Protocole de mesure de la matière sèche

Fiches techniques - MECA Séchage

Les seules méthodes précises pour mesurer le taux de matière sèche d’un échantillon consistent à peser une masse bien précise de fourrage (généralement 50g ou 100g pour faciliter le calcul), et faire sécher complètement cet échantillon pour en extraire toute l’eau et peser à nouveau.

La masse restante est directement reliée au taux de MS du fourrage. Par exemple, pour un échantillon de 100g, s’il reste 65g après séchage, cela signifie qu’il y a 65% de MS. Pour un échantillon initial de 50g, il suffit de multiplier le résultat par deux.

Il existe ensuite différents moyens de faire sécher l’échantillon : l’étuve, le dessiccateur ou le four à micro-ondes.

Autres méthodes de mesure

D’autres outils permettent d’estimer la matière sèche d’un produit, ce sont généralement des sondes que l’on vient piquer dans la matière. Ces sondes sont soumises à de nombreuses imprécisions, tout d’abord la méthode de mesure : elles ne fonctionnent que dans un produit hautement compressé, comme du fourrage en botte ou des buches de bois.

Il existe également un outil destiné à mesurer les produits vracs en venant appliquer une compression : le THF 0850. Il fonctionne sur le principe d’un pistolet à silicone avec un ressort taré précisément pour garantir une compression constante lors de la mesure.

Le second biais de ces appareils est la méthode de mesure : il s’agit d’une sonde capacitive, qui mesure la résistance lors de la transmission d’un courant électrique à travers le fourrage. Or, le courant ne se propage qu’à l’extérieur des tiges/particules de la plante, pas à l’intérieur, ce qui augmenterait la résistance. Pour un fourrage ou un bois stabilisé, dont le séchage est terminé depuis plus de 24h, l’humidité de la plante est globalement constante, donc la valeur est plutôt fiable. Mais pour un produit en cours de séchage, puisque l’eau est extraite par évaporation de l’eau à l’extérieur des tiges/particules, il existe un gradient d’humidité dans la matière entre l’intérieur et l’extérieur. La matière n’est donc pas homogène, l’extérieur des tiges/particules est sec contrairement à l’intérieur qui est encore humide, car la migration de l’eau de l’intérieur vers l’extérieur des tiges/particules est plutôt lente. La lecture du taux d’humidité d’un produit en cours de séchage par une sonde capacitive sera donc faussée, il sera plus faible que le taux d’humidité réel.

Protocoles

L’étuve

L’étuve est la méthode approuvée scientifiquement, il s’agit de passer l’échantillon 48h à 105 °C pour faire évaporer toute l’eau. Cette méthode n’est pas adaptée pour un usage fréquent car la mesure est différée, dans le cadre d’une unité de séchage, la matière sera peut-être déjà sortie du séchoir avant de savoir son taux de MS en entrée. Cette méthode peut cependant permettre de valider les résultats des autres méthodes.

Le dessiccateur

Concernant le dessiccateur, la méthode est identique à l’étuve, un échantillon est chauffé à 105 °C, à l’aide d’une lampe halogène, pour en extraire l’eau. L’échantillon est posé sur une balance de précision (0,01 g) donc le résultat du taux de MS est affiché automatiquement. La méthode est simple, cependant la prise d’échantillons (quelques g par mesure) est trop aléatoire pour obtenir un résultat correcte, surtout dans le cas d’un mélange d’espèces ou de tailles de particules. De plus le temps de mesure est assez long, le double du four à micro-ondes.

Le four à micro-ondes

Le four à micro-ondes est l’appareil le plus pratique pour faire les essais de MS en direct. Les ondes apportent de l’énergie à l’eau contenue dans le fourrage, ce qui la fait bouillir et s’évaporer.

Etapes :

• L’échantillon doit être pesé dans un bol en verre/pyrex pour résister à la chaleur, en mettant au préalable une planche sur la balance pour éviter de faire chauffer les composants électroniques de la balance, ce qui fausse totalement le résultat.

• Si le produit est préalablement découpé avant d’être inséré dans le bol, il sera plus simple de remplir le bol et le séchage en sera plus rapide. L’idéal est de laisser une « cheminée », un « puit » au milieu du bol pour laisser circuler l’air chaud. Cela signifie qu’il faudra répartir la matière sur les côtés du bol.

• Avec un four à micro-ondes de 800W, il est parfois plus efficace de prendre un échantillon de 50g que de 100g, au niveau de la place disponible (le bol déborde un peu avec 100g de fourrage, si le produit est plus dense, garder 100g) et au niveau du temps, 50g demande environ 5 min lorsque le produit est autour de 60% de MS, 10 minutes autour de 40% et 15 minutes autour de 25%.

• Mettre le four à chauffer en mode alterné (mode décongélation ou un peu plus puissant, ne pas dépasser 600 W). Laisser chauffer quelques minutes la première fois puis de moins en moins longtemps à mesure que le produit sèche. Lorsque le produit paraît assez sec, le sortir du four (attention c’est brulant) et le mettre sur la balance. Remettre le bol au four à micro-ondes 1 min et recommencer la pesée

• Le produit est complètement sec lorsqu’il n’y a plus de variation de masse (<= 1g) après 1 minute à chauffer. La masse restante est à considérer comme la masse sèche. Par exemple, avec 100 g de matière brute, s’il reste 55g à la fin, le produit est à 55% (55/100) de MS.

Attention, il est obligatoire de surveiller en continu le four micro-ondes, et de ne pas laisser la matière trop longtemps à chauffer, le risque d’incendie est important une fois le produit complètement sec. Ce protocole est à vos risques et périls et ne saura engager MECA Séchage.

Sources

• Protocole de mesure MS - 240225_1.pdf - Florian DALOZ - MECA SECHAGE - Machinisme Energie Conseil Adaptation - 25/02/2024