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Les technologies propres

Fiche no 7 - Secteur agro-alimentaire /
Transformation de la pomme de terre

Autres exemples d'application de technologies propres

 
Transformation des pommes de terre - Photo :  Alain CoulombeQue peut-on trouver de plus naturel et environnemental que des légumes? Leur transformation engendre toutefois des problèmes de pollution de l'eau et de production de résidus. LA LÉGUMERIE - GROUPE DIONNE, qui se spécialise dans la culture et la transformation des pommes de terre, est bien au fait de cette réalité. Elle cherche à améliorer sans cesse ses techniques de production afin de mieux utiliser sa matière première, de réduire sa consommation d'eau et de tirer le meilleur profit de ses eaux de procédé.

NB: Cette fiche a été réalisée, avec la collaboration de La Légumerie - Groupe Dionne, en 1996 et publiée en 1997.


La légumerie - Groupe Dionne

Une entreprise familiale fondée en 1953, La légumerie - Groupe Dionne, sise à Cookshire, se spécialise dans la culture des pommes de terre et, depuis 1983, dans leur transformation. Elle emploie environ 25 personnes. En période de pointe, soit d'avril à septembre, elle fonctionne jusqu'à 12 heures par jour, 4 ou 5 jours par semaine. Sa production maximale s'élève à 24 tonnes par jour de pommes de terre transformées. Elle ne produit que sur commande et uniquement des produits frais. Sa clientèle se compose de quelque 400 restaurants, écoles, hôpitaux et usines. Entreprise dynamique, La légumerie - Groupe Dionne développe constamment de nouveaux produits à la fine pointe du marché et propose une gamme complète de produits présentés sous différentes formes, comprenant des pommes de terre rondes, coupées et de fantaisie.

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Un procédé simple, source d'un double problème de pollution

Le procédé de transformation des pommes de terre utilisé par La légumerie - Groupe Dionne comprend essentiellement les étapes suivantes. Tout d'abord, l'épierrage consiste à laver les tubercules afin d'enlever le sable et la terre. L'épluchage est fait mécaniquement, par abrasion. Le triage permet d'écarter du procédé les tubercules impropres à la production et d'éplucher manuellement ceux qui nécessitent des retouches. La coupe, faite selon les spécifications du client, est suivie d'un rinçage. Une période de trempage dans une solution de métabisulfite de sodium, un agent antioxydant, empêche le brunissement des pommes de terre. Le criblage permet d'éliminer les fragments trop petits pour être commercialisés. Finalement, l'emballage se fait conformément aux formats commandés par les clients.

La transformation des pommes de terre engendre un double problème de pollution : production de résidus et pollution de l'eau. Les résidus sont constitués des tubercules gâtés et des rejets du triage et du criblage. L'eau employée à certaines étapes du procédé, de même que celle utilisée pour laver les équipements et les planchers, entraîne les pelures, l'amidon et diverses autres matières en suspension.

Les pelures sont reconnues pour obturer plus ou moins rapidement les drains de plancher et les égouts. L'amidon, de son côté, se dépose et forme un amas compact lorsque l'écoulement des eaux est ralenti. En fait, le bon fonctionnement des ouvrages d'assainissement risque d'être perturbé par ces matières en suspension très abondantes.

Étapes de la transformation des pommes de terre

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Produire dans le respect de l'environnement

À la suite d'une observation minutieuse de ses activités, La légumerie - Groupe Dionne a pris conscience de l'importance de ses pertes, des coûts engendrés par le traitement de ses effluents à la station d'épuration municipale et des possibilités de valorisation de certains sous-produits.

De bonnes pratiques de culture et de conservation des pommes de terre, couplées à une bonne gestion des étapes de transformation, lui ont permis de réduire considérablement ses pertes.

Comme le traitement des effluents effectué par la station d'épuration municipale est facturé selon le volume d'eau et la charge organique, La légumerie - Groupe Dionne a adopté diverses solutions pour réduire tant la quantité d'eau utilisée dans son procédé que la charge polluante contenue dans ses effluents.

Ces solutions peuvent être regroupées en quatre grandes catégories : minimisation des pertes, réduction de la consommation d'eau, prétraitement des effluents et valorisation des effluents et des résidus. La plupart des méthodes mises en place ont été peu coûteuses à implanter et permettent de faire des économies appréciables.

