Solid biofuels — Simplified sampling method for small scale applications

This document describes simplified methods for taking samples of solid biofuels in small scale applications and storages including preparation of sampling plans and reports. The main focus is on storages with a size of ≤100 t. This document is applicable to the following solid biofuels: 1) fine (up to about 10 mm nominal top size) and regularly-shaped particulate materials that can be sampled using a scoop or pipe, e.g. sawdust, olive stones and wood pellets; 2) coarse or irregularly-shaped particulate materials (up to 200 mm nominal top size) that can be sampled using a fork or shovel, e.g. wood chips, hog fuel and nut shells; 3) large pieces (above 200 mm nominal top size) which are picked manually (e.g. firewood and briquettes). This document can also be used for other solid biofuels not listed above if the procedures described in this document are applicable. This document specifies methods to be used, for example, when a sample is to be tested for moisture content, ash content, calorific value, bulk density, mechanical durability, particle size distribution, ash melting behaviour and chemical composition. Additionally, it describes a method for the reduction of sample size and defines requirements on handling and storage of samples. NOTE 1 If higher precision of analytical results is needed or when in doubt if this document is applicable ISO 18135 can be used. Using the number of increments given in this document the resulting precision for analytical results can be estimated with the formulas given in ISO 18135. NOTE 2 Pellets can generate CO and CO2 off gasses by nature. If pellets are sampled, check for CO and CO2 and O2 levels prior and during the sample taking process in a confined space like a container, silo or shed and have another person standby at the entrance.

Biocombustibles solides — Méthode d'échantillonnage simplifiée pour les applications à petite échelle

Le présent document décrit des méthodes simplifiées de prélèvement d'échantillons de biocombustibles solides dans des applications et des stockages à petite échelle, préparation de plans d'échantillonnage et de rapports incluse. L'accent est mis sur les stockages d'une taille ≤ 100 t. Ce document s'applique aux biocombustibles solides suivants: 1) des matériaux fins (dont la dimension nominale maximale est d'environ 10 mm) et dont la forme des particules est régulière et qui peuvent être prélevés à l'aide d'une pelle d'échantillonnage ou d'un tube, par exemple: la sciure, les noyaux d'olives et les granulés de bois; 2) des matériaux grossiers (dont la dimension nominale maximale est de 200 mm) ou dont la forme des particules est irrégulière et qui peuvent être prélevés à l'aide d'une fourche ou d'une pelle, par exemple: les copeaux de bois, le combustible bois broyé et les coquilles de noix; 3) des grands morceaux (dont la dimension nominale dépasse 200 mm) qui sont ramassés manuellement (par exemple: bois de chauffage et briquettes). Ce document peut également être utilisé pour d'autres biocombustibles solides non énumérés ci-dessus si les procédures décrites dans ce document sont applicables. Le présent document décrit les méthodes à utiliser, par exemple, lorsqu'un échantillon doit être soumis à essai afin de déterminer sa teneur en humidité, sa teneur en cendres, son pouvoir calorifique, sa masse volumique apparente, sa résistance mécanique, sa distribution granulométrique, son comportement de fusibilité des cendres et sa composition chimique. De plus, il décrit une méthode pour la réduction de la taille de l'échantillon et définit des exigences sur la manipulation et le stockage des échantillons. NOTE 1 Si une plus grande précision des résultats d'analyse est nécessaire ou en cas de doute sur l'applicabilité de ce document, l'ISO 18135 peut être utilisée. En utilisant le nombre de prélèvements élémentaires donné dans le présent document, la précision obtenue pour les résultats d'analyse peut être estimée avec les formules données dans l'ISO 18135. NOTE 2 Les granulés peuvent générer, par nature, des dégagements gazeux de CO et de CO2. Si les granulés sont prélevés, vérifier les niveaux de CO, de CO2 et d'O2 avant et pendant le processus de prélèvement des échantillons dans un espace confiné comme un conteneur, un silo ou un hangar et demander à une autre personne d'attendre à l'entrée.

General Information

Status
Published
Publication Date
10-Feb-2020
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
11-Feb-2020
Completion Date
11-Feb-2020
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ISO 21945:2020 - Solid biofuels -- Simplified sampling method for small scale applications
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ISO 21945:2020 - Biocombustibles solides -- Méthode d'échantillonnage simplifiée pour les applications a petite échelle
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21945
First edition
2020-02
Solid biofuels — Simplified sampling
method for small scale applications
Biocombustibles solides — Méthode d'échantillonnage simplifiée pour
les applications à petite échelle
Reference number
ISO 21945:2020(E)
ISO 2020
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ISO 21945:2020(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

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Published in Switzerland
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ISO 21945:2020(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 3

5 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 3

6 Visual inspection .................................................................................................................................................................................................. 4

7 Preparing sampling plan and report ............................................................................................................................................... 5

8 Methods for sampling ...................................................................................................................................................................................... 6

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 6

8.2 Methods for sampling stationary material ..................................................................................................................... 6

8.2.1 Sampling from small packages (≤50 kg) ..................................................................................................... 6

8.2.2 Sampling from transport containers and lorries ................................................................................. 7

8.2.3 Sampling from small built-in storages .......................................................................................................... 7

