Le tri, de la flottaison au trieur optique (sorting, grading)

Où ça se pratique

Le tri n'appartient à aucun pays. Il encadre tous les process, partout, et il existe sous une forme ou une autre dans chaque beneficiadero et chaque usine de déparchage. Les sources qui le chiffrent, elles, sont concentrées.

La flottaison à la réception est documentée en Colombie par Cenicafé, à Chinchiná. Quatre dispositifs y ont été évalués et chiffrés :

• le tanque sifón, un bac où l'eau part par un siphon ;
• le canal semi-submergé ;
• un classificateur pneumatique, qui sépare par courant d'air et non par eau ;
• un séparateur hydraulique à trémie et vis sans fin.

Ces travaux s'échelonnent de 1987 à 2009.

Le calibrage par tamis est documenté en Colombie, où les mailles 12 à 17 servent de base commerciale, et en Éthiopie, où la norme nationale porte sur la maille 14. Le tri optique et la lecture spectrale font l'objet d'essais de laboratoire publiés en Colombie et en Chine entre 2011 et 2026.

Un mot sur la famille. La fiche est classée dans l'après, parce que le calibrage, la table densimétrique et le tri optique interviennent une fois le café sec. Mais le premier étage, la flottaison, se fait à la réception des cerises, avant le dépulpage. Le tri est donc une chaîne qui commence avant le process et se referme après lui.

Le principe

Le tri ne juge pas la qualité. Il mesure trois propriétés physiques, et seulement trois : la densité, la taille, l'apparence de surface. Chaque étage de la chaîne agit sur une seule de ces propriétés et reste aveugle aux deux autres.

La densité d'abord. Une cerise mûre et bien remplie est plus dense que l'eau. Le petit coléoptère qui perce le fruit s'appelle la broca. Une cerise qu'il a vidée contient de l'air, donc elle flotte. Flottent aussi la cerise séchée sur l'arbre et celle dont le grain ne s'est pas formé. L'eau, à environ 1 000 kg par mètre cube, sert de seuil. C'est une simple poussée d'Archimède, pas un test de maturité. Cenicafé le dit sans détour : la classification par densité n'élimine pas les fruits immatures. Un fruit vert est dense et plein, il coule.

La taille ensuite. Un tamis à trous ronds retient ce qui est plus large que son ouverture. Un numéro de tamis vaut un soixante-quatrième de pouce : la maille 17 correspond donc à 17/64 de pouce. Le calibrage ne dit rien de la qualité du grain. Il produit de l'homogénéité, ce qui compte à la torréfaction, où un petit grain mélangé à des gros brûle avant eux.

L'apparence enfin. Une caméra éclaire le grain, mesure la lumière renvoyée, et un jet d'air éjecte ce qui sort d'une plage de couleur acceptée. Le capteur peut travailler dans le visible ou dans le proche infrarouge, qui atteint des liaisons chimiques plutôt que des pigments. Ce que la surface ne trahit pas, aucun trieur couleur ne le voit.

Ces trois propriétés sont corrélées aux défauts, sans se confondre avec eux. La correspondance est statistique, jamais exacte. Une analyse en composantes principales rattache les défauts sensoriels terreux et fermentés à des défauts physiques visibles, les grains brocados, noirs et vinagre. Mais un défaut logé dans la chimie du grain, sans marque de surface ni écart de densité, traverse les trois étages.