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Première solution : minimiser les pertes

Le premier grand principe pour minimiser les résidus est d'agir à la source. La légumerie - Groupe Dionne s'est donc attardée en premier lieu à cet aspect et a pris plusieurs moyens visant une meilleure gestion de sa matière première, les pommes de terre.

Pour diminuer le plus possible la quantité de tubercules à écarter le long de la chaîne de production, il faut tout d'abord des pommes de terre de qualité, qui conviennent parfaitement aux produits finis désirés. La légumerie - Groupe Dionne a apporté des améliorations aux techniques de culture utilisées dans ses propres champs pour accroître la qualité des pommes de terre qu'elle récolte et elle surveille attentivement celle des tubercules qu'elle achète chez ses fournisseurs. De plus, l'entreprise recherche les variétés de pommes de terre les mieux adaptées à chacun des produits offerts.

La légumerie - Groupe Dionne a aussi implanté de meilleures méthodes de gestion des stocks et amélioré les conditions d'entreposage. L'entreprise a remplacé l'entreposage en vrac par l'entreposage dans des caisses à claire-voie afin de réduire les pertes dues à la meurtrissure qu'occasionne le poids des pommes de terre. Elle a installé un système de contrôle de l'atmosphère dans son entrepôt pour conserver les tubercules dans des conditions optimales : température à 4 °C et 95 % d'humidité relative. L'amélioration des conditions d'entreposage a permis de réduire de 5 % la perte de matière première.

L'entreprise a aussi réduit la quantité de résidus, notamment les épluchures et les criblures, en faisant l'acquisition d'équipements de production performants, qu'elle a munis de systèmes de commandes automatisés. Une meilleure planification de la production et le développement de nouveaux produits qui génèrent moins de pertes, par exemple de nouveaux types de coupe de pommes de terre, lui ont également permis de réduire considérablement ses résidus.

Grâce aux solutions adoptées, La légumerie - Groupe Dionne évalue que ses pertes représentent maintenant entre 17 et 20 % de sa matière première, alors que dans des usines similaires, elles atteignent en moyenne 25 à 30 %.

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Deuxième solution : réduire la consommation d'eau

Dans les usines de transformation de pommes de terre, l'eau est souvent très abondamment employée, mais il est possible, comme l'a démontré l'expérience de La légumerie - Groupe Dionne, de préparer un produit de bonne qualité en utilisant beaucoup moins d'eau. En effet, une série d'essais progressifs, bien supervisés pour veiller à ce que l'aspect et le goût des produits préparés ne soient pas affectés, ont permis de réduire la consommation d'eau. Des ajustements ont ainsi été apportés à chacune des quatre étapes qui nécessitent l'utilisation d'eau, soit l'épierrage, l'épluchage par abrasion, le rinçage après la coupe et le lavage des équipements.

La légumerie - Groupe Dionne a automatisé tous les équipements susceptibles de l'être et centralisé les commandes d'ouverture des jets d'eau en un seul endroit afin qu'elles puissent être commandées manuellement. Elle visait ainsi à augmenter la productivité tout en réduisant la quantité d'eau nécessaire à l'épluchage, l'étape qui utilisait le plus d'eau initialement.

La forme et la géométrie des jets ont été changées pour projeter plus d'eau dans la dernière section de l'éplucheuse. L'alimentation en eau est commandée par un régulateur de pression qui est ajusté selon le type de production en cours. Les modifications apportées ont réduit la quantité d'eau utilisée pendant l'épluchage de plus de 70 %, sans diminuer la propreté des tubercules épluchés.

La légumerie - Groupe Dionne réalise le rinçage en deux étapes. Les tubercules passent d'abord par un rinçage statique qui enlève une grande partie de la couche d'amidon. Ensuite, on procède à un rinçage par aspersion dont on a pris soin d'ajuster les jets pour diminuer la quantité d'eau. L'entreprise offre ainsi un produit de meilleure qualité à ses clients tout en employant uniquement le volume d'eau nécessaire à un rinçage efficace.

L'entreprise a aussi diminué de plus de 60 % le volume des eaux de lavage des équipements en utilisant des techniques à haute pression et faible débit et en équipant les tuyaux flexibles de pistolets à fermeture automatique.

