La présence
d’air interstitiel permet d’expliquer l’opacité de cet albumen. Dans
l’albumen vitreux, très compact, les grains d’amidon sont de forme
polygonale et intimement soudés par une matrice protéique.
Des corps protéiques sont parfois incrustés en surface des grains
d’amidon. La couche à aleurone, monocellulaire, est localisée à la
périphérie de l’albumen, excepté au niveau de la région de transfert.
Les protéines les plus abondantes dans l’albumen de maïs sont des
prolamines appelées zéines.
83
La transformation des grains
84
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
Le décortiqueur Engelberg
Le décortiqueur Engelberg déjà décrit précédemment (figure 3.6)
est parfois utilisé pour le décorticage du maïs (voir cahier couleur
85
La transformation des grains
Le décortiqueur à couteaux
Depuis de nombreuses années, des constructeurs brésiliens (figure 4.8)
ont proposé sur le marché sud-américain des dégermeurs artisanaux de
86
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
Figure 4.7.
Schéma du décortiqueur à disques type mini-PRL
(d’après ECM, Sénégal).
87
La transformation des grains
Figure 4.8.
Dégermeur à couteaux brésiliens
(document Maquina d’Andréa et Lucato).
88
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
Le dégermage industriel
Le dégermage industriel du maïs constitue une étape dans le procédé de
production de gritz de maïs. Les grains subissent une réhumidification
préalable jusqu’à un taux de 20 à 23 % avec un ressuyage de 8 à 24 h pour
permettre une bonne répartition de l’eau dans le grain (Willm, 1991).
La technique la plus classique consiste ensuite à faire passer les grains
dans un appareil à cylindres cannelés. Les cylindres tournent en sens
inverse à des vitesses différentes pour faciliter la fragmentation des grains
par cisaillement et permettre de bien séparer les germes des amandes.
L’optimisation de la transformation, basée sur l’utilisation des grains durs
préférés aux grains tendres, permet d’obtenir des rendements en gritz
proches de 60 % avec une teneur en lipides inférieure à 0,8 %.
Le décorticage du fonio
Le fonio blanc (Digitaria exilis) est surtout produit en Guinée où il
constitue une des nourritures de base dans le Fouta Djalon. On le cultive
également dans d’autres pays comme le Nigeria, la Côte d’Ivoire, le Mali,
le Burkina Faso, le Niger, le Sénégal, le Bénin ou le Togo. Longtemps
négligée par la recherche agronomique, cette petite graminée est en
réalité très appréciée des populations locales en raison de sa précocité
en période de soudure et de ses qualités gustatives. Principalement
consommé sous forme de couscous ou de bouillie, le fonio connaît
aujourd’hui un regain d’intérêt en raison de ses qualités nutritionnelles
et de la diversification recherchée par les consommateurs urbains.
89
La transformation des grains
Son principal handicap est la très petite taille de son grain qui rend les
opérations de transformation longues et pénibles (figure 4.9 et cahier
couleur photo 1). Les caractéristiques du fonio et les techniques de
transformation sont décrites en détail dans l’ouvrage « Le fonio, une
céréale africaine » (Cruz et al., 2011).
Figure 4.9.
Grains de fonio paddy (© Jean-François Cruz, Cirad).
xxw S
tructure physique et composition biochimique
du grain de fonio
Structure physique
Comme le riz, le fonio est une céréale dite « vêtue » car les grains,
après battage, restent entourés de glumes et glumelles et on les qualifie
alors de fonio paddy (voir figure 4.9 et cahier couleur photo 21). Ces
grains ont une forme ovoïde, légèrement aplatie sur le dos. Ils sont de
très petite taille (leur longueur est d’environ 1,8 mm et leur largeur
de 0,9 mm) et le poids de 1 000 grains est en moyenne de 0,5 g.
Après élimination des balles, le grain nu obtenu est un caryopse formé
des enveloppes (péricarpe et couche à aleurone), du germe relative-
ment gros et de l’albumen (figure 4.10). Le grain de fonio décortiqué,
également appelé fonio complet, a un péricarpe brillant de couleur
blanche à jaune jusqu’à violette selon les variétés. Il ne mesure que
1,4 à 1,5 mm de long, 0,8 à 0,9 mm de large et 0,6 mm d’épaisseur.
90
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
Figure 4.10.
Coupe schématique du caryopse de fonio
(© Jean-François Cruz, Cirad).
91
La transformation des grains
Figure 4.11.
Diagramme de transformation du fonio (© Jean-François Cruz, Cirad).
92
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
93
La transformation des grains
Machine ouverte
Figure 4.12.
Le décortiqueur Sanoussi (d’après document Sanoussi).
Le décortiqueur GMBF
Au début des années 2000, un décortiqueur a été conçu par le Cirad et
ses partenaires africains pour permettre la transformation du fonio. Ce
matériel a été nommé GMBF pour « Guinée, Mali, Burkina, France »
afin de rappeler la collaboration des différents pays.
Le décortiqueur GMBF, de type Engelberg, est constitué d’un cylindre
métallique nervuré tournant dans un tube métallique composant la
coque de la machine (figure 4.13). La chambre de décorticage est
équipée d’une barre métallique réglable qui assure le rôle de frein et,
en sortie, d’une trappe de réglage du débit (Marouzé et al., 2005). Le
décorticage-blanchiment du fonio est obtenu par friction des grains
entre eux. L’intensité du décorticage et du blanchiment est réglée par
l’ouverture plus ou moins prononcée de la trappe de sortie. Le décor-
tiqueur GMBF est entraîné par un moteur électrique de 5,5 à 7,5 kW
pour une utilisation en zone urbaine ou par un moteur thermique de
15 ch pour une utilisation en zone rurale non électrifiée (voir cahier
couleur photo 22).
