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Les différents types de ventilateurs pour ventiler les grains

Pour satisfaire le besoin en ventilation d’une installation d’entreposage, il existe une large gamme de ventilateurs sur le marché. Ils peuvent être regroupés en trois catégories : les ventilateurs axiaux ou hélicoïdaux, les ventilateurs centrifuges-axiaux et les ventilateurs centrifuges ou radiaux.



Le ventilateur axial est considéré comme étant le plus simple. Il aspire de l’air et le propulse parallèlement à l’axe de rotation. Ce type de ventilateur fournit des débits importants, mais ne tolère pas la pression. Le ventilateur centrifuge-axial est considéré comme faisant partie d’une gamme intermédiaire ou hybride. Il aspire son air parallèlement à l’axe de rotation et le propulse par force centrifuge, toujours dans ce même axe de rotation. Ce type de ventilateur fournit des débits intermédiaires et tolère davantage la pression qu’un ventilateur axial. Le ventilateur centrifuge aspire l’air parallèlement à l’axe de rotation et le propulse par force centrifuge perpendiculairement à ce même axe. À diamètre égal, un ventilateur centrifuge a une capacité de débit inférieure à celle d’un ventilateur axial, mais tolère des pressions nettement plus élevées. Si on veut augmenter le débit, il faut utiliser une roue double munie de deux ouïes d’aspiration.



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Peut-on réhumidifier le grain ?

Si un refroidissement équivaut à une perte de l'eau contenue dans le grain, l'inverse n'est pas toujours vrai. Une réhumidification accidentelle ou voulue ne peut se faire que si l'air est très humide et plus chaud que le grain. Ce sont des conditions climatiques que l'on peut rencontrer au printemps lorsque la température ambiante commence à remonter. Un tel procédé n'est pas utilisable dans la pratique en raison de la quantité d'énergie mise en œuvre, des risques de condensation et de moisissures et des faibles chances de remplir toutes les conditions favorables. A titre d'exemple, il faudrait ventiler pendant 135 heures avec un débit spécifique de 20 m³/h/m³ pour remonter l'humidité d'un lot de 13,6 à 15,2, la température de ce lot étant de 7 °C. L'expérience se solde par une consommation de 1.500 kWh pour 500 m³ (400 qx) de grain!



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Jusqu'à quelle humidité peut-on stocker un grain sans séchage ?

Aucune réponse précise ne peut être donnée si on ne connaît pas les caractéristiques de l'installation et en particulier le débit spécifique "n".



Les limites ci-dessous sont valables pour un débit spécifique compris entre 16 et 20 m³/h/m³ au-dessous de 16 m³/h/m³ les limites doivent être réduites d'un demi point à un point, au dessus de 20 m³/h/m³, elles peuvent être augmentées d'un demi-point. Si l'humidité du grain ne dépasse pas 16%... les ventilations de refroidissement et de maintien nocturnes doivent suffire pour ramener l'humidité aux normes. Si l'humidité du grain est comprise entre 16 et 17 %... dès la récolte, il faut pratiquer une ventilation continue (jour et nuit) jusqu'à ce que l'humidité soit descendue à 16 %, ensuite, on effectue les ventilations de refroidissement et de maintien nocturnes. Si l'humidité du grain est comprise entre 17 et 20 %... dès la récolte, pratiquer une ventilation séchante avec réchauffage de l'air de quelques degrés à l'aide du gaz, du fuel ou de la paille. Dans ce cas, on a intérêt à ce que le débit spécifique soit important. Par la suite il sera nécessaire d'effectuer les ventilations de refroidissement et de maintien nocturnes. Cette solution n'est valable que pour des hauteurs de grain inférieures à 3 m. Au-delà, il vaut mieux passer le grain au séchoir. Si l'humidité du grain est supérieure à 20 %... La seule solution efficace consiste à passer le grain au séchoir.



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Le ventilateur a-t-il une influence sur l'air de ventilation ?

Au cours de son passage dans le ventilateur, l'air est comprimé légèrement afin de pouvoir traverser toute la couche de grain. Cette pression est exprimée en mm de colonne d'eau (mm C.E.) ou en Pascals.