Le déroulé

• Réception et flottaison. Les cerises tombent dans un volume d'eau, les flottants sont écrémés. Le tanque sifón a été évalué en Colombie, avec une différence de niveau de 0,70 m et un tube de 114 mm. Il sépare 88,9 % des flottants et 49,3 % des objets durs. Il consomme 4,7 L d'eau par kilogramme de café parche sec. Son rapport eau-fruits optimal est de 0,94 L/kg, pour une capacité maximale de 6,1 tonnes de fruits par heure.
• Variantes mesurées de cette même étape. Le canal semi-submergé sépare 100 % des flottants et des objets durs, mais consomme 6,5 L/kg de café sec. Un classificateur pneumatique a été testé avec une colonne de 0,8 m et une vitesse d'air moyenne de 14,9 m/s. Il sépare 61,0 % des flottants et 100 % des objets durs, à 326,1 kg de cerises par heure. Le séparateur hydraulique à trémie et vis sans fin de Cenicafé sépare en moyenne 96,7 % des flottants. Le minimum observé est de 91 %, le maximum de 98,8 %. Il retire aussi 88,2 % des objets durs en moyenne, avec un minimum observé de 52,5 %. Réglé à 60 degrés d'élévation et 200 à 300 tours par minute, il consomme moins de 0,01 L d'eau par kilogramme de cerise. Il traite jusqu'à 1 000 kg de fruits par heure avec moins de 80 L d'eau.
• Ce que la flottaison retire réellement. Sur les essais colombiens, les flottants réunissent quatre catégories. Les fruits attaqués par la broca. Les fruits mal remplis pendant leur développement. Les fruits secs. Les fruits touchés par la mancha de hierro ou le mal rosado, deux maladies du caféier. Les objets durs visés sont définis physiquement : résistance à la compression supérieure à 50 MPa, dureté Mohs supérieure à 3, densité supérieure à 2,5 g/cm3. Ce sont eux qui cassent les dépulpeuses.
• Calibrage du café dépulpé, dans la voie traditionnelle. Une zaranda circulaire à barreaux, écartement moyen 8,38 mm, sépare les grains avant la fermentation. Cenicafé décrit ce qu'elle retire et ce qu'elle rate. Elle retire beaucoup de grains immatures, de fruits secs et de morceaux de pulpe. Mais elle envoie les gros grains défectueux avec le bon café, et les petits grains immatures aussi. Un tamis ne mesure que la taille.
• Classification par densité pendant le lavage. Canal de correteo, canal semi-submergé ou tanque sifón : le grain lourd se dépose, le grain léger part avec l'eau. Cette étape a un coût mesuré : elle retire aussi du café sain, qui finit dans le produit de seconde qualité et diminue le rendement en première qualité.
• Séchage à 10 à 12 % d'humidité, activité de l'eau sous 0,62. Ce n'est pas un tri, mais c'est la condition qui rend les tris suivants utiles. L'activité de l'eau mesure l'eau libre, celle dont un champignon peut se servir. Cenicafé donne deux seuils distincts. La croissance initiale du champignon démarre à une activité de l'eau de 0,76, soit 14,2 % d'humidité sur grain vert. La production d'ochratoxine A demande davantage, une activité de l'eau minimale comprise entre 0,83 et 0,87. C'est à la croissance du champignon, et non à la toxine, que Cenicafé rattache le seuil de 13 % d'humidité en base humide.
• Calibrage du parche sec avant déparchage. Dans le procédé écologique évalué par Cenicafé, une zaranda plane d'ouverture 4,4 mm précède la trilla.
• Déparchage puis analyse granulométrique du grain vert, sur plaque perforée à trous ronds. Sur un lot colombien trié à la main, la maille 17 retient 73,32 % du poids et la maille 16 en retient 16,96 %. Les mailles 15, 14 et 12 se partagent 6,83 %, 2,33 % et 0,50 %. Sur le même café non trié, la maille 17 tombe à 67,32 %. Le café retenu sur maille 17 correspond au Supremo colombien. En Éthiopie, plus de 85 % du lot doit dépasser la maille 14 pour satisfaire la norme nationale.
• Table densimétrique. Un plateau perforé, incliné et vibrant, traversé de bas en haut par un flux d'air. Le lit de grains se fluidise et se stratifie. Les grains denses touchent la tôle et remontent la pente, poussés par l'oscillation. Les grains légers surnagent sur le coussin d'air et redescendent. C'est le principe d'un lit fluidisé. Aucun essai publié mesurant son efficacité sur le café n'a été trouvé dans cette recherche : voir OMBRE.
• Tri optique. Les grains défilent en chute libre ou sur bande, éclairés, observés par caméra, puis éjectés par jet d'air. Les performances publiées sont des performances de laboratoire, obtenues sur des jeux d'images. Un modèle de détection atteint 99,2 % de mAP@50 sur sept catégories de défauts du référentiel SCA, avec une latence de 2,0 ms par image. Un autre classe trois grades et neuf sous-niveaux de défaut, à 96,34 % sur son propre jeu d'images.
• Lecture spectrale, qui est autre chose. L'essai colombien publié en 2026 travaille de 400 à 2 498 nm. Il mesure 110 g de café versés dans une cellule de réflexion. Il classe donc un lot, pas un grain. Les quatre classes reprennent les quatre groupes de défauts sensoriels colombiens. Le surfermenté. L'âpre. Le terreux. Le contaminé. La réussite est de 93,5 % sur café parche sec, avec un kappa de 0,90. Le kappa mesure l'accord au-delà de ce que le hasard donnerait. Sur café vert, la réussite retombe à 82,4 % et le kappa à 0,55. La matrice verte est plus difficile à lire.
• Tri par fluorescence. Le principe consiste à éclairer le grain dans l'ultraviolet et à lire la lumière qu'il réémet. Sur maïs, un essai publié montre qu'un tri grain par grain sur la fluorescence jaune-vert sépare bien les grains selon leur teneur en aflatoxine. Cet essai ne donne pas de taux de réduction chiffré. Sur le café, rien n'a été trouvé : voir OMBRE.
• Tri manuel final, et parfois tri après torréfaction. C'est le seul étage qui voit le quaker, ce grain immature qui ne caramélise pas et reste pâle une fois torréfié.