Le matériel est généralement utilisé comme décortiqueur-blanchisseur
pour transformer du fonio paddy en fonio blanchi. La transformation
peut être réalisée en un seul passage ou en deux passages successifs si
94
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
Figure 4.13.
Le décortiqueur GMBF avec canal de vannage
(© Patrice Thaunay, Cirad).
95
La transformation des grains
Le décorticage de légumineuses :
néré, niébé, soja
xxw Décorticage du néré
Les graines de néré
Le néré (Parkia biglobosa) est un arbre de la famille des Mimosacées très
répandu en Afrique de l’Ouest dans les zones de savanes guinéennes et
soudaniennes (Arbonnier, 2019). La graine de néré fait l’objet d’impor-
tantes transactions et son aire de consommation dépasse les régions
productrices. D’une longueur moyenne comprise entre 7,5 et 9 mm,
d’une largeur entre 6 et 7 mm et d’une épaisseur moyenne de 3 à 4 mm,
la graine de néré se caractérise par un poids de 1 000 grains compris
entre 176 et 217 g (Koura et al., 2014). Pour obtenir les graines, il est
tout d’abord nécessaire de procéder à un écossage des gousses et à la
séparation de la pulpe qui entoure les graines.
Le néré est utilisé en pharmacopée traditionnelle et surtout en
alimentation humaine et sa transformation par décorticage, cuisson et
fermentation conduit à un condiment, emblématique de l’Afrique de
l’Ouest, appelé soumbala au Burkina Faso ou au Mali, soumbara en
Guinée et en Côte d’Ivoire, nététou au Sénégal, afitin, iru ou sonru au
Bénin et dawadawa au Nigeria.
Avec des fortes teneurs en protides (35 %) et en lipides (29 %),
ce condiment présente un intérêt nutritionnel certain. Le décor-
ticage de la graine qui constitue l’opération la plus fastidieuse du
procédé traditionnel de transformation du néré en condiment limite
considérablement son développement.
Le décorticage traditionnel
Selon les pays, le mode opératoire peut varier mais celui qui est pratiqué
en Casamance (figure 4.14) est assez représentatif du processus de
transformation de la graine de néré en condiment. Ce processus
dure plusieurs jours et des différences peuvent porter sur la durée de
certaines opérations unitaires et sur les quantités d’intrants (bois, eau,
sable, sel) utilisées.
Le décorticage traditionnel commence toujours par une longue cuisson
à l’eau de 10 h à près de 24 heures (voir cahier couleur photo 23). Les
graines cuites, égouttées et encore tièdes sont placées dans des mortiers
pour être pilées ou étalées sur une surface dure et saupoudrées de
96
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
Figure 4.14.
Diagramme de transformation du néré ( d’après Ferré et Muchnik, 1993).
97
La transformation des grains
La mécanisation du décorticage
La mécanisation du décorticage du néré a connu plusieurs évolutions
au cours des dernières décennies et, dès les années 1980, des recherches
ont été entreprises selon deux orientations : le décorticage à sec et le
décorticage après étuvage des graines. Tous les essais de mécanisation
avaient pour principal objectif de réduire la durée, la pénibilité et le
coût économique du décorticage. Il s’agissait notamment de supprimer
ou de réduire la cuisson des graines avant décorticage, très consom-
matrice de bois de feu, et le triage-lavage des cotylédons qui nécessite
beaucoup d’eau (figure 4.15).
Figure 4.15.
Diagramme de la mécanisation du décorticage du néré
(d’après Ferré et Muchnik, 1993).
Le décortiqueur Cirad
Le décortiqueur à néré, conçu par le Cirad au début des années 1990,
est constitué de deux plateaux métalliques horizontaux, de 250 mm de
diamètre, revêtus de tôles en acier trempé anti-abrasion et perforées au
diamètre de 12 mm (voir cahier couleur photo 24). Le plateau inférieur
mobile (ou rotor) tourne sous le plateau supérieur fixe (ou stator) relié
au châssis (figures 4.16.1 et 4.16.2). L’écartement et le parallélisme
entre les plateaux sont réglables. L’alimentation est réalisée au centre
98
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
99
La transformation des grains
Figure 4.16.1.
Schéma de principe
du décortiqueur à néré.
Figure 4.16.2.
Vue d’ensemble du
décortiqueur à néré
(© Patrice Thaunay,
Cirad).
100
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
101
La transformation des grains
102
4. Décorticage des céréales sèches et des autres grains
103
La transformation des grains
104
Les grains
Blé
Sorgho
Riz
Mil
Maïs Fonio
Photo 1.
Comparaison de la taille de différents grains de céréales
(© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 2.
Grains de riz paddy (© Christian Poisson, Cirad).
Les grains
Photo 3.
Grains de maïs blanc, de sorgho rouge et de blé (© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 4.
Grains de niébé brun (© Jean-François Cruz, Cirad).
Nettoyage des grains
Photo 5.
Nettoyeur rotatif (© Michel Rivier, Cirad).
Photo 6.
Canal de vannage (© Claude Marouzé, Cirad).
Séchage des grains
Photo 7.
Aire de séchage du riz paddy étuvé en Guinée (© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 8.
Séchoir à claies CSec-T pour produits transformés (© Thierry Ferré, Cirad).
Transformation du riz
Photo 9.