Quelques exemples de réduction de la consommation d'eau

Étapes

Spécifications
du manufacturier
(l/min)

Débits utilisés par
La légumerie -
Groupe Dionne

Réduction entre
1990 et 1995
(%)

Août 1990
(l/min)

Octobre 1995
(l/min)

Épierrage

­

0,73

0,42

43

Épluchage par abrasion

46,8

21,4

6,3

71

Rinçage après la coupe

16,8

16,8

7,4

56

Au total, de 1990 à 1995, La légumerie - Groupe Dionne a réduit de plus de 80 % sa consommation d'eau. En août 1990, elle consommait 1 800 litres d'eau par tonne (l/t) de produits finis et, en octobre 1995, elle en utilisait seulement 340 l/t. Depuis, elle a encore diminué sa consommation d'eau puisqu'en février 1996, celle-ci se chiffrait à moins de 300 l/t.

Notons qu'en diminuant la quantité d'eau utilisée, l'entreprise a concentré ses effluents. Elle a donc dû installer une nouvelle pompe capable de déplacer des liquides plus épais, notamment pour évacuer les eaux usées recueillies au-dessous de l'éplucheuse et les acheminer au tamis-séparateur.

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Troisième solution : effectuer un prétraitement des effluents

Après avoir minimisé les pertes et réduit la consommation d'eau, il était logique pour La légumerie - Groupe Dionne de porter une grande attention au prétraitement des effluents, afin de diminuer les charges polluantes dirigées vers la station d'épuration municipale du mois d'octobre au mois d'avril. Pour ce faire, l'entreprise a sélectionné des équipements de prétraitement simples et peu encombrants dont l'efficacité globale est très convenable. Le tamis-séparateur extrait les pelures des eaux de procédé tandis que les bassins de décantation et l'hydrocyclone interceptent une grande proportion de l'amidon.

Un tamis-séparateur, un hydrocyclone et trois décanteurs

D'octobre à avril, des équipements performants pour extraire des eaux de procédé les pelures et l'amidon destinés à l'alimentation bovine : un tamis-séparateur (à l'avant-plan), un hydrocyclone (à l'arrière-plan) et trois décanteurs.

L'analyse d'échantillons composés recueillis en février 1996 pendant la transformation de 43 tonnes de pommes de terre brutes a révélé que ces dispositifs diminuent la demande biochimique en oxygène (DBO5) et les matières en suspension (MES) de 62 % et 89 % respectivement.

Efficacité des prétraitements

Paramètres

Unités

Avant
prétraitement(1)

Après
prétraitement(1)

Efficacité(1)
(%)

Demande biochimique en oxygène

mg/l
kg/d
kg/t (2)

35 000
123,7
8,65

13 190
46,6
3,26

62

Matières en suspension

mg/l
kg/d
kg/t(2)

39 000
137,8
9,64

4331
15,3
1,07

89

(1) Moyennes obtenues lors de trois journées d'échantillonnage.
(2) Production moyenne: 14,3 tonnes par jour (t/d).

En effectuant le prétraitement, La légumerie - Groupe Dionne rejette quotidiennement à l'égout municipal des eaux usées dont la charge polluante en DBO5 est de l'ordre de 45 à 55 kg et celle des MES de 15 à 18 kg. Elle diminue les sommes à payer à la municipalité pour traiter les effluents et, par la même occasion, elle récupère des résidus qui peuvent être valorisés.

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Quatrième solution : valoriser les effluents et les résidus

L'épandage des eaux de procédé dans les champs pendant six mois et l'alimentation des bovins avec les résidus permettent de réduire les quantités d'engrais et de fumier à acheter tout en limitant au strict minimum la quantité de déchets à envoyer au site d'enfouissement sanitaire. Cet épandage donne la possibilité aux ouvrages municipaux d'épurer des charges polluantes plus importantes générées par d'autres entreprises plus actives pendant cette période.

Champs d'avoine et de trèfle

D'avril à octobre, l'épandage dans les champs
d'avoine et de trèfle : un moyen efficace
pour valoriser les eaux de procédé.

