L'indice de durabilité des granulés (IDG) est la norme de l'industrie de l'alimentation animale pour évaluer la qualité physique des granulés. Mesuré en faisant tourner un échantillon de granulés dans un testeur standardisé (méthode pneumatique Holmen ou méthode de rotation de l'Université d'État du Kansas) et en calculant le pourcentage de granulés restés intacts, l'IDG influe directement sur l'efficacité alimentaire, les performances animales et la satisfaction client. Les granulés qui se désagrègent lors de la manipulation génèrent des fines particules que les animaux trient et rejettent à l'auge, entraînant un gaspillage d'aliments, une augmentation du coût par kilogramme de gain de poids vif et une altération de l'homogénéité nutritionnelle conçue par les nutritionnistes. Cet article examine les facteurs influençant l'IDG et présente des stratégies concrètes pour l'améliorer.
1. L'économie du PDI
La mauvaise qualité des granulés entraîne des conséquences financières mesurables :
- Gaspillage d'aliments. Les résidus rejetés à l'auge représentent une perte directe d'aliments. Dans les parcs d'engraissement de bovins, les résidus générés lors du transport en vrac sur des routes non pavées peuvent atteindre 5 à 15 % du poids livré lorsque l'indice de qualité des aliments (IQA) est inférieur à 90 %.
- Diminution des performances animales. Les oiseaux et les animaux qui trient leur alimentation consomment un régime alimentaire irrégulier, différent du profil nutritionnel formulé, ce qui réduit leur taux de croissance et leur efficacité de conversion alimentaire.
- Fidélisation de la clientèle. Les usines d'aliments pour animaux qui fournissent des exploitations avicoles intégrées ou des éleveurs indépendants s'exposent à des pénalités contractuelles et à une perte de clients lorsque l'indice PDI est inférieur aux spécifications contractuelles.
Une étude de cas Hongyang au Kazakhstan a clairement documenté la relation : lorsque le PDI sur l'alimentation du bétail est passé de 88,7 % à 94,2 % (un gain de 5,5 points de pourcentage), la capacité de production quotidienne est passée de 130 à 178 tonnes, soit une amélioration du débit de 36,9 % qui a également permis d'obtenir une meilleure qualité de granulés [1].
2. Pondération des facteurs : Qu'est-ce qui détermine le PDI ?
Des études industrielles ont établi des coefficients de contribution approximatifs pour les cinq principaux facteurs affectant la durabilité des granulés :
Facteur : Formulation de l’aliment (propriétés de liaison des ingrédients). Contribution approximative à l’indice PDI : 40 %.
Facteur : Conditionnement (vapeur, humidité, température, durée). Contribution approximative à l’indice PDI : 20 %.
Facteur : Broyage (granulométrie). Contribution approximative à l’indice de pureté : 20 %.
Facteur : Spécifications de la matrice annulaire (taux de compression, conception du trou). Contribution approximative à l’indice de qualité des pièces (PDI) : 15 %.
Facteur : Refroidissement et séchage. Contribution approximative à l’indice PDI : 5 %.
Ces pondérations sont approximatives et spécifiques à l'application, mais elles illustrent un point crucial : plus d'un tiers du PDI est déterminé par des paramètres qui peuvent être ajustés au niveau de l'usine de granulés (conditionnement, broyage et spécifications de la matrice), ce qui fait du PDI une mesure contrôlable pour les usines désireuses d'optimiser leurs processus.
3. Formulation des aliments : Le facteur 40 %
La formulation est le principal facteur influençant l'indice de durabilité des granulés (IDG), mais elle est souvent la plus contrainte : les nutritionnistes formulent en fonction des performances animales et du coût, et non de la durabilité des granulés. Néanmoins, malgré ces contraintes nutritionnelles, plusieurs ajustements de formulation permettent d'améliorer l'IDG :
Teneur en amidon. La gélatinisation de l'amidon lors du conditionnement et de la granulation constitue le principal mécanisme de liaison. Les formulations à forte teneur en amidon (maïs, blé, orge) se granulent généralement mieux. Les formulations à base de maïs contenant plus de 60 % de maïs bénéficient de taux de compression plus faibles (de l'ordre de 1:5) qui permettent la gélatinisation de l'amidon sans durcissement de surface [2].
Ajout de matières grasses. Les matières grasses agissent comme lubrifiant lors du granulage, réduisant la friction et la pression sur la filière. Si l'ajout de matières grasses après le granulage améliore la qualité des granulés en enrobant leur surface, un excès de matières grasses dans la pâte avant granulage (plus de 3 %) réduit significativement l'indice de polydispersité (PDI) en interférant avec la liaison amidon-protéines. En pratique, il est conseillé de ne pas ajouter plus de 1 à 2 % de matières grasses dans le mélangeur et d'appliquer le reste après le granulage.