8.2.4 Sampling from stockpiles and stacked material ................................................................................... 7

8.3 Methods for sampling moving material ............................................................................................................................ 9

8.3.1 General...................................................................................................................................................................................... 9

8.3.2 Manual sampling from falling streams ......................................................................................................... 9

8.3.3 Manual sampling from conveyor belts .......................................................................................................... 9

8.3.4 Manual sampling from grabs and wheel loader buckets ............................................................... 9

9 Minimum number of increments .....................................................................................................................................................10

10 Minimum size of increment ...................................................................................................................................................................10

11 Determination of the volume of the combined sample .............................................................................................10

12 Equipment for manual sampling ......................................................................................................................................................11

12.1 General ........................................................................................................................................................................................................11

12.2 Sampling bucket for falling-stream ....................................................................................................................................12

12.3 Scoops ..........................................................................................................................................................................................................12

12.4 Shovels ........................................................................................................................................................................................................13

12.5 Forks .............................................................................................................................................................................................................13

12.6 Sample extraction using hands ..............................................................................................................................................13

12.7 Pipes (spears) .......................................................................................................................................................................................13

12.8 Drills (augers) .......................................................................................................................................................................................13

13 Reduction of sample size ..........................................................................................................................................................................14

14 Handling and storage of samples .....................................................................................................................................................15

14.1 Packaging, storing and transport of samples .............................................................................................................15

14.2 Identification/labelling .................................................................................................................................................................16

15 Sampling report..................................................................................................................................................................................................16

Annex A (informative) Model sampling plan and sampling report (according to ISO 21945) ..............17

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................19

© ISO 2020 – All rights reserved iii
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ISO 21945:2020(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take Part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 238, Solid biofuels.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 21945:2020(E)
Introduction

The objective of this document is to provide unambiguous and clear principles for sampling of solid

biofuels from small scale applications and storages. It is to serve as a tool to enable efficient trading of

biofuels and to enable good understanding between seller and buyer. It is also a tool for communication

with equipment manufacturers. It will also facilitate the development of sampling plans and reporting.

This document is intended for all stakeholders.

Priority in this document is to take a number of increments which is possible to handle at small applications

under practical aspects. In ISO 18135 the priority is to obtain a sample with a defined precision and to

calculate the minimum number of increments on basis of the corresponding precision data.

© ISO 2020 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 21945:2020(E)
Solid biofuels — Simplified sampling method for small
scale applications
1 Scope

This document describes simplified methods for taking samples of solid biofuels in small scale

applications and storages including preparation of sampling plans and reports. The main focus is on

storages with a size of ≤100 t. This document is applicable to the following solid biofuels:

1) fine (up to about 10 mm nominal top size) and regularly-shaped particulate materials that can be

sampled using a scoop or pipe, e.g. sawdust, olive stones and wood pellets;

2) coarse or irregularly-shaped particulate materials (up to 200 mm nominal top size) that can be

sampled using a fork or shovel, e.g. wood chips, hog fuel and nut shells;

3) large pieces (above 200 mm nominal top size) which are picked manually (e.g. firewood and

briquettes).

This document can also be used for other solid biofuels not listed above if the procedures described in

this document are applicable. This document specifies methods to be used, for example, when a sample

is to be tested for moisture content, ash content, calorific value, bulk density, mechanical durability,

particle size distribution, ash melting behaviour and chemical composition.

Additionally, it describes a method for the reduction of sample size and defines requirements on

handling and storage of samples.

NOTE 1 If higher precision of analytical results is needed or when in doubt if this document is applicable

ISO 18135 can be used. Using the number of increments given in this document the resulting precision for

analytical results can be estimated with the formulas given in ISO 18135.

NOTE 2 Pellets can generate CO and CO off gasses by nature. If pellets are sampled, check for CO and CO and

2 2

O levels prior and during the sample taking process in a confined space like a container, silo or shed and have

another person standby at the entrance.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 14780, Solid biofuels — Sample preparation
ISO 16559, Solid biofuels — Terminology, definitions and descriptions
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
© ISO 2020 – All rights reserved 1
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ISO 21945:2020(E)
3.1
combined sample
sample consisting of all the increments taken from a lot or sub-lot

Note 1 to entry: The increments may be reduced by division before being added to the combined sample.

[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.52]
3.2
increment
portion of fuel extracted in a single operation of the sampling device
[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.122]
3.3
laboratory sample
combined sample or a sub-sample of a combined sample for use in a laboratory
[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.124]
3.4
lot
defined quantity of fuel for which the quality is to be determined
[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.128, modified — Note 1 to entry has been removed.]
3.5
nominal top size

aperture size of the smallest sieve through which at least 95 % by mass of the material passes during

the determination of particle size distribution

Note 1 to entry: For selection of sieves types and aperture sizes see ISO 17827-1 and ISO 17827-2.

Note 2 to entry: For pellets the diameter is used.

[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.137, modified — Note 1 and 2 to entry have been added for additional

information, the word "smallest" has been added and the words "of solid fuels" have been deleted.]