Décortiqueur artisanal
Engelberg
(© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 10.
Décortiqueur Engelberg transporté sur une charrette pour des prestations
de village en village (© Jean-François Cruz, Cirad).
Transformation du riz
Photo 11.
Unité compacte d’usinage
du riz au Burkina Faso
(© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 12.
Rouleaux caoutchouc d’un décortiqueur à riz (© Jean-François Cruz, Cirad).
Transformation du riz
Photo 13.
Minirizerie
avec deux unités
compactes en parallèle
(© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 14.
Riz blanc obtenu avec une unité compacte (© Jean-François Cruz, Cirad).
Décorticage des céréales sèches et des légumineuses
Photo 15.
Décortiqueur Mini-PRL
au Sénégal
(© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 16.
Chambre de décorticage avec disques abrasifs (© Jean-François Cruz, Cirad).
Décorticage des céréales sèches et des légumineuses
Photo 17.
Décortiqueur à céréales
et légumineuses Cirad-Electra
(© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 18.
Module mobile avec décortiqueur et broyeur (© document Electra).
Décorticage du maïs
Photo 19.
Décorticage du maïs à l’Engelberg (© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 20.
Dégermage du maïs
au Burkina Faso
(© Thierry Ferré, Cirad).
Décorticage du fonio
Photo 21.
Grains de fonio et de fonio sauvage (© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 22.
Ensemble de décortiqueurs à fonio GMBF avec moteur thermique
(© Thierry Ferré, Cirad).
Décorticage du néré
Photo 23.
Transformation traditionnelle du néré (© Thierry Ferré, Cirad).
Photo 24.
Prototype
du décortiqueur à néré
(© Jean-François Cruz,
Cirad).
Mouture des grains
Photo 25.
Moulin à
marteaux ouvert
(© Jean-François Cruz,
Cirad).
Photo 26.
Mouture au moulin
à marteaux
(© Jean-François Cruz, Cirad).
Mouture des grains
Photo 27.
Moulin à meules verticales (© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 28.
Moulin à aiguilles ouvert (© Jean-François Cruz, Cirad).
Produits roulés
Photo 29.
Roulage manuel pour l’élaboration de granules (© Audrey Chazal, Cirad).
Photo 30.
Précuisson des granules en couscoussier (© Audrey Chazal, Cirad).
Farines infantiles
Photo 31.
Torréfaction du soja pour la fabrication de farines infantiles au Burundi
(© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 32.
Paquet de farine infantile vendue au Bénin (© Joseph D. Hounhouigan, FSA).
5. Mouture et broyage
des grains
La plupart des grains sont broyés, pilés ou moulus et tamisés
pour donner une farine plus ou moins blutée (FAO, 2002).
Il s’agit ici essentiellement des grains de céréales et de
légumineuses. Le taux d’humidité des grains joue un rôle
important dans la durée de conservation et le goût final de
la farine produite. Plus une farine est sèche et plus sa durée
de conservation est longue. Il est donc important d’utiliser
un équipement adapté au broyage des grains secs. Le taux
d’humidité acceptable est de 12 à 13 % (Sanogo, 1994).
105
La transformation des grains
106
5. Mouture et broyage des grains
107
La transformation des grains
Figure 5.1.
Moulin en pierre à molette (© Jean-François Cruz, Cirad).
Figure 5.2.
Pilon et mortier
(© Jean-François Cruz, Cirad).
108
5. Mouture et broyage des grains
109
La transformation des grains
Figure 5.3.
Schéma du moulin
à meules horizontales
(© Jean-François Cruz
d’après Cneema).
110
5. Mouture et broyage des grains
Figure 5.4.
Moulin ouvert
(d’après document
Renson).
Figure 5.5.
Moulin à meules verticales (© Jean-François Cruz d’après Cneema).
111
La transformation des grains
Figure 5.6.
Schéma de quelques types de rayons
(© Jean-François Cruz, Cirad).
Figure 5.7.
Moulin à meules villageois entraîné par moteur thermique
(d’après UNCC, Niger).
112
5. Mouture et broyage des grains
113
La transformation des grains
Moulin manuel
Certains constructeurs proposent des petits moulins à meules à entraî-
nement manuel (figure 5.8). Le diamètre des disques est de 90 à
100 mm et les débits obtenus varient de 10 à 30 kg/h selon la finesse de
mouture désirée. Leur diffusion est néanmoins limitée car le travail
exigé pour tourner la manivelle est harassant et la qualité de la mouture
obtenue n’est pas souvent satisfaisante. Ces moulins de petite taille
sont parfois entraînés par un petit moteur électrique monophasé de
0,5 ch et peuvent être utilisés pour la mouture de produits autres que
les céréales, comme les condiments ou les épices.
Figure 5.8.
Moulin familial
(d’après document
Champenois).
114
5. Mouture et broyage des grains
115
La transformation des grains
Figure 5.9.
Broyeur à marteaux (© Jean-François Cruz d’après Cneema).
Figure 5.10.
Marteau réversible d’un broyeur
(© Jean-François Cruz, Cirad).
116
5. Mouture et broyage des grains
117
La transformation des grains
Photo 5.1.
Vue du disque tournant d’un moulin à aiguilles (© Jean-François Cruz, Cirad).
118
5. Mouture et broyage des grains
que les moulins importés et sont nettement moins onéreux. Mais ils
sont souvent beaucoup moins robustes notamment lorsque les artisans
utilisent des matières premières de récupération de piètre qualité.