Cette compression de l'air, comme dans une pompe à vélo, a pour conséquence de le réchauffer: plus la pression est élevée plus l'air est réchauffé. L'expérience montre que l'air se réchauffe de 1 °C pour une pression de 85 mm C.E. Ceci veut dire que pour les cas courants, le réchauffage de l'air ne dépasse pas 3 à 4 °C, mais que dans les cellules de grande hauteur (30 à 40 m) la ventilation de refroidissement est une affaire délicate car, la pression pouvant atteindre 800 mm C.E., l'air peut être réchauffé de 8 et même 10 °C. Il faut alors utiliser, soit des installations comprenant 2 ventilateurs (un qui pousse l'air l'autre qui l'aspire de l'autre côté); soit d'autres principes de conservation. Lorsque l'on envisage de faire fonctionner un ventilateur en aspiration, il faut s'assurer que la dépression est compatible avec la résistance de la cellule. A titre d'exemple, les plafonds de cellules rondes en béton ne résistent pas à des dépressions supérieures à 200 ou 300 mm C.E. (2.000 à 3.000 Pa).



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La surveillance de la température de l'air et du grain

Dès le chargement de la cellule, il est indispensable de surveiller la température de l'air et du grain (à l'aide d'un appareillage approprié): pour l'air, un thermomètre à mercure ou à cadran peut suffire. Il sera placé contre l'ouïe d'aspiration du ventilateur; pour le grain, différentes solutions sont possibles, suivant l'importance de l'installation de stockage et le budget consacré à la ventilation: thermomètre à sonde, portable, de 4 m maximum, à dilatation, à mercure ou électrique. Il sera placé en haut de la cellule, au moins à 30 cm de profondeur et à 1 m minimum de la paroi. Cette solution peu onéreuse et polyvalente présente l'inconvénient majeur d'être contraignante et oblige à monter au sommet de chaque cellule chaque fois que l'on veut faire une mesure. Toutefois, ce matériel permet une automatisation partielle de l'installation pouvant être montée aisément par l'utilisateur lui-même. Silothermométrie complète avec mesure simultanée de la température sur plusieurs points de chaque cellule. Les appareils de lecture et de commande sont regroupés sur un tableau de commande avec un pupitre central, et peuvent être accompagnés d'un système d'automatisation. Ce matériel est du ressort du constructeur.



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Est-il possible d'arrêter la ventilation en cours de refroidissement et de la reprendre un peu plus tard ?

Il est possible d'arrêter le ventilateur pendant quelques heures sans que le déroulement du refroidissement en soit affecté : la zone de transition séparant le grain encore chaud du grain refroidi s'immobilise et les températures restent stationnaires.



C'est ce qui permet d'effectuer des ventilations nocturnes pour lesquelles le ventilateur est arrêté le matin et remis en route le soir. Cette particularité permet aussi de faire face à une panne de l'installation ou d'attendre que la température ambiante soit redescendue. L'automatisation partielle de la ventilation permet de simplifier ces manœuvres et supprime aussi l'obligation de surveiller continuellement le grain pendant son refroidissement. Elle est possible en intercalant sur le circuit d'alimentation du moteur électrique, les éléments suivants: une horloge à réserve de marche de 24 heures ou plus réglée en fonction des horaires choisis, ou mieux, un relais E.D.F., un thermostat par moteur réglé sur la température du grain diminué de 5°C (si la cellule a une hauteur inférieure à 10 m) ou 7°C (pour les cellules plus hautes).



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Comment savoir si l'air traverse effectivement le grain ?

Même lorsque l'on n'est pas équipé en matériel de mesure très complexe, il est possible d'avoir une idée de la qualité de son installation à l'aide d'observations très simples.



Pour savoir si l'air traverse effectivement la cellule de grain, il suffit de monter en haut du tas et de placer à la surface du grain une feuille de papier fin: si celle-ci bouge, l'air passe; si celle-ci ne bouge pas, recommencer l'opération avec une trémie conique retournée; si la feuille de papier ne bouge toujours pas, un problème doit exister dans la ventilation; on doit sentir l'air sortant de la cellule, légèrement réchauffé un quart d'heure à une demi-heure après le début de la ventilation. De même pour savoir si une galerie de ventilation est étanche, observer les joints des portes d'accès: si ceux-ci sont déchirés ou usés, il y a des fuites; si l'on remarque sur le pourtour de la porte, des traces noires de poussière, il y a des fuites.



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Quand faut-il arrêter la ventilation des grains?

