Pour le sucre cristallisé en vrac, l’ aptitude à l’ écoulement ou « coulabilité » est une propriété d’ usage importante dans la pratique industrielle, pour assurer la vidange des trémies et silos, le remplissage régulier des emballages, la maîtrise du dosage chez le client, qu’ il s’ agisse d’ un procédé continu ou d’ un procédé discontinu par batch (exemple pétrin). À l’ opposé, un mauvais écoulement entraîne des irrégularités de dosage, voire même l’ absence de débit (voûtage) et l’ arrêt. Des systèmes d’ extraction plus ou moins coûteux, en bas du silo, sont censés pallier ces problèmes, au prix d’ un investissement élevé et pas toujours opérationnel. Dans les cas graves, on constate une prise en masse, pouvant nécessiter la vidange du silo par le haut. La question de l’ écoulement est identique pour des usages domestiques : écoulement régulier hors de l’ emballage, saupoudrage de pâtisseries (sucre glace), etc. L’ écoulement a lieu quand les forces motrices dues à la pesanteur dépassent les forces de cohésion entre grains, le problème étant fonction de la taille de la trémie étudiée (de 100 litres à 10000 m3) et du produit. On peut donc décrire l’ écoulement comme la rupture d’ un milieu granulaire en vrac, en utilisant les concepts mécaniques tels que le frottement interne, la cohésion, la consolidation sous contrainte,… Nous montrerons qu’ on peut quantifier l’ aptitude à l’ écoulement d’ un produit donné, ou « coulabilité», en mesurant expérimentalement les courbes appelées « lieux cinétiques de rupture» (LCR), donnant la «fonction d’ écoulement» (FF) caractéristique d’ un produit donné. FF dépend de la composition du produit, de sa répartition granulométrique, teneur en eau, état cristallin, etc. et peut éventuellement se déplacer avec le temps de stockage. Puisque la coulabilité est une grandeur mesurable, on peut s’ en servir pour modifier le procédé de fabrication en vue de l’ améliorer, ou de garantir un niveau de coulabilité. De même, l’ acheteur pourrait inclure ce critère dans son cahier des charges, sous réserve de bien préciser la méthode de mesure employée, et sa pertinence par rapport au problème posé (ex. : choix du niveau de contrainte en fonction de la taille du silo). La coulabilité résultant d’ interactions complexes, nous montrerons sur des exemples qu’ aucune mesure simple ou même combinaison de mesures (autre que les tests mécaniques d’ écoulement), ne peut suffire à prévoir a priori la coulabilité. C’ est seulement a posteriori qu’ on peut chercher à interpréter des changements de coulabilité par de telles mesures plus simples, mais sans valeur prédictive générale. Malgré leur coût et leur technicité, les tests mécaniques restent donc les meilleurs descriptifs de cette propriété globale qu’ est la « coulabilité », en intégrant tous les facteurs. Par ailleurs, cette coulabilité évolue parfois avec le temps, révélant des transformations du produit dans le silo. Les tests mécaniques temporels peuvent également décrire expérimentalement l’ évolution d’ un produit stocké sous contrainte, évoluant vers une cohésion plus ou moins accrue. Cette consolidation temporelle est un paramètre clé du stockage. On peut également apprécier le procédé d’ obtention du produit, sur la base de sa stabilité temporelle. La coulabilité est donc un critère de propriété d’ usage mesurable et utile. J. VASSEUR, E. TEUNOU UMR Génie Alimentaire, ENSIA, 1 avenue des Olympiades 91744 Massy cedex – France

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Auteur : J. VASSEUR E. TEUNOU