Il est souvent reproché aux broyeurs artisanaux leur manque de stan-
dardisation qui rend très difficile leur maintenance et notamment le
changement des pièces d’usures comme les marteaux ou les grilles qu’il
faut souvent modifier pour les adapter au modèle dont on dispose.
Au cours des années 1970, le ministère sénégalais du Développement
social et un expert de l’Unicef ont décidé d’impliquer les artisans locaux
pour équiper les villages en broyeurs, à partir d’un modèle standard
présentant de meilleures garanties de qualité (Bricas, 1991). Ainsi, des
artisans mécaniciens, répartis sur l’ensemble du pays, ont pu fabriquer
un broyeur à marteaux standard à partir de plans et de gabarits et sur la
base d’un cahier des charges précis définissant la qualité de la matière
première et les conditions de fabrication.
119
La transformation des grains
Les moulins sont gérés par des opérateurs privés ou par des grou-
pements, le plus souvent de femmes. La gestion d’un moulin en
collectivité offre divers avantages :
– réduction de la charge de travail des femmes, à la fois en termes de
pénibilité et de durée. Le temps économisé grâce au moulin permet
aux femmes d’exercer d’autres activités ;
– économie de temps ;
– production d’une farine supposée de meilleure qualité car obtenue
avec des équipements appropriés ;
– apprentissage de la gestion d’un bien en collectivité.
Mais la gestion collective peut présenter certains inconvénients :
– qualité médiocre de la farine si le moulin est usé ou mal réglé ;
– coût d’utilisation qui peut être prohibitif pour certaines familles ;
– difficulté et durée d’accès au moulin selon l’implantation. La
distance maximale ne devrait pas dépasser 2 km ;
– gestion financière parfois compliquée, notamment la comptabilité.
Les dépenses d’entretien et de maintenance sont souvent la source de
problèmes ;
120
5. Mouture et broyage des grains
121
La transformation des grains
122
5. Mouture et broyage des grains
xxw Réparations
Pour estimer le montant annuel des réparations d’un moulin, on se base
généralement sur le calcul suivant :
Montant annuel des réparations = prix d’achat × (50 % à 100 %) / durée
de vie
Le pourcentage retenu est naturellement fonction de la qualité de la
maintenance, des coûts de la main-d’œuvre spécialisée, des prix et de
la disponibilité des pièces détachées.
Si on retient un coût de réparation de 50 % sur la durée de vie d’un
moulin de 1,2 million FCFA amorti en quatre ans, le montant annuel
moyen estimé pour les réparations est de : 1 200 000 × 0,50/4 ou
150 000 FCFA/an.
123
La transformation des grains
124
5. Mouture et broyage des grains
125
La transformation des grains
Les miniminoteries
Des miniminoteries ont été installées en Afrique de l’Ouest à la fin
des années 1980 afin de favoriser l’émergence d’activités valorisant
les produits agricoles. L’objectif des projets était la production de
produits finis secs (maïs, mil et sorgho) favorisant une longue période
de conservation et générant des revenus. Mais le but était également
d’alléger le travail des femmes qui consacrent une bonne partie de leur
temps à piler (Bridier, 1997). Au Mali, par exemple, l’unité standard est
composée d’un décortiqueur, d’un broyeur à marteau ou d’un moulin à
meules, d’un tamis rotatif, d’une thermo-soudeuse et de divers acces-
soires et mobiliers (Goita, 1994), Les équipements, entraînés par des
moteurs électriques, sont installés dans deux bâtiments en parpaings
(magasin et atelier de fabrication) alimentés en électricité par un
groupe électrogène. D’autres expériences similaires ont été tentées au
Sénégal ou au Burkina Faso.
Au Mali, dans les années 1980, le personnel d’une miniminoterie stan-
dard est composé d’un gérant permanent et de trois femmes et trois
hommes travaillant à la tâche. Un fonds de roulement est nécessaire
au fonctionnement de la mini-minoterie pour acheter des combus-
tibles, des lubrifiants, de la matière première et pour payer les salaires
du personnel. Chaque miniminoterie dispose de quatre greniers pour
126
5. Mouture et broyage des grains
127
6. Élaboration
de produits transformés
Aujourd’hui, la croissance démographique rapide des villes
rend indispensable une meilleure valorisation des produits
locaux. Il existe, en milieu urbain, un besoin de diversification
des produits consommés et une forte demande en produits
finis, prêts à l’emploi et faciles à préparer. Des produits à
forte valeur ajoutée, comme les produits roulés ou les farines
infantiles, sont ainsi de plus en plus présents dans les boutiques
de quartier ou les supermarchés des grandes agglomérations.
129
La transformation des grains
130
6. Élaboration de produits transformés
131
La transformation des grains
Photo 6.1.
Prégranulation au moyen d’un tamis dégué témé (© Audrey Chazal, Cirad).
132
6. Élaboration de produits transformés
Photo 6.2.
Granules de niébé ou birba (© Jean-François Cruz, Cirad).
133
La transformation des grains
134
6. Élaboration de produits transformés
135
La transformation des grains
136
6. Élaboration de produits transformés
Figure 6.1.
Dessin du rouleur à couscous Cirad-AFREM (© Michel Rivier, Cirad).
L’amélioration du séchage
Après les opérations de roulage de la farine humide, de tamisage et
de cuisson à la vapeur pour certains produits roulés, les différents
granules doivent être stabilisés par séchage jusqu’à une humidité rési-
duelle voisine de 10 % b.h.. Pour pallier les risques de développement
de moisissures liés au séchage naturel lent, plusieurs types de séchoirs
ont été mis au point pour les petites entreprises de transformation.