3.6
sample

quantity of material, representative of a larger quantity for which the quality is to be determined

[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.170, modified — "(all increments)" has been removed from the definition,

Note 1 to entry has been removed.]
3.7
sub-lot
part of a lot for which a test result is required
EXAMPLE Material in a transport unit or on a particular stockpile.
[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.197, modified — Example has been added.]
3.8
sub-sample
portion of a sample
[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.198]
2 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 21945:2020(E)
4 Symbols and abbreviated terms
d is the nominal top size of the biofuel [mm];
m is the mass of the lot or sublot [kg or t];
V is the minimum volume of an increment [l];
incr
V is the volume required for the foreseen analyses [l];
req
W is the width of a sampling tool [mm].
5 Principle

The main principle of sampling is to obtain (a) representative sample(s) from the whole lot concerned.

Every particle in the lot or sub-lot to be represented by the sample should have an equal probability of

being included in the sample. In order to do so a sampling plan is needed. Figure 1 shows the main steps

of a sampling procedure.

Under certain circumstances (e.g. certain construction types of built in storages, silos or containers)

representative sampling might not be possible.
© ISO 2020 – All rights reserved 3
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ISO 21945:2020(E)
Figure 1 — Procedure for sampling
6 Visual inspection

Visual inspection shall be used for the choice or verification of the classification of the solid biofuels.

Based on the sampling plan, verification or selection of the sampling equipment and the sampling method

shall also be made by visual inspection. If the lot/sub-lot consists of substantially inhomogeneous

material or if it contains impurities (such as soil or pieces of metal) this shall be stated in the sampling

report. If the biofuel type or the quality of it is diverging strongly from the one expected, the sampler

shall report without any delay to the appropriate party for further instructions.

If the particle size distribution should be analysed the visible surface of the complete lot should be

inspected for the longest particle — in addition to the sampling and testing — and its length shall be

noted in the sampling report.

NOTE 1 It is advisable to take photographs of deviations noted during visual inspection.

NOTE 2 For documentation of oversized particles photographs are useful. Therefore, it is advisable to include

a folding rule or any other scale into the photograph to enable the estimation of the particles size.

4 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 21945:2020(E)
7 Preparing sampling plan and report

The sampler shall prepare the sampling plan. The sampling plan may be prepared either by using a

copy of the form presented in Annex A or by preparing his own forms or documents containing the

appropriate items selected from those shown in Annex A.
Once completed, this form becomes a sampling report.
The sampling plan shall include the key elements:
a) a reference to this document (ISO 21945:2020);
b) the unique identification code of the sample;
c) the name and contact data of the sampler;
d) the date and time of sampling;

e) information required in order to identify the origin of the sample (e.g. supplier(s), location of

storage, customer, trade name);
f) the type of lot or sub-lot (e.g. pile, silo, cargo hold, storage, lorry);
g) sampling from stationary or moving material;
h) the identification code of the lot or the sub-lot;
i) the mass or volume of the sub-lot or the lot;
j) the traded form of the biofuel (wood pellet, briquette, chips, etc.);
k) the number of increments;
l) the required volume of sample;

m) the volume of sample sent to the laboratory and number of packages if applicable;

n) the question, if the combined sample has been divided before sending to the laboratory;

o) the type of packaging of the sample sent to the laboratory (e.g. airtight container, plastic bag).

Also consider including the following items:

p) in case of sampling stationary material: location (centre, bottom, etc.) from where the sample was

obtained (optional: mark sampling locations in a sketch);

q) storage information of the lot (e.g. how to reach the material, weather conditions, storage inside or

outside, covered or uncovered);
r) the sampling technique, e.g. shovelling, sampling pipe, stopped belt, etc.;

s) existence of material of other origin in the same storage or pile (incl. estimated amount if possible),

e.g. residues of a former lot of pellets in a pellet storage;
t) the approximate nominal top size (visual assessment);
u) any other details (e.g. visual inspection remarks).
© ISO 2020 – All rights reserved 5
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ISO 21945:2020(E)
8 Methods for sampling
8.1 General

It is difficult to take samples in a way that satisfies the principle of correct sampling, stating that all

individual parts of the lot shall have an equal probability of becoming part of the final sample. The

chance that this can be achieved when the material is stationary (for example in a silo, or stockpile, or in

a lorry) is low. It is easier when the material is moving (for example, on a conveyor belt, or being loaded

into or unloaded from transport equipment). Hence sampling from moving materials is to be preferred

wherever possible, care shall be taken that fuel parameters (physical properties) to be analysed are not

affected.
The following general aspects of sampling shall be considered:

a) Sampling equipment shall be properly cleaned and maintained. The equipment shall be controlled

after every sampling to avoid contamination of following samples.

b) The integrity of the sampled material shall be ensured, e.g. avoiding loss or gain of moisture,

formation of fines etc. E.g. working quickly and storing the sample in an airtight container, e.g.

plastic bag or bucket during sampling could help avoiding loss or gain of moisture.

c) All increments belonging to one combined sample shall be:
1) extracted in a uniform way,
2) of equal weight or volume,

3) transferred to the sampling bucket without any contamination or loss of material.

d) If an increment or combined sample mass (volume) is too large to be handled or transported, the

mass shall be reduced in accordance with the methods described in ISO 14780.

e) All personnel performing sampling shall be properly instructed or trained in the specific use of the

device and method.
f) All aspects of health and safety shall be considered.
8.2 Methods for sampling stationary material
8.2.1 Sampling from small packages (≤50 kg)

When sampling a lot consisting of individual packages, a primary increment consists of an entire or

partial package. Packages (e.g. pellet bags) shall be chosen at random from the entire lot, making sure

all packages have an equal probability of being selected. The number of selected packages shall be

chosen from Table 1 (see Clause 9). Since the segregation of fines is not a problem as for stationary bulk

material, the minimum number of increments specified for sampling moving material shall be chosen.

