Mesurer la teneur en eau

Dans un atelier de farine, une coopérative de gari ou une usine de biscuits, on mesure l'eau tous les jours. C'est souvent la première analyse qu'on fait sur une matière première qui arrive. Pourquoi ? Parce que l'eau a un coût : quand tu achètes une tonne de farine trop humide, tu paies de l'eau au prix de la farine. Et parce qu'elle annonce les problèmes de conservation. Au programme : la définition, la méthode par séchage, deux façons d'exprimer le résultat et les erreurs les plus fréquentes.

La définition est simple. Tu prends un échantillon, tu cherches quelle part de sa masse est de l'eau, et tu l'exprimes en pourcentage. Si 100 grammes de farine contiennent 12 grammes d'eau, la teneur en eau est de 12 %. On dit aussi humidité. On parle de base humide, parce qu'on divise par la masse du produit tel qu'il est, avec son eau. C'est la façon de faire la plus courante sur les étiquettes et dans les contrats d'achat. Retiens bien le dénominateur : c'est lui qui change quand on passe à la base sèche, juste après.

La méthode la plus répandue consiste à faire partir l'eau par la chaleur. Tu pèses ton échantillon, tu l'étales en couche fine, puis tu le sèches. Au laboratoire, on utilise une étuve, souvent vers 105 degrés, et on pèse régulièrement jusqu'à ce que la masse ne bouge plus. À la maison, un four réglé doux fait l'affaire pour un exercice. Avant de repeser, laisse refroidir l'échantillon dans un bocal fermé : à l'air libre, un produit sec reprend de l'humidité en quelques minutes. La différence entre la masse avant et la masse après, c'est la masse d'eau.

Faisons le calcul ensemble. Awa travaille dans un moulin à Thiès. Elle pèse 5,00 grammes de farine de mil, les sèche, et trouve 4,40 grammes. La masse d'eau partie est donc de 0,60 gramme. La teneur en eau en base humide vaut 0,60 divisé par 5,00, soit 0,12, c'est-à-dire 12 %. Remarque qu'on garde deux décimales sur les pesées : sur un si petit échantillon, une erreur de 0,1 gramme change déjà le résultat de deux points. C'est pour cela qu'on utilise une balance précise et qu'on répète la mesure au moins trois fois.

On peut aussi diviser l'eau par la matière sèche. C'est la base sèche. Pour la farine d'Awa, 0,60 divisé par 4,40 donne 13,6 %. Pourquoi faire compliqué ? Parce que la matière sèche ne change pas pendant un séchage, alors que la masse totale change sans arrêt. Les ingénieurs qui calculent un séchoir travaillent donc en base sèche. Attention, pour un produit très humide, le chiffre devient surprenant. Une tomate qui donne 9,4 grammes d'eau pour 0,6 gramme de matière sèche a une teneur de plus de 1 500 % en base sèche. Ce n'est pas une erreur. Précise toujours la base.

Prends la fabrication du gari, qu'on trouve de Cotonou à Conakry. D'après un ouvrage de la FAO sur les racines, la pulpe de manioc pressée contient environ la moitié de son poids en eau, et une norme régionale du Codex Alimentarius pour l'Afrique, qu'il cite, fixe pour le gari 12 % d'humidité au plus. Faisons le calcul. Cent grammes de pulpe contiennent 50 grammes de matière sèche. Dans le gari final, ces 50 grammes représentent 88 % de la masse. Cinquante divisé par 0,88 donne à peu près 57 grammes. Il faut donc évaporer plus de 43 grammes d'eau pour 100 grammes de pulpe. C'est ce calcul qui permet de prévoir le bois, le temps et le rendement.

Voici les erreurs qu'on voit le plus souvent. D'abord, l'échantillon : si tu prélèves seulement le dessus d'un sac, tu mesures la farine qui a pris l'air, pas le lot. Mélange et prélève à plusieurs endroits. Ensuite, la reprise d'humidité pendant le refroidissement. Puis les produits sucrés : un sirop ou une confiture brunissent au four et perdent autre chose que de l'eau. Pour le sirop d'érable, la fiche technique publique de 2018 indique un séchage sous vide à 70 degrés. Enfin, certains produits perdent aussi des arômes ou de l'alcool en séchant, ce qui fait croire à plus d'eau.

Tu sais maintenant mesurer la teneur en eau. Pèse, sèche jusqu'à masse constante, laisse refroidir à l'abri de l'air, repèse. Exprime le résultat en base humide pour une étiquette ou un contrat, en base sèche pour un calcul de séchage, et dis toujours laquelle tu utilises. Méfie-toi des produits sucrés et prélève ton échantillon avec soin. Mais une question reste ouverte : pourquoi une confiture et un pain qui contiennent à peu près autant d'eau ne se conservent-ils pas du tout pareil ? La réponse est dans la prochaine leçon, avec l'activité de l'eau.