Le séchoir Ceas-Atesta
Le séchoir Ceas-Atesta, initialement destiné au séchage des fruits et des
légumes, est souvent utilisé par les transformatrices pour le séchage de
produits céréaliers. Le rendement énergétique du séchoir s’avère rela-
tivement médiocre et conduit à une consommation en gaz importante.
137
La transformation des grains
Figure 6.2.
Dessin du séchoir à flux traversant CSec-T (© Cruz et al., 2011).
138
6. Élaboration de produits transformés
deux fenêtres d’aération alors que le pignon arrière est équipé d’un
ventilateur axial qui permet de renouveler l’air du séchoir.
Le séchoir serre solaire CSec-S de 90 m², équipé de 10 claies suspen-
dues recouvertes de tissu type voilage, a une capacité de chargement
d’environ 300 à 350 kg pour sécher du produit humide de 35 % à
10 % b.h. en 24 h (photo 6.2). Son coût d’investissement est de 3,5 à
4 millions FCFA (environ 5 300 à 6 000 €), mais son coût d’utilisation de
25 FCFA/kg de produit sec (0,04 €/kg) est nettement inférieur à celui
des séchoirs artificiels.
Figure 6.3.
Dessin du séchoir serre solaire CSec-S (© Abdoul Diallo).
139
La transformation des grains
140
6. Élaboration de produits transformés
Figure 6.4.
Diagramme de précuisson du fonio (© Jean-François Cruz, Cirad).
Photo 6.3.
Précuisson du fonio dans
un couscoussier traditionnel
(© Jean-François Cruz, Cirad).
141
La transformation des grains
Photo 6.4.
Séchage du fonio précuit en serre solaire (© Jean-François Cruz, Cirad).
142
6. Élaboration de produits transformés
Figure 6.5.
Diagramme d’étuvage du fonio (© Jean-François Cruz, Cirad).
143
La transformation des grains
xxw C
aractéristiques physico-chimiques, nutritionnelles
et sanitaires des farines infantiles
Une farine permettant de préparer des bouillies nutritives
Une farine infantile doit avoir une bonne valeur nutritionnelle. Sa
composition et ses caractéristiques doivent être telles que les quan-
tités de bouillie ingérées par les enfants leur fournissent suffisamment
d’énergie et de nutriments indispensables pour couvrir leurs besoins
nutritionnels en complément du lait maternel. La valeur nutrition-
nelle d’une bouillie dépend de sa densité énergétique. Celle-ci est
définie comme l’énergie contenue dans un volume donné de bouillie,
exprimée généralement en kilocalories [kcal] pour 100 g de bouillie.
144
6. Élaboration de produits transformés
145
La transformation des grains
146
6. Élaboration de produits transformés
147
La transformation des grains
148
6. Élaboration de produits transformés
149
La transformation des grains
150
7. Impact de la mécanisation
et développement
des petites entreprises
En Afrique subsaharienne, un des enjeux majeurs des prochaines
décennies est l’équipement des acteurs du secteur agricole pour
satisfaire les besoins croissants de production, de conservation
et de transformation des produits agricoles nécessaires à la
sécurité alimentaire d’une population en augmentation, tout
en assurant la préservation du milieu.
La mécanisation est un processus complexe et dynamique qui ne peut
pas être seulement apprécié du point de vue de la substitution d’un
facteur ou de la contribution nette à la production. Elle entraîne aussi
des changements fondamentaux et interdépendants dans la nature et
la performance des services de soutien à l’agriculture et dans les stra-
tégies des agriculteurs et des acteurs du secteur agricole en général
(Sims et al., 2016). Ceci concerne bien évidemment les procédés de
transformation, secteur où la mécanisation contribue sensiblement à
la sécurité alimentaire et à la réduction de la pauvreté (Allogni et al.,
2006), affecte l’emploi et favorise l’émergence et le développement
d’unités ou d’entreprises de transformation.
En Afrique de l’Ouest comme dans de nombreux pays africains, les
différents maillons intermédiaires entre la production et la demande
alimentaires devront contribuer plus fortement encore à la réduction
de la pauvreté en générant suffisamment d’activités et d’emplois afin
d’absorber la croissance rapide de la population active. La transforma-
tion des produits agricoles par des artisans, de très petites entreprises
(TPE), mais aussi un nombre croissant de petites et moyennes entre-
prises (PME) connaît un essor important. Cette dynamique engendre
des opportunités remarquables qu’il convient de soutenir vigoureuse-
ment pour contribuer à nourrir plus durablement les populations et à
donner des emplois aux millions de jeunes qui arrivent chaque année
sur le marché du travail (Losch, 2012).
Pour les bénéficiaires, la mécanisation des procédés de transforma-
tion répond à plusieurs enjeux : transformer plus pour un même
travail et/ou accroître les quantités transformées, répondre à une
forte demande en travail et en réduire la pénibilité, améliorer les
151
La transformation des grains
152
7. Impact de la mécanisation et développement des petites entreprises
xxw E
ntreprises de transformation
et populations vulnérables
Dans le développement d’entreprises de transformation, il faut rester
très attentif aux effets sur les populations vulnérables (personnes
pauvres, femmes, jeunes). En effet, le coût parfois élevé des unités de
transformation exclut les plus pauvres qui ne bénéficient généralement
pas de crédits bancaires. Dans de nombreuses situations, les femmes
n’ont pas accès à des postes de gestion et de mise en œuvre des équi-
pements dans les entreprises qui se mécanisent. Dans ces conditions,
l’introduction d’équipements en substitution au travail manuel se
traduit par une perte d’emploi pour les femmes et leur remplacement
par des opérateurs hommes, généralement des jeunes.