In this case one package corresponds to one increment regardless of taking the whole package or a part

of it as increment.

If the packages are transported on a conveyor (e.g. after bagging at the bagging line), a lot can be defined

as a certain time frame, a certain number of packages or similar. Increments shall be chosen either

systematically, randomly from defined strata, or completely at random, from the entire lot.

If the packages are stored, it is important to ensure that packages are chosen at random from the entire

lot. It is recommended not to extract all increments from one pallet but from three pallets minimum.

In case it is necessary to minimize the number of opened pallets or when access to all pallets is difficult

or impossible the possible consequences of not respecting the principle of correct sampling shall be

stated in the sampling report.
6 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 21945:2020(E)

If only a part of a package is taken as an increment, it shall be taken by using a scoop, in case of loose

material (e.g. pellets), or by hand, in case of piece goods (e.g. briquettes). If the amount of fines or the

share of overlong particles are to be analysed the package shall be emptied completely. Sample division

is then to be performed according to Clause 13.
8.2.2 Sampling from transport containers and lorries

It is always recommended if possible, to sample when the biofuel is in motion, e.g. during loading or

unloading.

It shall always be stated in the sampling report when a sampling device cannot reach the bottom of the

container.
8.2.3 Sampling from small built-in storages

In general, it is difficult to take increments from all parts of a built-in storage or silo. The increments

shall be extracted from different parts of the storage if possible, chosen according to the principle as

given in Figure 2.

When sampling the storage, special care shall be taken to encompass the possible segregation of the

material in the room, e.g. extract increments that cover the entire direction of segregation by selecting

increments at different depths. For free-flowing materials, e.g. grain like material, dry olive kernels,

pellets, etc. pipes or drills are recommended to be used. An example of a pipe (see Figure 5) and

handling instructions are given in 12.7. An example of a drill (see Figure 6) and handling instructions

are given in 12.8.

It is always recommended if possible, to sample when the biofuel is in motion, e.g. during loading or

unloading.

It may be needed to take a sample from a storage that was not completely empty before refilling or from

which a relevant share has been removed already. In this case some parameters cannot be measured

representatively for the whole lot because of segregation of fine materials.

It shall always be stated in the sampling report when a sampling device cannot reach the complete area

of the storage or its bottom, with the risk of underrepresenting a certain particle size fraction etc.

Using the fuel conveyor system (feeding screw and/or suction system) for sampling, the whole storage

shall be emptied. This method should not be used if the storage contains fuel from more than one

lot. Increments shall be taken from the whole content of the storage. This is to avoid sampling of any

segregated material. Samples received by this method should not be used for mechanical parameters

due to the mechanical stress from emptying the storage.
8.2.4 Sampling from stockpiles and stacked material
8.2.4.1 General

Stockpiles shall preferentially be sampled during build-up or reclaiming as this ensures accessibility

to all parts of the lot which in turn minimizes the effect of segregating materials. Only relatively small

stockpiles may be sampled while stationary using a wheel loader.
A scoop, shovel, fork, auger, grab or pipe shall be used to extract increments.

Sampling from an orderly stack shall be done by hand (i.e. firewood and bagged pellets). Provisions for

personal safety shall be taken when sampling from large stacks.
8.2.4.2 Sampling from stockpiles during build up or reclaiming

Increments shall be extracted either from the working face of the stockpile, or from the bucket of a

wheel loader or grab or from a single, discrete load delivered to the stockpile before being pushed into

© ISO 2020 – All rights reserved 7
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ISO 21945:2020(E)

the main stockpile. If a conveyor is used in stacking or reclaiming, or elsewhere in the material handling

process, this is the optimal sampling point, and the methods for sampling moving material shall be used

(see 8.3).

When sampling the working face of the pile, consider the possible (rolling) segregation on the surface.

Ensure that a manual auger, shovel or scoop is inserted at right angles to the surface, and that insertion

of the auger is spread evenly over the entire surface of the pile. No portion of the increment should be

lost during extraction of the scoop from the surface. Owing to the difficulty of insertion, an auger shall

be used only for fuels on which a full column of fuel can be extracted so that a representative increment

is taken.

If sampling is performed from selected wheel loader buckets or grabs, take the increments according to

the method described in 8.3.4.
8.2.4.3 Sampling from stationary stockpiles and stacks

When sampling from a stockpile it shall be decided at which height the increments shall be taken,

therefore the sampler shall visually divide the heap into three horizontal layers and take a number of

increments from each layer in proportion to the volume contained in each layer. The positions around

the circumference of the heap from which the increments are taken shall be equally spaced. A wheel

loader may be used to dig into the heap to reach the sampling points. Collecting samples from the

absolute bottom and edges of the pile should amongst others be avoided, to avoid impurities. Figure 2

shows a possible arrangement of the sampling points on a heap.