Comme La légumerie - Groupe Dionne combine la production de pommes de terre et leur transformation, elle a intérêt à tirer profit des matières fertilisantes contenues dans ses effluents lorsque les conditions climatiques le permettent. Ainsi, du mois d'avril au mois d'octobre, les eaux de procédé, qui contiennent beaucoup de matières organiques biodégradables et des substances fertilisantes intéressantes, sont épandues dans les champs d'avoine et de trèfle. En effet, l'entreprise a réalisé, à la suite d'une étude menée conjointement avec le ministère de l'Agriculture, des Pêcheries et de l'Alimentation, que les quantités de matières fertilisantes et organiques épandues en six mois représentent une valeur culturale et une valeur monétaire particulièrement avantageuses.

La légumerie - Groupe Dionne, également reconnue pour l'excellente gestion agronomique de ses champs, met en oeuvre un plan de fertilisation intégré tenant compte de toutes les formes d'apport de fertilisants et elle pratique la rotation annuelle des cultures. Elle cultive la première année de l'avoine et du trèfle, deux plantes qui profitent de la composition des eaux de procédé épandues pendant leur croissance et qui sont bénéfiques pour la culture des pommes de terre l'année suivante. Effectivement, les résidus de la récolte d'avoine constituent un apport de matières organiques et le trèfle, enfoui à l'automne, est utilisé comme engrais vert. De cette façon, l'entreprise améliore notablement la structure et la qualité des sols et évite leur épuisement.

Quantités de matières fertilisantes et organiques
retournées aux champs

Éléments contenus
dans les eaux usées

Quantités moyennes épandues(1)
d'avril à octobre
(kg)

Coûts équivalents
(achats chez un fournisseur)
($)

 Azote (N)

270

270

Phosphore (P2O5)

340

330

Potassium (K2O)

1 870

910

Matières organiques

43 000

6 000(2)

(1) Étude de caractérisation en collaboration avec le ministère de l'Agriculture, des Pêcheries et de l'Alimentation.
(2) Achat d'un fumier fibreux utilisé pour sa teneur en matières organiques, payé 6,50 $ la tonne.

D'octobre à avril, période pendant laquelle l'épandage est impraticable, l'utilisation des équipements de prétraitement permet de récupérer la majeure partie des pelures et de l'amidon contenue dans les eaux de procédé, soit environ 1,5 tonne par jour (t/d). À cela s'ajoutent les tubercules gâtés, les résidus du triage et de l'épluchage manuel ainsi que les criblures, soit une quantité de l'ordre de 1,5 t/d également. Pendant les six autres mois, cette catégorie de résidus solides peut atteindre 2,25 t/d puisque la quantité de pommes de terre transformée est plus élevée. Tous ces résidus de la transformation des pommes de terre possèdent une excellente valeur nutritive pour les bovins : 5 kg de pommes de terre ont une valeur nutritive équivalente à 1 kg de maïs grain sec (le ratio de 5:1 étant dû à la teneur en eau des pommes de terre). Leur valeur monétaire annuelle est estimée à près de 15 000 $. La légumerie - Groupe Dionne a conclu des ententes avec des éleveurs de la région qui s'en servent pour nourrir leurs bovins.

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Économies réalisées

Grâce à la mise en place d'équipements de prétraitement efficaces et à sa faible consommation d'eau, La légumerie - Groupe Dionne a réduit la facture qu'elle paie à la municipalité pour épurer ses eaux usées.

L'épandage de ses eaux de procédé dans ses champs lui permet également de réduire l'achat de fertilisants et de matières organiques, soit une économie annuelle d'environ 7 500 $.

De plus, environ 600 tonnes de résidus sont utilisés chaque année pour nourrir des bovins. Cela équivaut à une économie annuelle de l'ordre de 14 000 $, somme que l'entreprise aurait dû débourser si elle avait enfoui ces résidus dans un site d'enfouissement sanitaire.

Enfin, des économies d'énergie ont été rendues possibles par la diminution du volume d'eau à pomper et par la mise en place de minuteries utilisées pour préchauffer l'huile hydraulique nécessaire au fonctionnement de certains équipements.

La légumerie - Groupe Dionne a tout mis en oeuvre pour préserver l'environnement tout en conservant des normes d'hygiène et de qualité élevées. L'entreprise a donc réussi à acquérir au fil des ans une position de leader dans son domaine d'activité. Elle a su allier fraîcheur et qualité des produits à des méthodes efficaces et non polluantes.

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