Ce que ça donne en tasse

Ce qui est mesuré porte sur la qualité physique du lot, pas sur la note en tasse. Il faut le dire clairement, parce que le commerce fait souvent le saut.

Sur un lot colombien, trier la masse à la main avant beneficio fait passer la proportion de grains défectueux, les pasillas, de 9,19 % à 5,41 %. Sur la même base, le poids de grain vert obtenu après déparchage monte de 185,39 g à 194,08 g. La part retenue sur maille 17 passe de 67,32 % à 73,32 %. La moyenne colombienne du grain sain se situe à 74 %. Le facteur de rendement national est de 94 kg de parche sec pour 70 kg d'excelso. Le reste se partage en 18,7 kg de cisco, la pellicule du parche, et 5,3 kg de grain défectueux.

Le beneficio écologique ajoute le démucilaginage mécanique et la classification par densité. Comparé au beneficio traditionnel, il divise par deux la proportion de pasillas. Il réduit les défauts du premier groupe de 82 % sur le café de première qualité, et de 84 % sur celui de seconde.

Sur la tasse elle-même, trois mesures existent, et elles sont indirectes.

• Les fruits immatures dégradent la tasse à partir de 2,5 % de la masse récoltée, seuil établi par Cenicafé. C'est ce seuil qui oblige à une cueillette sélective, et qui rend la récolte si coûteuse en main-d'oeuvre.
• Les quakers ont un seuil compté. Sept grains quaker dans une tasse de 65 grains suffisent à dégrader le profil sensoriel d'un café nature de spécialité. Les grains concernés sont ceux dont la couleur après torréfaction atteint ou dépasse 82,8 sur l'échelle Agtron, où un nombre élevé désigne une torréfaction claire. L'essai a été monté pour éprouver la règle de la Specialty Coffee Association, qui exige l'absence totale de quakers dans un lot de spécialité.
• Les grains défectueux, en particulier les noirs, sont associés aux descripteurs âcre et âpre. Ces deux termes sont définis par la norme colombienne NTC 2758. L'âcre y est une sensation amère, astringente et lourde. L'âpre y est une sensation tactile râpeuse.

Ce qui est revendiqué sans preuve lue. Le commerce paie le gros calibre plus cher, et présente parfois la maille comme un indice de qualité en tasse. Une étude éthiopienne trouve bien que la taille du grain contribue à la variation de qualité, avec un poids de 0,46 sur le deuxième axe d'une analyse en composantes principales. Cela n'isole pas une relation de cause à effet. Aucun essai à l'aveugle comparant le même lot calibré en maille 17 et en maille 15 n'a été lu ici. Le calibrage se justifie par l'homogénéité de torréfaction, que la même étude rappelle en toutes lettres. C'est un argument technique, pas une supériorité gustative démontrée.

Ce qui rate

Le premier risque du tri est le tri lui-même. Les dispositifs de classification par densité du lavage retirent du café sain avec le café léger. Ce café sain bascule dans les pasillas, le produit de seconde qualité, et le rendement en première qualité baisse d'autant. Personne ne mesure ce faux positif au quotidien.

Le deuxième risque est l'angle mort de la flottaison. Un fruit vert est dense : il coule. La flottaison ne trie donc pas la maturité. Or les fruits verts pèsent lourd dans la masse récoltée. Une caractérisation colombienne mesure les fruits verts par période de récolte : 11,37 % au début, 7,35 % au milieu, 9,61 % à la fin. La norme de la Fédération nationale des caféiculteurs fixe le maximum à 2 %. Une autre évaluation, sur la récolte principale, mesure 27 % de fruits verts et pintons, le pinton étant le fruit qui vire, entre vert et mûr. Les fruits secs sont mesurés de 3,47 % à 6,40 %, pour une norme de 2 %. Les fruits attaqués par la broca vont de 4,84 % à 6,93 %, pour une norme de 5 %. Le tri ne rattrape pas une cueillette non sélective.

