Isotherme de sorption : humidité relative et teneur en eau

Une isotherme de sorption est la courbe qui porte la teneur en eau d’un lot de graines en fonction de l’humidité relative. L’isotherme de sorption se mesure dans des enceintes à humidité fixe. Les graines y restent jusqu’à ce que leur poids ne change plus. On la dit isotherme, car elle ne vaut que pour une seule température. Pour le cultivateur, elle indique à quelle teneur en eau un air amène ses semences, sans sacrifier d’échantillon. Pour le chanvre, la courbe est mesurée et une équation d’estimation a été vérifiée sur elle. Humidité relative et teneur en eau se convertissent ainsi l’une dans l’autre.

Que me montre la courbe ?

La courbe montre à quelle teneur en eau une graine se stabilise dans un air donné. Cette valeur finale s’appelle teneur en eau d’équilibre. Son lien avec l’huile et la température est expliqué dans l’article sur la teneur en eau d’équilibre.

Il existe deux courbes : en séchant, les graines humides suivent la courbe de séchage ou de désorption. En reprenant l’eau de l’air, les graines sèches suivent la courbe d’humidification ou de sorption (adsorption). Les deux courbes ne se superposent pas. Pour le séchage de graines fraîchement récoltées, c’est la courbe de désorption qui s’applique.

Quelles mesures existent pour le chanvre ?

Pour le chanvre, deux séries de mesures couvrent ensemble presque toute la plage du stockage. Trois variétés sont mesurées entre 34 % et 94 % d’humidité, à 10–35 °C. Au point le plus sec, à 35 °C et 34 % d’humidité, la variété Altair en séchage était à 5,8 % d’eau. Au point le plus humide, à 10 °C et 94 %, elle était à 13,7 %. La variété CanMa se situait partout 0,3–0,5 point de pourcentage au-dessus.

La variété FINOLA a été mesurée au-dessus de solutions salines jusqu’à environ 20 % d’humidité, à 10–60 °C. À 20 °C et environ 23 % d’humidité, elle était à 5,4–5,6 % de teneur en eau, convertie au poids frais. Les impuretés, les brisures et les débris végétaux du lot relevaient la valeur d’environ 0,5 point de pourcentage. Sous environ 20 % d’humidité, rien n’est mesuré pour le chanvre.

L’écart entre les variétés ne doit rien au hasard. Une variété monoïque et une variété dioïque étaient plus éloignées que deux variétés dioïques de pays différents. Pour le séchage et le stockage, la courbe de sa propre variété convient donc le mieux. Faute de courbe, il reste une incertitude de quelques dixièmes de point de pourcentage.

Avec quelle précision l’équation d’estimation rend-elle les mesures ?

Dans la zone sèche, elle rend bien les mesures, mais dans la zone humide elle surestime nettement. Tirée d’un manuel de banque de gènes, l’équation calcule la teneur en eau d’après l’huile, l’humidité et la température. Elle utilise ici 32 % d’huile. Au point le plus sec d’Altair, elle donne la même valeur que la mesure. Au point le plus humide, elle calcule 16,5 % et dépasse ainsi de 2,8 points de pourcentage la valeur mesurée.

À la température de la mesure FINOLA, elle donne par le calcul environ 5,2 % pour environ 23 % d’humidité. Le calcul est donc un peu trop sec, dans la limite de précision de lecture de la mesure. Un point bien rendu ne vaut d’ailleurs que pour ce point. Le tableau des teneurs en eau selon l’humidité à 20 °C figure dans l’article sur le séchage des semences.

Que signifie l’hystérésis pour mon lot ?

Quand un lot trop séché reprend de l’eau, il en retient moins à humidité égale qu’un lot arrivé là par séchage. Chez FINOLA, l’écart valait environ 0,2 point à 20 °C et environ 0,8 point à 10 °C, sur matière sèche. L’écart entre courbe de désorption et courbe de sorption s’appelle hystérésis, et les deux séries sur le chanvre l’ont montrée.

En pratique, cela concerne tout lot séché trop loin puis remonté à l’air. Dans le bocal de mesure, il montre la même humidité qu’un lot séché normalement, mais il pèse un peu moins. Ce n’est pas une erreur de mesure ni une raison de le réhumidifier jusqu’au poids cible.

  • Juger un lot réhumidifié à l’air d’après l’humidité du bocal de mesure, et non d’après le poids cible.

Sources