153
La transformation des grains
xxw D
ifférents types d’entreprises de transformation
du paddy à l’Office du Niger au Mali
Les différents types d’entreprises de transformation sont représentés
dans le cas de la transformation du paddy à l’Office du Niger au Mali
(figure 7.1). Chacune d’entre elles répond à différents besoins des
producteurs et des consommateurs.
154
7. Impact de la mécanisation et développement des petites entreprises
155
La transformation des grains
des coproduits (balles, son) qui sont séparés. Les produits finis qui
sont rarement homogènes sont triés, pesés puis ensachés. Pour ces
entreprises, il est important que les différents produits finis soient
d’une qualité qui corresponde aux besoins des consommateurs. Les
différents niveaux de transformation du riz paddy à l’Office du Niger
au Mali sont illustrés en figure 7.1.
Au Sénégal également, on retrouve les différents types de rizeries décrites
au Mali. La très grande majorité d’entre elles sont localisées le long de la
vallée du fleuve Sénégal. Un recensement effectué dans cette vallée, en
2015, fait état de 570 unités de décorticage artisanal de riz paddy, dont
458 sont fonctionnelles et interviennent en prestation de service ou en
production. On dénombre également 27 rizeries semi-industrielles ou
industrielles dont les capacités varient de 1,5 t/h à 6 t/h. Plus de 75 % des
unités artisanales recensées sont équipées de décortiqueurs importés,
soit de type Jet pearler (299 unités), soit Engelberg (138 unités). Le type
Jet pearler est un blanchisseur à friction (figure 3.18) qui est curieu-
sement utilisé au Sénégal comme décortiqueur-blanchisseur. Seules
10 installations sont constituées d’une unité compacte (figure 3.8). Enfin,
123 décortiqueurs artisanaux sont de fabrication locale selon le modèle
Engelberg (Feed the future, 2015).
Les contraintes du secteur de la transformation sont liées à la qualité
des produits finis, aux performances des équipements et des unités de
transformation, et au contexte économique, notamment la variation des
coûts de la matière première, le fonctionnement des unités de trans-
formation, et les prix de vente des produits issus de la transformation.
L’obtention de produits finis de qualité dépend de l’ensemble du
processus allant de la production à la commercialisation, comme le
montre l’exemple de la transformation du paddy à l’Office du Niger
au Mali (figure 7.2) :
– de mauvaises pratiques de production, de récolte, de battage et de
stockage de la matière première entraînent des pertes et affectent la
qualité de cette dernière et son aptitude à la transformation ;
– des équipements de transformation peu performants et inadaptés
affectent le rendement de la transformation et la qualité des produits
transformés ;
– le non-respect des règles de la transformation (pas de nettoyage,
mélange de variétés, taux d’humidité trop élevé ou trop faible, pas
de calibrage) et des infrastructures de stockage peu appropriées
entraînent des pertes de produits transformés et une dépréciation de
leur qualité.
156
157
7. Impact de la mécanisation et développement des petites entreprises
Figure 7.1.
Entreprises de transformation du riz paddy à l’Office du Niger au Mali (Havard, 2003). En 2012
1 170 décortiqueurs Engelberg, 11 minirizeries, 1 unité industrielle.
La transformation des grains
Figure 7.2.
Effets des mauvaises pratiques post-récolte du riz paddy
(Coulibaly et Havard, 2015).
158
7. Impact de la mécanisation et développement des petites entreprises
xxw É
mergence de PME de transformation
et rôle de l’innovation technique
Dans la typologie présentée précédemment, les catégories des TPE et
des PME sont celles qui connaissent la plus forte dynamique. Le cas
du secteur de la transformation du fonio au Mali en offre une bonne
illustration. Lors d’un recensement effectué en 2014 à Bamako dans le
cadre du projet « Aval Fonio », il a été possible d’inventorier 71 entre-
prises de transformation du fonio dans la capitale malienne. Cet effectif
était en augmentation de près de 34 unités par rapport au précédent
recensement qui datait de 2007 (Ferré et al., 2016).
Sur la base de ce recensement, une enquête conduite auprès d’un
échantillon de 42 entreprises de transformation du fonio montre
que près de 80 % des entreprises ont été créées entre 2000 et 2014
(figure 7.3). Cette croissance soudaine du nombre d’entreprises semble
directement résulter de la mécanisation du décorticage du fonio par la
mise au point du décortiqueur à fonio GMBF.
Figure 7.3.
Évolution cumulée de la création d’entreprises fonio à Bamako (Ferré et al., 2016).
159
La transformation des grains
160
7. Impact de la mécanisation et développement des petites entreprises
161
La transformation des grains
Le développement du secteur
de la transformation et l’environnement
Le développement de certaines entreprises de transformation peut
augmenter les pollutions liées aux poussières et aux nuisances sonores
pouvant occasionner des maladies aux opérateurs et aux personnes
travaillant dans les entreprises de transformation. Les pollutions
liées à l’accumulation des déchets et de sous-produits non utilisés
des entreprises de transformation sont aussi à prendre en compte
(GTZ/BMZ, 1996).
