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Type Thesis or Dissertation - Docteur en Génie énergétique
Title Contribution au sechage solaire des produits carnes : Modelisation et realisation d’un sechoir adapte aux pays tropicaux.
Author(s)
Publication (Day/Month/Year) 2015
URL https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-01179979/document
Abstract
La viande est l’un des aliments les plus consommés dans le monde et joue un rôle
important dans le régime alimentaire humain en raison de sa richesse nutritionnelle. C’est une
source précieuse de protéines, de fer, de vitamine B12 et vitamines B complexe, de zinc, de
sélénium et de phosphore. Avec la croissance démographique et l'augmentation des revenus
de la population mondiale, la consommation de viande a augmenté de 60% entre 1990 et 2009
et cette tendance devrait se poursuivre, d’ici 2050 (FAO, 2009). Dans les Pays En
Développement (PED) la consommation de viande est passée de 10 kg de viande par habitant
en 1960 à 26 kg de viande par habitant en 2000, et pourrait atteindre 36 kg de viande par
habitant en 2030 (Heinz et al., 2007). Cette augmentation est cependant inégalement répartie,
selon le niveau de richesse des pays. En 2011, la consommation annuelle de viande au
Cameroun a été estimée à 13,3 kg par habitant (MINEPIA, 2011), soit environ la moitié de la
moyenne de la consommation de viande dans les PED. La consommation de la viande bovine
représente 55% de la consommation totale de viande au Cameroun (MINEPIA, 2011).
La viande est un produit très périssable qui nécessite des moyens de conservation
adéquats pour préserver sa stabilité microbiologique et organoleptique. Les techniques
modernes de conservation de la viande (congélation, lyophilisation, réfrigération) nécessitent
des équipements de production de froid et la disponibilité de l’énergie électrique. Une grande
partie des populations des Pays En Développement, en particulier celles de zones rurales des
pays de l’Afrique Sub-saharienne, n’a pas accès à ces moyens de conservation modernes à
cause du faible pouvoir d’achat de ces populations et de l’indisponibilité de l’énergie
électrique dans certaines régions de ces pays. La conservation de viande est donc très difficile
dans certains Pays En Développement, surtout ceux qui ont un climat chaud qui favorise la
dégradation de la viande. La difficulté de conservation de la viande fraîche dans ces pays a eu
pour conséquences, d’une part, la commercialisation de la viande suivant le rythme du débit
d’abattage des animaux car l’excédent de viande ne peut être stocké pour une utilisation
ultérieure, et d’autre part, le développement des techniques traditionnelles de conservation.
Ces techniques traditionnelles combinent souvent le séchage solaire avec d’autres procédés
tels que le salage, la friture, le fumage et la fermentation, donnant ainsi naissance à divers
produits carnés traditionnels comme le Biltong en Afrique du Sud, le Charqui au Brésil et le
Kilichi en Afrique Sub-Saharienne. Faute d’équipements adaptés, l’opération de séchage
solaire de ces produits, se fait au soleil (à l’air libre) à la merci des insectes et intempéries et
sans aucune maîtrise du procédé de séchage. L’opération devient donc tributaire des
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conditions climatiques, ce qui a pour conséquence d’augmenter le risque de dégradation du
produit et la durée de séchage.
Au Cameroun, une enquête du Ministère de l’Elevage, des Pêches et des Industries
Animales (MINEPIA) a montré que les pertes liées à la mauvaise conservation de viande
constituent l’une des principales causes de la sous-consommation des protéines animales au
Cameroun (MINEPIA, 2009). Les études réalisées par la FAO, en 1994, sur les pays les
moins avancés ont montré que l’absence de techniques de conservation de la viande présente
un grave obstacle au développement viable de la production de viande par les petits éleveurs
de bétail en milieu rural. Le séchage solaire, qui est déjà largement utilisé, à l’air libre, par les
populations pour la conservation des produits, peut donc être, s’il est bien maîtrisé d’un point
de vue énergétique et sanitaire, une bonne solution pour ces pays où l'énergie solaire est
abondante et dont les populations n'ont pas accès aux moyens de conservation par le froid.
L’objectif de cette thèse est de proposer une compréhension avancée du procédé de
séchage solaire de la viande de bœuf à travers une meilleure compréhension des phénomènes
physiques qui se déroulent entre ce produit (viande) et son environnement pendant le séchage
solaire, et les conséquences de celui-ci sur la qualité sanitaire de ce produit; ceci a pour but
de faciliter la conception de séchoirs solaires adaptés au contexte économique et à
l’environnement des pays tropicaux. La démarche scientifique adoptée est, dans un premier
temps, de modéliser à l’échelle du produit puis à l’échelle du procédé, les transferts de chaleur
et de masse prenant place au cours du séchage. Cette modélisation permet dans un second
temps de concevoir, dimensionner et réaliser un séchoir solaire adapté au Kilichi, qui est le
produit carné séché le plus consommé en Afrique Sub-saharienne. Des essais sont menés avec
celui-ci pour qualifier l’aptitude de cette modélisation à décrire précisément les transferts
prenant place au sein de ce séchoir. D’autre part, l’évolution des qualités microbiologiques et
biochimiques de la viande au cours du séchage solaire est étudiée; dans ce but, un deuxième
séchoir solaire, de laboratoire, est conçu et réalisé, permettant ainsi le contrôle des paramètres
externes de séchage solaire afin d’évaluer l’impact du séchage solaire sur la qualité du
produit.
Ce mémoire de thèse est organisé en cinq chapitres: le premier chapitre est une mise
en situation qui présente le contexte de l’étude et l’état de l’art sur la viande, les isothermes de
sorption, les cinétiques de séchage et le séchage solaire. Le deuxième chapitre porte sur
l’étude expérimentale et la modélisation des isothermes de désorption et cinétiques de
séchage. Le troisième chapitre aborde les démarches de conception et de réalisations des deux
séchoirs solaires à savoir le séchoir solaire adapté au contexte tropical et le séchoir solaire de
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laboratoire. Le quatrième chapitre est consacré à la modélisation du séchage solaire de la
viande et aux essais de validation du modèle. Le cinquième chapitre porte sur l’impact du
séchage solaire sur les qualités microbiologiques et biochimiques de la viande de bœuf.

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