When sampling material from a stack (firewood, briquettes, pellets bags), the increments shall be

chosen according to the same principles as for stockpiles [Figure 2 a)].

NOTE To take an increment from the lower part of a stack it could be necessary to reclaim a part of the stack.

a) Cross section b) View from above
Figure 2 — View on a small stockpile with an example of sampling points

If there is any reason to suspect that the material in the stockpile is segregated, then the material shall

be moved (e.g. into a new stock pi
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 21945
Première édition
2020-02
Biocombustibles solides — Méthode
d'échantillonnage simplifiée pour les
applications à petite échelle
Solid biofuels — Simplified sampling method for small scale
applications
Numéro de référence
ISO 21945:2020(F)
ISO 2020
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 21945:2020(F)
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ISO 21945:2020(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Symboles et abréviations ............................................................................................................................................................................. 3

5 Principe .......................................................................................................................................................................................................................... 3

6 Inspection visuelle.............................................................................................................................................................................................. 4

7 Préparer le plan d'échantillonnage et le rapport............................................................................................................... 5

8 Méthodes d'échantillonnage .................................................................................................................................................................... 6

8.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 6

8.2 Méthodes d’échantillonnage d’un matériau stationnaire .................................................................................. 6

8.2.1 Échantillonnage de petits paquets (≤50 kg) ............................................................................................ 6

8.2.2 Échantillonnage dans les conteneurs de transport et les camions ...................................... 7

8.2.3 Échantillonnage dans les petits entrepôts intégrés ........................................................................... 7

8.2.4 Échantillonnage à partir des amoncellements et de matériau empilé .............................. 8

8.3 Méthodes d’échantillonnage d’un matériau en mouvement ........................................................................... 9

8.3.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 9

8.3.2 Échantillonnage manuel à partir d’un flux tombant par gravité ............................................ 9

8.3.3 Échantillonnage manuel à partir de bandes de convoyeurs ...................................................10

8.3.4 Échantillonnage manuel à partir de grappins et de godets de chargeuse à

roues ........................................................................................................................................................................................10

9 Nombre minimum de prélèvements élémentaires ........................................................................................................10

10 Taille minimale des prélèvements élémentaires .............................................................................................................11

11 Calcul du volume de l’échantillon composite ......................................................................................................................11

12 Équipement destiné à l’échantillonnage manuel ............................................................................................................12

12.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................12

12.2 Récipient d’échantillonnage pour flux tombant par gravité .........................................................................13

12.3 Pelles d’échantillonnage ..............................................................................................................................................................13

12.4 Pelles .............................................................................................................................................................................................................14

12.5 Fourches.....................................................................................................................................................................................................14

12.6 Prélèvement de l'échantillon à la main ...........................................................................................................................14

12.7 Tubes (pointes)....................................................................................................................................................................................14

12.8 Mèches (vis sans fin) .......................................................................................................................................................................15

13 Réduction de la taille de l’échantillon .........................................................................................................................................15

14 Manipulation et stockage des échantillons ...........................................................................................................................16

14.1 Conditionnement, stockage et transport des échantillons ............................................................................16

14.2 Identification/étiquetage ............................................................................................................................................................17

15 Rapport d’échantillonnage .....................................................................................................................................................................17

Annexe A (informative) Modèle de plan d’échantillonnage et de rapport d’échantillonnage

(conformément à l’ISO 21945) ...........................................................................................................................................................18

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................19

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ISO 21945:2020(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 238, Biocombustibles solides.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO 21945:2020(F)
Introduction

L’objectif du présent document est de fournir des principes clairs et univoques pour l’échantillonnage

de biocombustibles solides provenant d’applications et de stockages à petite échelle. Il doit servir d'outil

pour permettre un commerce efficace des biocombustibles ainsi qu’une bonne compréhension entre le

vendeur et l'acheteur. Il s’agit également d’un outil de communication avec les fabricants d'équipements.

Il facilitera en outre l'élaboration de plans d'échantillonnage et de rapports.
Le présent document est destiné à toutes les parties prenantes.

La priorité du présent document est d’effectuer un certain nombre de prélèvements élémentaires qu'il

est possible de traiter dans les petites applications sous des aspects pratiques. Dans l’ISO 18135, la

priorité est d'obtenir un échantillon avec une précision définie et de calculer le nombre minimal de

prélèvements élémentaires en s’appuyant sur les données de précision correspondantes.

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NORME INTERNATIONALE ISO 21945:2020(F)
Biocombustibles solides — Méthode d'échantillonnage
simplifiée pour les applications à petite échelle
1 Domaine d'application

Le présent document décrit des méthodes simplifiées de prélèvement d'échantillons de biocombustibles

solides dans des applications et des stockages à petite échelle, préparation de plans d'échantillonnage

et de rapports incluse. L'accent est mis sur les stockages d'une taille ≤ 100 t. Ce document s'applique aux

biocombustibles solides suivants:

1) des matériaux fins (dont la dimension nominale maximale est d'environ 10 mm) et dont la forme

des particules est régulière et qui peuvent être prélevés à l'aide d’une pelle d’échantillonnage ou

d’un tube, par exemple: la sciure, les noyaux d’olives et les granulés de bois;

2) des matériaux grossiers (dont la dimension nominale maximale est de 200 mm) ou dont la forme

des particules est irrégulière et qui peuvent être prélevés à l’aide d’une fourche ou d'une pelle, par

exemple: les copeaux de bois, le combustible bois broyé et les coquilles de noix;

3) des grands morceaux (dont la dimension nominale dépasse 200 mm) qui sont ramassés

manuellement (par exemple: bois de chauffage et briquettes).