Le troisième risque est ce qu'aucun étage ne voit.

• Le défaut patate, qui touche l'Afrique de l'Est, ne se lit ni sur la balance ni sur la couleur. Il tient à des méthoxypyrazines, des molécules à odeur de terre et de légume cru. La principale est l'IPMP. Sa concentration va de 1,6 à 529,9 ng/g sur les échantillons défectueux, contre 2,0 ng/g en moyenne sur un café sain. C'est un marqueur chimique, mesuré au laboratoire, et non un signe repérable par une machine de tri : voir OMBRE.
• Les défauts sensoriels se gradent dans la tasse, pas sur le grain. La norme NTC 2758 définit le stinker par une odeur forte de matière organique putréfiée, jamais par une apparence. Aucun seuil optique ne correspond donc à ce défaut.
• Un dégât interne sans marque de surface passe le trieur couleur par construction, puisqu'une caméra dans le visible ne lit que la surface.
• L'ochratoxine A déjà formée ne se détruit pas par un tri, puisqu'elle est dans le grain. Un tri peut seulement abaisser la teneur du lot en écartant les grains atteints. Ce chemin est chiffré sur d'autres grains, pas sur le café : voir OMBRE.

Le quatrième risque est le défaut fabriqué en aval du champ. La liste officielle colombienne vient de la Résolution n° 2 du Comité national des caféiculteurs, du 25 avril 2016, qui range les défauts du café vert en deux groupes. Les noms disent d'où vient chaque défaut.

• Mordido, cortado : grain abîmé au dépulpage, qui développe des taches brunes ou noires.
• Aplastado : grain aplati et partiellement fracturé par une pression indue au séchage ou au déparchage d'un café encore humide.
• Cristalizado, sobresecado : grain gris clair et cassant, produit par des températures de séchage trop élevées.
• Flojo : grain gris foncé et mou, séchage incomplet.
• Cardenillo : taches jaune orangé de champignon, séchage interrompu ou stockage de café humide.
• Decolorado veteado : veines blanches, dues à une réhumidification.
• Decolorado reposado : grain viré au jaune par un stockage long ou mal conduit.
• Negro et vinagre : surfermentation, ramassage de cerises sèches, lavage incorrect.
• Ámbar ou mantequillo : grain jaune translucide, nutrition déficiente au champ.
• Averanado, arrugado : grain ridé et léger, sécheresse ou nutrition déficiente.
• Picado por insectos : petits orifices laissés par la broca ou par le charançon.
• Inmaduro : petit grain entièrement couvert de sa pellicule argentée, récolté avant formation complète.

Le cinquième risque est l'excès de confiance dans le tri instrumental. Sur café parche, la classification spectrale des défauts sensoriels atteint 93,5 %, avec un kappa de 0,90. Sur café vert, elle tombe à 82,4 % et le kappa à 0,55. Le grain vert est une matrice plus complexe, et l'eau y domine le signal autour de 1 900 nm. Surtout, cette mesure porte sur 110 g versés dans une cellule de réflexion. Elle ne porte pas sur un grain éjecté à la volée. Elle ne dit donc rien de ce que vaut une machine de tri en ligne.

Enfin, les objets durs non retirés cassent les dépulpeuses. C'est un risque mécanique, mais il finit en défaut : une dépulpeuse abîmée mord les grains.

Les repères

• Flottaison, tanque sifón88,9 % des flottants, 49,3 % des objets durs, 4,7 L d'eau par kg de parche sec
• Flottaison, séparateur à vis Cenicafé96,7 % des flottants en moyenne, moins de 0,01 L d'eau par kg de cerise
• Fruits verts dans la masse récoltée7,35 à 11,37 % mesurés, norme de 2 %
• Calibrageun numéro de tamis vaut 1/64 de pouce, et la maille 17 définit le Supremo colombien
• Norme éthiopienne de calibreplus de 85 % du lot au-dessus de la maille 14
• Seuil de gêne des quakers7 grains sur 65 dans la tasse, à partir d'Agtron 82,8
• Défaut patateIPMP de 1,6 à 529,9 ng/g contre 2,0 ng/g sur café sain, et rien de visible
• Séchage10 à 12 % d'humidité et activité de l'eau sous 0,62, contre 0,76 pour le départ des moisissures