Sources de protéines. Les liants naturels, comme le gluten de blé et certaines fractions de tourteau de soja, améliorent l'indice de polydispersité (PDI) grâce à la dénaturation et à la réticulation des protéines lors du processus de granulation. À l'inverse, une forte proportion de sources de protéines non liantes (comme le tourteau de coton) peut réduire le PDI.
Fibres. Une teneur modérée en fibres (3 à 8 %) améliore la qualité des granulés en leur fournissant une matrice structurale. Cependant, une teneur élevée en fibres (supérieure à 10-12 %) réduit l'indice de polydispersité (PDI) car les particules fibreuses résistent à la compression et créent des points de faiblesse dans la structure des granulés.
4. Conditionnement : Le facteur 20 %
Le conditionnement est le levier le plus facilement contrôlable pour améliorer l'indice de polydispersité (PDI). L'objectif est d'obtenir une pénétration uniforme de la chaleur et de l'humidité qui active la gélatinisation de l'amidon et la plastification des protéines avant que le matériau ne pénètre dans la filière.
Paramètres de conditionnement optimaux :
Type d'aliment : Aliment pour poulets de chair (maïs-soja). Taux d'humidité cible : 15–17 %. Température cible : 80–85 °C. Temps de rétention : 30–60 secondes.
Type d'aliment : Aliment pour poules pondeuses. Taux d'humidité cible : 15–16 %. Température cible : 75–80 °C. Temps de rétention : 30–45 secondes.
Type d'aliment : Aliment pour porcs. Taux d'humidité cible : 15–17 %. Température cible : 75–85 °C. Temps de rétention : 45–90 secondes.
Type d'aliment : Aliment pour bovins (riche en fibres). Taux d'humidité cible : 14–16 %. Température cible : 70–80 °C. Temps de rétention : 60–120 secondes.
Type d'aliment : Aliment aquacole. Taux d'humidité cible : 16–18 %. Température cible : 85–95 °C. Temps de rétention : 90–180 secondes.
Des temps de rétention plus longs améliorent l'homogénéité du conditionnement. Les conditionneurs à double arbre ou à longue durée de rétention, qui portent ce temps à 90–180 secondes, améliorent considérablement l'indice de durabilité des procédés (PDI), notamment pour l'alimentation aquacole où la stabilité de l'eau est essentielle.
Qualité de la vapeur. Il est essentiel d'utiliser de la vapeur saturée (ni vapeur humide qui ajoute de l'humidité en excès, ni vapeur surchauffée qui ne transmet pas suffisamment de chaleur). La vapeur humide augmente le frottement au niveau de la filière et peut réduire l'indice de polydispersité (PDI) ; la vapeur surchauffée ne cuit pas suffisamment le moût.
5. Broyage : Le facteur des 20 %
La distribution granulométrique affecte la qualité des granulés par deux mécanismes : la surface disponible pour la liaison amidon-protéine et la densité de tassement des particules dans l’orifice de la filière.
Granulométrie optimale. Pour la plupart des aliments pour volailles, un diamètre moyen géométrique des particules de 600 à 800 microns offre le meilleur compromis entre l'indice de digestibilité de la protéine (IDP) et les performances animales. Un broyage plus fin augmente la surface disponible pour la liaison, mais accroît la consommation d'énergie. Un broyage plus grossier réduit la capacité de liaison.
Uniformité. Une distribution granulométrique étroite est plus importante qu'une taille cible spécifique. Des distributions larges produisent des granulés de densité interne variable, créant des points faibles qui réduisent l'indice de densité de particules (PDI).
6. Matrice annulaire : Le facteur 15 %
La matrice annulaire influence l'indice de densité de puissance (PDI) par le biais de trois paramètres :
Taux de compression. Des taux de compression plus élevés produisent des granulés plus durs et présentant un meilleur indice de dureté (PDI), jusqu'à un certain point. Des données expérimentales sur l'alimentation à base de maïs et de tourteau de soja montrent que la dureté des granulés passe de 85 N à un taux de compression de 1:5 à 170 N à un taux de 1:8, avec une réduction correspondante du taux de fines de 12,3 % à 4,8 % [2]. Cependant, au-delà d'un taux de compression de 1:7, le gain de dureté diminue tandis que le débit chute. Le taux de compression optimal pour le PDI doit être déterminé en tenant compte des exigences de débit.
État des filières. Des filières usées — élargies et rugueuses par abrasion — produisent des granulés à indice de polydispersité (IPD) inférieur, car le taux de compression effectif diminue et la pression d'extrusion devient irrégulière. Des recherches sur les aliments commerciaux pour poulets de chair ont montré que l'état des filières (neuves ou reconditionnées) influençait significativement la composition des granulés et des miettes dans les usines d'aliments pour animaux [3].