Ce document peut également être utilisé pour d'autres biocombustibles solides non énumérés ci-

dessus si les procédures décrites dans ce document sont applicables. Le présent document décrit les

méthodes à utiliser, par exemple, lorsqu’un échantillon doit être soumis à essai afin de déterminer sa

teneur en humidité, sa teneur en cendres, son pouvoir calorifique, sa masse volumique apparente, sa

résistance mécanique, sa distribution granulométrique, son comportement de fusibilité des cendres et

sa composition chimique.

De plus, il décrit une méthode pour la réduction de la taille de l'échantillon et définit des exigences sur

la manipulation et le stockage des échantillons.

NOTE 1 Si une plus grande précision des résultats d'analyse est nécessaire ou en cas de doute sur l'applicabilité

de ce document, l’ISO 18135 peut être utilisée. En utilisant le nombre de prélèvements élémentaires donné dans le

présent document, la précision obtenue pour les résultats d'analyse peut être estimée avec les formules données

dans l'ISO 18135.

NOTE 2 Les granulés peuvent générer, par nature, des dégagements gazeux de CO et de CO . Si les granulés sont

prélevés, vérifier les niveaux de CO, de CO et d'O avant et pendant le processus de prélèvement des échantillons

2 2

dans un espace confiné comme un conteneur, un silo ou un hangar et demander à une autre personne d'attendre

à l'entrée.
2 Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des

exigences du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les

références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels

amendements).
ISO 14780, Biocombustibles solides — Préparation des échantillons
ISO 16559, Biocombustibles solides — Terminologie, définitions et descriptions
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.

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ISO 21945:2020(F)

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org ./ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
échantillon composite

échantillon constitué de tous les prélèvements élémentaires issus d’un lot ou d’un sous-lot

Note 1 à l'article: Les prélèvements élémentaires peuvent être réduits par division avant d'être ajoutés à

l'échantillon composite.
[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.52]
3.2
prélèvement élémentaire

portion de combustible extraite en une seule opération du dispositif d'échantillonnage

[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.122]
3.3
échantillon pour laboratoire

échantillon composite ou sous-échantillon d'un échantillon composite pour utilisation en laboratoire

[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.124]
3.4
lot
quantité définie de combustible dont la qualité doit être déterminée

[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.128, modifiée — La Note 1 à l’article a été supprimée.]

3.5
dimension nominale

taille de l'ouverture du plus petit tamis qui laisse passer au moins 95 % de la masse du matériau lors de

la détermination de la distribution granulométrique des particules

Note 1 à l'article: Pour la sélection des types de tamis et des tailles d'ouverture, voir l'ISO 17827-1 et l'ISO 17827-2.

Note 2 à l'article: Pour les granulés, le diamètre est utilisé.

[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.137, modifiée — Les Notes 1 et 2 à l'article ont été ajoutées pour

informations complémentaires, les termes « plus petit » ont été ajoutés et les termes « de combustibles

solides » ont été supprimés.]
3.6
échantillon

quantité de matériau, représentative d’une quantité plus importante dont la qualité doit être déterminée

[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.170, modifiée — « tous les prélèvements élémentaires » a été supprimé de

la définition. La Note 1 à l’article a été supprimée.]
3.7
sous-lot
partie d’un lot pour laquelle un résultat d’essai doit être obtenu
EXEMPLE Matériau d'une unité de transport ou d'un tas particulier.
[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.197, modifiée — Ajout d’exemple.]
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ISO 21945:2020(F)
3.8
sous-échantillon
portion d'échantillon
[SOURCE: ISO 16559:2014, 4.198]
4 Symboles et abréviations
d représente la dimension nominale du biocombustible [mm];
m est la masse du lot ou du sous-lot [kg ou t];
V représente le volume minimal d'un prélèvement élémentaire [l];
incr
V représente le volume requis pour les analyses prévues [l];
req
W représente la largeur (L) d'un outil d'échantillonnage [mm].
5 Principe

Le principe de base d’un échantillonnage est d’obtenir un/des échantillon(s) représentatif(s) à partir

de l’ensemble du lot concerné. Il convient que toutes les particules du lot ou du sous-lot devant être

représenté par l’échantillon aient la même probabilité d’être incluses dans l’échantillon. Pour ce faire,

un plan d'échantillonnage est nécessaire. La Figure 1 présente les principales étapes d'une procédure

d'échantillonnage.

Dans certaines circonstances (par exemple, certains types de construction d'entrepôts, de silos ou de

conteneurs intégrés), l'échantillonnage représentatif pourrait ne pas être possible.

