Projet de recherche NM/A/11 (Action de recherche NM)
CONTEXTE
Pour des raisons économiques et environnementales, l’agriculture se doit d’utiliser les engrais avec précision. Il faut donc que les engrais soient de qualité constante et bien définie. Parmi les fertilisants, les mélanges permettent d’obtenir une formulation composée. Cependant, suite à des différences physiques entre les composants, les mélanges peuvent présenter une ségrégation. Dès lors, la connaissance des caractéristiques physiques des particules d’engrais est essentielle dans l’analyse de leur comportement.
LE PROJET
Les travaux portent sur:
- le développement et la définition de méthodologies de mesure des propriétés physiques des particules d’engrais pour lesquelles aucune norme n’existe;
- la mise en évidence et la quantification de l’influence de ces caractéristiques sur le comportement des engrais lors des opérations de manutention et d’épandage des mélanges d’engrais.
A terme, cela permet de définir des seuils de qualité pour ces critères et donc de conduire à une utilisation plus performante d’un produit amélioré.
L’ensemble du travail se divise en deux étapes:
1. le développement et la définition des méthodes de mesure des propriétés physiques des engrais :
successivement, les méthodes existantes ou élaborées doivent être testées avec des engrais de référence. Sur base des résultats obtenus, des modifications éventuelles y ont été apportées afin d’améliorer la précision, la fiabilité, la répétitivité et la facilité de mise en oeuvre des mesures. Les caractéristiques ayant fait l’objet de recherches sont : la sphéricité, la friabilité et le test d’impact. Cette étape permet de caractériser au mieux les engrais;
2. l’étude de l’influence des caractéristiques physiques des engrais sur leur comportement:
il y a lieu notamment d’analyser l’influence des propriétés physiques lors du stockage, des manipulations (transport, chargement, ...), du mélange et de l’épandage.
Pour l’ensemble de ces analyses, excepté pour l’épandage, un dispositif expérimental de laboratoire permettant de simuler les conditions réelles a été conçu afin de maîtriser au mieux l’influence du critère étudié.
Le principe est de réaliser une série de mélanges à deux composants et d’en suivre le comportement dont notamment la tendance à la ségrégation. Pour chaque mélange, deux engrais similaires excepté pour un paramètre particulier (granulométrie, masse, forme) sont sélectionnés et mélangés. Ensuite, ces produits subissent un ensemble de tests simulant les différentes situations envisagées (transport, mélange, stockage, ...). Parmi ces tests, on a retenu le test d’écoulement sur une plaque et dans un container. Finalement, les mélanges sont épandus et l’homogénéité du fertilisant arrivant au sol est déterminée.
LES PARTENAIRES
Il n’y a pas de partenaire pour ce projet mais des sous-traitants dont:
- le Département Qualité du CRA qui assure les mesures de spectre dans le proche infrarouge des engrais,
- le Laboratoire d’analyses de l’Etat qui effectue les analyses de composition chimique des engrais,
- le laboratoire MICA de l’Université de Liège qui participe à l’analyse de la forme par analyse d’images.
PRODUITS ET RESULTATS ATTENDUS
1. Définition des méthodes d’analyse de propriétés physiques
Sur base des recherches, des méthodologies d’essais sont décrites avec la précision requise. C’est le cas notamment pour :
- la mesure de la fluidité,
- l’interprétation des mesures granulométriques,
- la détermination de paramètres de forme par les techniques d’analyse d’images.
En outre, des corrélations ont été trouvées entre les différentes propriétés physiques des particules (allongement et angle de talus - fluidité et angle de talus, ...). Les mesures par réflectométrie dans le proche infrarouge apportent des premiers résultats encourageants pour la détermination de la composition chimique.
2. Définition de critères de qualité pour les engrais
Sur base des mélanges effectués, les premiers critères de qualité sont proposés. La granulométrie est un des paramètres les plus importants. Cependant la masse et la forme des particules interviennent également, notamment lors de la phase d’épandage.
A ce stade des mesures, voici quelques recommandations pour les engrais:
- produire et utiliser des engrais dont l’étalement granulométrique est limité c’est-à-dire dont les teneurs en fines (< 1mm) et en grosses (> 4,5 mm) particules soient pratiquement nulles;
- favoriser des débits d’écoulement élevés et utiliser des accessoires anti-côning;
- pour l’épandage, la forme et la masse volumique des composants doivent être similaires.
COLLABORATION SCIENTIFIQUE
Une collaboration étroite est réalisée, avec le laboratoire MICA de l’Université de Liège, pour la mesure de la forme des particules.
COMITE D’UTILISATEURS
- G. Houins, L. Marchal, P. Nadin et A. Vandersanden (DG4 Ministère de l’Agriculture)
- G. Detiège (Phytophar)
- N. Nicolas (Fedagrim)
- J. Engelmann (BASF)
Enfin les résultats intéressent:
- les constructeurs d’épandeurs d’engrais (Rauch, Amazone, Bogballe, Sulky, Kverneland),
- les producteurs d’engrais (BASF, Kemira, Rosier et les négociants : SCAM, SCAR, Brichart),
- des associations de mélangeurs (European blender Association, Association française des commerçants de mélanges),
- le groupe de travail CEN/TC 260 sur les propriétés physiques des engrais.
PROMOTEUR
Yves SCHENKEL
Centre de Recherches Agronomiques de Gembloux
Département de Génie rural
Chaussée de Namur 146
B-5030 GEMBLOUX
Tel: +32 81 61.25.01
Fax: +32 81 61.58.47
E-mail: schenkel@cragx.fgov.be
Les caractéristiques physiques des particules d'engrais: mesure et influence : rapport final
Bruxelles : Politique scientifique fédérale, 2005 (SP1472)
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