Lorsque toute la masse du grain est refroidie. En effet, au cours de la ventilation, la partie inférieure de la cellule (par où arrive l'air) est refroidie la première, complètement. Au dessus s'établit une zone de transition dans laquelle se fait le refroidissement qui monte très lentement. Le sommet du tas ne commence à refroidir que lorsque la zone de transition l'atteint; il n'est complètement refroidi que lorsque la zone de transition l'a complètement traversé. On ne peut arrêter définitivement la ventilation que lorsque la température de la couche supérieure du grain devient voisine de la température de l'air (écart inférieur à 2 ou 3 °C). Nous verrons plus loin qu'une dose de ventilation ne peut être appliquée qu'en plusieurs nuits. Interrompre la ventilation pendant la journée est sans conséquence nocive, tant que la durée totale d'une dose de ventilation ne dépasse pas la durée pendant laquelle la couche supérieure du grain peut se conserver sans grands dommages: quelques jours pour du grain aux normes de teneur en eau, même si sa température est élevée.



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Choix d’un système de ventilation, à l’adresse: www.talkag.com





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Choix d’un système de ventilation des grains

En premier lieu il est important d’évaluer le débit total d’air nécessaire pour ventiler la masse de grains. À titre d’exemple, pour ventiler un silo contenant 10 000 boisseaux (bu) de blé à un débit unitaire de 0,5 cfm/bu, le débit d’air théorique que devrait fournir le ventilateur serait de 5 000 cfm. Une fois le débit d’air total calculé, il faut considérer l’effet de la pression statique générée sous le plancher du silo. La pression statique est la résistance du silo à l’écoulement de l’air. Elle influence l’efficacité du ventilateur, réduisant ainsi le débit d’air généré. Plusieurs facteurs peuvent augmenter la pression statique à savoir: la taille des grains, débit unitaire, épaisseur de la masse de grains. Il est crucial de mesurer la pression statique afin de maximiser l’efficacité de la ventilation.



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Quand faut-il ventiler des grains?

Pour refroidir, il faut faire circuler dans toute la masse stockée, de l'air plus froid que le grain.



On ventilera de préférence la nuit: l'air est plus froid que dans la journée; le prix de l'électricité est plus bas. Mais il n'est pas possible de ramener en une seule fois du grain de 30 ou 35 °C à 10 car en été la différence de température entre grain et air n'est jamais aussi importante à procéder par étapes ou doses de ventilation: dès la récolte, une première dose de ventilation abaisse la température du grain autant que le permet la température de l'air. Dès que la température de l'air commence à baisser, à l'automne et en début d'hiver, des doses de maintien successives permettent d'abaisser progressivement la température du grain. Il faut tout de même faire attention. Si la différence de température entre air et grain est trop forte, il se produira des condensations d'eau sur les parois de la cellule, provoquant des zones plus humides et des moisissures. Aussi, il ne faut ventiler en automne et hiver que lorsque l'écart de température entre air et grain ne dépasse pas 5 à 7 °C. Si la conservation doit durer au-delà de mars-avril, une dernière ventilation dès les premières gelées permettra de descendre vers 5 °C. Ensuite, il ne faut plus ventiler.



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Des conseils pour assurer une bonne conservation des grains cet hiver: L’humidité du grain, la température et la ventilation, à l’adresse: www.talkag.com





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Des conseils pour assurer une bonne conservation des grains: L’humidité du grain, la température et la ventilation

Le grain stocké perd du poids parce qu'il respire: une partie de ses réserves est transformée en chaleur, en gaz carbonique et en eau.



Il respire d'autant plus qu'il est plus chaud: deux fois plus vite chaque fois que sa température augmente de 5 °C. Ainsi à 30 °C, le grain respire 8 fois plus vite qu'à 15 °C. De plus, la chaleur dégagée par la respiration échauffe le grain, qui va respirer encore plus vite, s'échauffer encore plus, et ainsi de suite. L'expérience montre qu'il faut maintenir le grain au dessous de 15 °C pour une bonne conservation. A la moisson, le grain est presque toujours trop chaud. Comme la masse du grain conduit mal la chaleur, un tas de grain ne peut se refroidir tout seul lorsque la température extérieure baisse, donc: pour refroidir il faut ventiler. En cas de stockage de longue durée, au printemps la température de la masse du grain s'élève lentement. Pour éviter qu'elle dépasse 15 °C, le meilleur moyen consiste à abaisser la température du lot de grain pendant l'hiver: entre 10 et 12 °C pour un stockage inférieur à 8 mois, entre 5 et 10 °C pour une conservation d'un an.



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Pichon Gilbert

Ventilation enterrée pour le stockage au sol à la ferme propre et nice !

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