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ISO 21945:2020(F)
Figure 1 — Procédure d’échantillonnage
6 Inspection visuelle

L’inspection visuelle doit être utilisée pour le choix ou la vérification de la classification des

biocombustibles solides. Sur la base du plan d’échantillonnage, la vérification ou la sélection de

l’équipement d’échantillonnage et de la méthode d’échantillonnage doit également être faite par

inspection visuelle. Si le lot/sous-lot consiste en un matériau substantiellement hétérogène ou s'il

contient des impuretés (telles que de la terre ou des morceaux de métal), cela doit figurer dans le

rapport d'échantillonnage. Si le type ou la qualité du biocombustible diverge fortement de ce qui était

attendu, la personne en charge de l’échantillonnage doit le signaler sans tarder à la partie concernée

afin de recevoir les instructions appropriées.

S'il convient d'analyser la distribution granulométrique, il est recommandé d'inspecter la surface

visible du lot complet pour déceler la particule la plus longue — en supplément de l’échantillonnage et

de l’essai — et sa longueur doit être notée dans le rapport d'échantillonnage.

NOTE 1 Il est conseillé de photographier les écarts constatés lors de l'inspection visuelle.

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ISO 21945:2020(F)

NOTE 2 Les photographies sont utiles pour la documentation des particules surdimensionnées. Par

conséquent, il est recommandé d’inclure une règle de pliage ou toute autre échelle dans la photographie pour

permettre l'estimation de la taille des particules.
7 Préparer le plan d'échantillonnage et le rapport

La personne chargée de l’échantillonnage doit préparer le plan d'échantillonnage. Elle peut préparer ce

dernier soit en utilisant une copie du formulaire présenté en Annexe A, soit en préparant ses propres

formulaires ou documents contenant les éléments appropriés choisis parmi ceux qui figurent en

Annexe A.
Une fois rempli, ce formulaire devient un rapport d'échantillonnage.
Le plan d'échantillonnage doit comprendre les éléments clés:
a) la référence au présent document (ISO 21945:2020);
b) le code d’identification unique de l’échantillon;
c) le nom et les coordonnées de la personne chargée de l’échantillonnage;
d) la date et l'heure de l'échantillonnage;

e) les informations requises pour identifier l'origine de l'échantillon (par exemple fournisseur(s), lieu

de stockage, client, appellation commerciale);

f) le type de lot ou de sous-lot (par exemple tas, silo, soute de bateau, entrepôt, camion);

g) l'échantillonnage à partir d'un matériau stationnaire ou en mouvement;
h) le code d'identification du lot ou du sous-lot;
i) la masse ou le volume du sous-lot ou du lot;

j) la forme commercialisée de biocombustible (granulés de bois, briquettes, plaquettes de bois, etc.);

k) le nombre de prélèvements élémentaires;
l) le volume d’échantillons requis;

m) le volume de l'échantillon envoyé au laboratoire et le nombre de paquets le cas échéant;

n) la question suivante: l'échantillon composite a-t-il été divisé avant d'être envoyé au laboratoire?;

o) le mode d’emballage de l'échantillon envoyé au laboratoire (par exemple récipient étanche à l'air,

sac en plastique).
Les éléments suivants sont également à prendre en considération:

p) dans le cas de l'échantillonnage d’un matériau stationnaire: emplacement (centre, fond, etc.) à

partir duquel l'échantillon a été obtenu (facultatif: marquer les emplacements d'échantillonnage

dans un croquis);

q) les informations sur le stockage du lot (par exemple comment accéder au matériau, les conditions

météorologiques, stockage intérieur ou extérieur, couvert ou non couvert);

r) la technique d'échantillonnage, par exemple pelletage, tube d’échantillonnage, convoyeur à

l'arrêt, etc.;

s) existence d'un matériau d’une autre origine dans le même entrepôt ou tas (y compris la quantité

estimée si possible), par exemple les résidus d'un ancien lot de granulés dans un entrepôt de

granulés;
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ISO 21945:2020(F)
t) la dimension nominale approximative (évaluation visuelle);

u) tout autre détail (par exemple les remarques émanant de l’inspection visuelle).

8 Méthodes d'échantillonnage
8.1 Généralités

Il est difficile de prélever des échantillons d’une façon qui satisfasse au principe d’échantillonnage

correct, pour lequel toutes les parties individuelles du lot doivent avoir la même probabilité de

faire partie de l’échantillon final. La probabilité que cela puisse être atteint lorsque le matériau est

stationnaire (par exemple dans un silo ou un tas, ou dans un camion) est faible. Elle est plus élevée

lorsque le matériau est en mouvement (par exemple, sur une bande d’un convoyeur ou bien lors du

chargement ou du déchargement d’un équipement de transport). C'est pourquoi il est préférable de

prélever des échantillons de matériaux en mouvement chaque fois que cela est possible, et il faut veiller

à ce qu'il n'y ait pas d'impact sur les paramètres du combustible (propriétés physiques) à analyser.