L’impact le plus important lié au développement des entreprises de
transformation et plus généralement du secteur agroalimentaire en
Afrique est l’augmentation considérable de la demande énergétique
qui va accroître la dépendance énergétique de nombreux pays. Ainsi,
le prix du baril de pétrole a augmenté de 487 % entre 1990 et 2013,
162
7. Impact de la mécanisation et développement des petites entreprises
163
La transformation des grains
Perspectives
Le développement de la mécanisation (production et transforma-
tion) exigera du temps et des investissements humains, matériels et
financiers importants et stables sur le long terme et devra davantage
s’appuyer sur le secteur privé et les organisations de producteurs.
Ces perspectives reprennent des éléments du rapport de 2018 du
Panel Malabo-Montpellier. Ce groupe est composé d’experts africains
et internationaux dans les domaines de l’agriculture, de l’écologie, de
la sécurité alimentaire, de la nutrition, des politiques publiques et du
développement mondial. Leurs réflexions sur la mécanisation agricole
mettent en exergue les nombreux défis à relever par le secteur de la
mécanisation des procédés de transformation.
164
7. Impact de la mécanisation et développement des petites entreprises
165
Conclusion
Les grains de céréales et de légumineuses sont à la base de
la ration alimentaire des populations de nombreux pays du
Sud. Avec l’urbanisation croissante, les consommateurs qui
souhaitent diversifier leur alimentation recherchent de plus en
plus des produits déjà transformés, prêts à cuire ou à consommer,
de bonne qualité hygiénique et correspondant à leur préférence
au plan organoleptique. L’obtention de ces produits nécessite la
mise en œuvre d’une succession d’opérations pour transformer
la matière première (grains) en différents types de produits
plus ou moins élaborés (grains décortiqués, grains blanchis, farines,
semoules, produits roulés, produits précuits).
À l’origine, les activités de transformation agroalimentaire sont
réalisées par les femmes et font souvent appel aux savoir-faire et aux
ustensiles de la cuisine familiale. En proposant des produits tradition-
nels prêts à l’emploi ou prêts à consommer aux populations urbaines,
les femmes ont créé un véritable artisanat marchand et un marché
de produits manufacturés vendus dans les boutiques de quartiers
et sur les étalages des marchés ou s’appuyant sur la restauration de
rue. Puis, en diversifiant leur offre avec des produits mieux stabilisés
et de meilleure qualité ou de nouveaux produits mieux adaptés aux
demandes des consommateurs urbains, certaines artisanes pion-
nières ont créé de véritables petites entreprises agroalimentaires qui
alimentent aussi les supermarchés.
Dans ce domaine, la mise en œuvre de technologies de trans-
formation améliorées est apparue indispensable pour accroître
la productivité des opérations unitaires (nettoyage, décorticage,
dessablage, mouture, roulage) et diminuer la pénibilité du travail
des opératrices. Si ce secteur des petites entreprises est particu-
lièrement apte à l’élaboration et à la mise en marché de nouveaux
produits de bonne qualité, il est également ouvert à l’adoption et à
la diffusion d’innovations technologiques qu’il importe de promou-
voir par le développement des fabrications locales d’équipements
et la mise en place de services de maintenance (entretien et pièces
détachées). Le fort potentiel de développement des secteurs artisanal
et semi-industriel nécessite aujourd’hui une meilleure formation
et un accompagnement étroit des opérateurs pour mieux assurer
l’efficience et la durabilité des activités au sein de ces entreprises.
167
La transformation des grains
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Glossaire
Glossaire
Abrasion (Grinding) : principe de Autoconsommation (Selfconsumption) :
transformation des grains consis- consommation par les agriculteurs
tant à favoriser leur frottement sur des produits de leur propre produc-
une surface abrasive pour réaliser le tion. C’est souvent le cas dans de
décorticage et/ou le blanchiment. nombreuses exploitations, notamment
Aflatoxine (Aflatoxin) : les aflatoxines dans les pays du Sud.
sont des mycotoxines produites par Balles (Hull) : enveloppes externes
des moisissures (Aspergillus spp.) (glumes et glumelles) des grains de
particulièrement fréquentes sur les céréales vêtues (riz, fonio, orge, avoine,
grains dans les régions chaudes et épeautre). Les balles représentent
humides. 20 % à 25 % du poids brut.
Agriculture familiale (Family agri- Banco (Banco) : terre crue argileuse,
culture, family farming) : agriculture enrichie de pailles de céréales, utilisée
reposant sur une main-d’œuvre comme matériau de construction pour
familiale et souvent synonyme d’agri- la réalisation de différentes structures
culture paysanne notamment dans les (habitations, greniers).
pays du Sud. Battage (Threshing) : en agriculture, le
battage est une opération post-récolte
Albumen (Endosperm) : tissu entou-
qui consiste à séparer les grains de l’épi
rant l’embryon et contenant les
ou de la tige.
réserves nutritives de la graine.
Blanchiment (Whitening) : opération de
Aleurone (Aleurone granules) : les
transformation qui consiste à éliminer
grains d’aleurone sont des granules
le péricarpe et le germe des grains
composés surtout de protéines de
pour ne conserver que l’albumen. Cette
type globulines présents dans l’assise
opération suit le décorticage.
protéique des céréales. On parle
de couche à aleurone ou d’assise Blutage (Sifting) : opération qui consiste
protéique pour qualifier la couche à faire passer un produit pulvérulent à
de cellules, riches en protéines, les travers un tamis comme, par exemple,
plus externes de l’albumen. un produit de mouture pour séparer la
farine du son.
Amidon (Starch) : glucide complexe
Bouillie (Porridge) : préparation culi-
formé de molécules de glucose.
naire à base de farine de céréales et
L’amidon constitue la réserve
d’eau très consommée en Afrique
énergétique des grains de céréales.
subsaharienne.