Conception des orifices de la filière. Les orifices fraisés améliorent l'écoulement du matériau dans la filière, réduisant la précompression et favorisant une granulation uniforme. Les orifices droits avec un dégagement adéquat (profondeur de fraisage de 2 à 3 mm) sont la norme pour la plupart des applications d'alimentation.
7. Étude de cas : Amélioration du PDI au Kazakhstan
L’étude de cas de Hongyang Kazakhstan apporte une validation concrète de ces principes. L’usine a remplacé une presse à granulés vieillissante (installation de 2012, durée de vie de la matrice annulaire réduite à 600 heures) par une nouvelle unité Hongyang série SZLH. Les principales décisions de configuration ont porté sur :
- Taux de compression spécifiques à l'application : 1:9–1:10 pour les rations bovines (18–22 % de fibres brutes), 1:7–1:8 pour les rations ovines (teneur en fibres plus élevée)
- Matrice annulaire équivalente à X46Cr13 avec trempe sous vide à HRC 58–60
- Coquilles de rouleaux appariées, fabriquées à partir du même acier allié.
- Moteur à haut rendement de classe IE3
Résultats après huit mois d'opération :
Paramètre : Indice de qualité nutritive des aliments pour bovins (%). Avant la mise à niveau (2024) : 88,7. Après la mise à niveau (2025-2026) : 94,2. Variation : +5,5 points de pourcentage.
Paramètre : Indice de digestibilité de l’aliment pour moutons (%). Avant la mise à niveau (2024) : 89,1. Après la mise à niveau (2025-2026) : 93,8. Variation : +4,7 points de pourcentage.
Paramètre : débit d’aliments pour bovins (t/h). Avant la mise à niveau (2024) : 6,2. Après la mise à niveau (2025-2026) : 8,5. Variation : +37,1 %.
Paramètre : Consommation d’énergie, bovins (kWh/t). Avant la mise à niveau (2024) : 16,8. Après la mise à niveau (2025-2026) : 14,3. Variation : −14,9 %.
Paramètre : Durée de vie de la matrice annulaire (heures). Avant la mise à niveau (2024) : 600. Après la mise à niveau (2025-2026) : 880. Variation : +46,7 %.
Source : [1]
8. Liste de contrôle d'amélioration du PDI
Pour les usines d'aliments pour animaux visant un PDI ≥ 92 % (norme industrielle pour les aliments commerciaux de qualité supérieure) :
1. ✅ Audit de la formulation : évaluer la teneur en amidon, le moment d’ajout des matières grasses et l’inclusion d’un liant naturel
2. ✅ Vérifier le conditionnement : contrôler la qualité de la vapeur (saturée, non humide), la température (à ±2 °C de la valeur cible) et le temps de rétention
3. ✅ Vérifier la mouture : mesurer la distribution granulométrique (objectif : 600–800 µm pour la volaille) et l’uniformité.
4. ✅ Inspecter l'état de la matrice : mesurer les diamètres des trous (remplacer si l'élargissement est supérieur à 15 %), vérifier l'usure/le glaçage de la surface.
5. ✅ Valider le taux de compression : vérifier que le taux de compression correspond à la formulation (consulter le fabricant de la matrice pour obtenir des recommandations spécifiques à l’application).
6. ✅ Vérifier l'écartement des rouleaux : maintenir un écartement de 0,1 à 0,3 mm, vérifier l'uniformité de l'écartement sur toute la circonférence.
7. ✅ Évaluer les performances du refroidisseur : s’assurer que la température de sortie des granulés est ≤ ambiante + 5 °C et que l’humidité est ≤ 12,5 %.
Conclusion
L'indice de durabilité des granulés (PDI) n'est pas une propriété fixe d'une formulation d'aliment donnée. Bien que la formulation contribue à hauteur d'environ 40 % à la durabilité des granulés, les 60 % restants (conditionnement, broyage, spécifications de la matrice et refroidissement) représentent des paramètres ajustables que les exploitants d'usines d'aliments pour animaux contrôlent. L'étude de cas du Kazakhstan démontre qu'une optimisation systématique de ces facteurs peut améliorer le PDI de plus de 5 points de pourcentage, tout en augmentant le débit de 37 % et en réduisant la consommation d'énergie de 15 %. Pour les usines où le PDI constitue un avantage concurrentiel, le retour sur investissement lié à l'optimisation des procédés et au choix de matrices annulaires de haute qualité est généralement atteint en quelques mois seulement.
*Cet article fait partie de la série de ressources techniques sur les matrices annulaires.*
Date de publication : 20 juin 2026