Les aspects généraux suivants de l’échantillonnage doivent être considérés:

a) l'équipement d'échantillonnage doit être nettoyé et entretenu correctement. L'équipement doit être

contrôlé après chaque échantillonnage pour éviter la contamination des échantillons suivants;

b) l'intégrité du matériau échantillonné doit être assurée, par exemple en évitant la perte ou

l'ajout d'humidité, la formation de fines, etc. Par exemple, travailler rapidement et entreposer

l'échantillon prélevé dans un récipient étanche à l'air, tel qu’un sac ou un bac en plastique, pendant

l'échantillonnage pourrait aider à éviter la perte ou l’ajout d'humidité;

c) tous les prélèvements élémentaires appartenant à un échantillon composite doivent être:

1) extraits de façon uniforme;
2) de taille ou volume égal;

3) transférés dans le récipient d’échantillonnage sans aucune contamination ou perte de matériau;

d) si la masse (le volume) d’un échantillon composite ou d’un prélèvement élémentaire est trop

importante pour être manipulée ou transportée, la masse doit être réduite conformément aux

méthodes décrites dans l’ISO 14780;

e) tout collaborateur chargé de l'échantillonnage doit être correctement formé à l'utilisation spécifique

du dispositif et de la méthode;
f) tous les aspects de santé et de sécurité doivent être pris en compte.
8.2 Méthodes d’échantillonnage d’un matériau stationnaire
8.2.1 Échantillonnage de petits paquets (≤50 kg)

Lors de l’échantillonnage d’un lot composé de paquets individuels, le prélèvement élémentaire de base

consiste en un paquet entier ou partiel. Les paquets (par exemple les sacs de granulés) doivent être

choisis au hasard au sein du lot entier, en s’assurant que tous les paquets ont la même probabilité d’être

sélectionnés. Le nombre de paquets sélectionnés doit être choisi dans le Tableau 1 (voir Article 9).

Étant donné que la ségrégation des fines n'est pas un problème comme pour les matériaux en vrac

stationnaires, le nombre minimal de prélèvements élémentaires spécifié pour l'échantillonnage des

matériaux en mouvement doit être choisi. Dans ce cas, un paquet correspond à un prélèvement

élémentaire, indépendamment du fait de prendre le paquet entier ou une partie du paquet comme

prélèvement élémentaire.
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ISO 21945:2020(F)

Si les paquets sont transportés sur un convoyeur, (par exemple, après ensachage sur la ligne d’ensachage)

un lot peut être défini comme étant un certain intervalle de temps, un certain nombre de paquets ou

équivalent. Les prélèvements élémentaires doivent être choisis systématiquement, au hasard à partir

de la couche définie ou complètement au hasard à partir du lot entier.

Si les paquets sont stockés, il est important de s’assurer qu’ils sont choisis de façon aléatoire à partir du

lot entier. Il est recommandé de ne pas extraire tous les prélèvements élémentaires d'une seule palette,

mais de trois palettes au minimum.

Dans le cas où il est nécessaire de réduire au minimum le nombre de palettes ouvertes ou lorsque l'accès

à toutes les palettes est difficile ou impossible, les conséquences possibles du non-respect du principe

d’échantillonnage correct doivent être mentionnées dans le rapport d'échantillonnage.

Si seule une partie d'un paquet est prise en tant que prélèvement élémentaire, elle doit être prise au

moyen d'une pelle d’échantillonnage, en cas de matériau en vrac (par exemple, des granulés), ou à la

main, en cas de matériau en morceaux (par exemple, des briquettes). Si la quantité de fines ou la part

de particules trop longues doivent être analysées, le paquet doit être complètement vidé. La division de

l'échantillon doit alors être effectuée conformément à l'Article 13.
8.2.2 Échantillonnage dans les conteneurs de transport et les camions

Il est toujours recommandé d'échantillonner si possible le biocombustible lorsqu’il est en mouvement,

par exemple lors du chargement ou du déchargement.

Il doit toujours être indiqué dans le rapport d'échantillonnage lorsqu'un dispositif d'échantillonnage ne

peut pas atteindre le fond du récipient.
8.2.3 Échantillonnage dans les petits entrepôts intégrés

En général, il est difficile de prendre des prélèvements élémentaires dans toutes les parties d’un

entrepôt ou d’un silo intégré. Les prélèvements élémentaires doivent si possible être extraits dans

différentes parties de l’entrepôt, choisies selon les principes indiqués en Figure 2.

Lors de l'échantillonnage de l’entrepôt, une attention particulière doit être portée sur l'éventuelle

ségrégation du matériau dans la pièce, par exemple en extrayant les prélèvements élémentaires

couvrant la direction complète de ségrégation en sélectionnant les prélèvements élémentaires à des

profondeurs différentes. Pour les matériaux qui s'écoulent librement, tels que les céréales, les noyaux

d'olive secs, les granulés, etc. il est recommandé d'utiliser des tubes ou des mèches. Un exemple de tube

(voir Figure 5) et les instructions de manipulation sont donnés en 12.7. Un exemple de mèche (voir

Figure 6) et les instructions de manipulation sont donnés en 12.8.

Il est toujours recommandé d'échantillonner si possible le biocombustible lorsqu’il est en mouvement,

par exemple lors du chargement ou du déchargement.

Il peut être nécessaire de prélever un échantillon dans un entrepôt qui n'était pas complètement vide

avant le remplissage ou dont une part pertinente a déjà été retirée. Dans ce cas, certains paramètres ne

peuvent pas être mesurés de manière représentative pour l'ensemble du lot en raison

...

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