Amylopectine (Amylopectin) : prin-
Caroténoïde (Carotenoids) : groupe de
cipal constituant de l’amidon formé
pigments variant du jaune au rouge
de chaînes ramifiées de glucose.
produits par les plantes et respon-
Amylose (Amylose) : constituant de sables de la couleur caractéristique
l’amidon formé par des chaînes non de plusieurs organes végétaux ou
ramifiées de molécules de glucose. animaux. On distingue les carotènes
Selon les céréales, l’amylose est plus (carotte, tomate) et les xanthophylles
ou moins présent. (maïs, jaune d’œuf).
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Nixtamal (Nixtamal) : mot d’ori- Riz cargo (Brown rice) : riz brun ou
gine nahuatl (Mexique) désignant riz complet obtenu par décorticage
le produit issu de la cuisson alcaline du riz paddy (élimination des enve-
du maïs. Après broyage du nixtamal loppes extérieures ou balles). Dans le
on obtient une pâte (masa) qui sert commerce du riz, c’est souvent sous
notamment à la préparation de cette forme qu’il est transporté dans
galettes appelées tortillas. les navires, d’où son nom.
Oléagineux (Oilseed) : graine Riz paddy (Paddy rice): riz à l’état brut,
(arachide, sésame, colza, tournesol) non décortiqué, obtenu après battage.
riche en huile. Il n’est pas comestible en l’état car il
Panicule (Panicle) : une panicule est conserve ses enveloppes extérieures ou
une inflorescence composée, formée balles riches en silice.
par une grappe d’épis comme pour le
Sassage (Sieving) : tamisage mécanique
riz ou le sorgho.
auquel sont soumises les semoules
Péricarpe (Pericarp) : le péricarpe est après le blutage.
la paroi du fruit ou, pour les céréales,
la « peau » du grain ou caryopse. Scutellum (Scutellum) : partie de
l’embryon des graines de graminées
Pesticide (Pesticide) : produit chimique
ayant une forme aplatie et appliquée
destiné à éliminer les animaux dépré-
contre la réserve amylacée de la graine.
dateurs et les plantes considérés
Le scutellum est parfois assimilé à un
comme nuisibles, mais qui représente
cotylédon modifié.
un très grand facteur de pollution.
Plansichter (Plansifter) : machine Son (Bran) : sous-produit ou
constituée de tamis horizontaux co-produit de la transformation
animés d’un mouvement alternatif obtenu après blanchiment des grains.
et utilisée pour séparer les différents Les sons, constitués de fragments de
produits de mouture. péricarpe et de germe, sont riches
en fibres, en matières grasses et en
Poacées (Poaceae) : famille botanique
vitamines et sont souvent valorisés en
(anciennement Graminées) de plantes
alimentation animale.
essentiellement herbacées compre-
nant les céréales, à l’exception du Soudano-sahélien (Soudano-sahelian) :
sarrasin qui est une Polygonacée, et zone climatique au sud du Sahel carac-
du quinoa et de l’amarante qui sont térisée par une longue saison sèche et
des Chénopodiacées. une seule saison des pluies, très courte,
Post-récolte (Post-harvest) : opéra- avec des précipitations annuelles se
tions réalisées après la récolte et situant entre 500 et 900 mm.
qui pour les céréales comprennent Soumbala (Soumbala) : condiment
notamment les principales activités traditionnel d’Afrique de l’Ouest,
techniques que sont le battage, le appelé nététou au Sénégal, afitin au
nettoyage, le séchage, le stockage, la Bénin ou encore dawadawa au Nigeria,
transformation. réalisé à partir de graines de néré
Protéagineux (Protein crop) : graine (cuites, décortiquées, fermentées,
légumineuse (pois, fève, soja) riche salées, séchées). Ce produit est souvent
en protides. conditionné sous la forme de boulettes.
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Photo de couverture :
Remplissage d’un couscoussier pour la précuisson du fonio
(© Jean-François Cruz, Cirad)
Édition : Presses agronomiques de Gembloux et Éditions Quæ
Mise en pages : Hélène Bonnet – Studio 9
Impression : ISIPrint
Dépôt légal : Janvier 2020
Les grains et particulièrement les céréales et les légumineuses
restent la base de l’alimentation, voire l’essentiel de la ration,
dans la plupart des pays du Sud. Si l’accroissement
de la production répond, en partie, à la hausse de la demande,
il reste indispensable d’améliorer la conservation
et la transformation des produits pour réduire les pertes
post-récolte. Aujourd’hui, l’urbanisation induit d’autres habitudes
alimentaires, les ménages urbains n’ayant plus assez de temps
pour préparer les mets traditionnels. Le marché de l’alimentation
évolue et les consommateurs ne sont plus seulement acheteurs
de denrées de base, mais recherchent des produits déjà
transformés, prêts à cuire ou prêts à consommer, et fabriqués selon
des procédés satisfaisant leur perception de la qualité
organoleptique, respectant les règles d’hygiène et respectueux
de l’environnement. Cet ouvrage aborde plusieurs aspects
de la transformation des grains et complète le livre
sur la conservation des grains dans la même collection.
Il présente différents procédés de transformation en ciblant
principalement les petites et moyennes entreprises comme
principaux acteurs des systèmes de transformation des produits
alimentaires dans les pays du Sud.
Cet ouvrage constitue une référence pratique pour tous
les professionnels de la transformation des grains et pour tous
les acteurs du développement dans les pays du Sud.
18 €
ISBN : 978-2-7592-2783-9
Réf. : 02630
ISSN : 1778-6568