L'impression 3-D alimentaire : état des lieux et perspectives

Plusieurs revues ont récemment dressé un état des lieux de l'impression 3-D alimentaire. À partir du dessin en deux dimensions d'un objet, un dispositif comparable aux imprimantes à jet, piloté par un ordinateur, ajoute couche sur couche du matériau alimentaire, différents procédés permettant d'aboutir à une construction solide en trois dimensions.

Dans le Journal of Food Engineering, des chercheurs australiens classent ces techniques en fonction des matériaux utilisés :

- liquides (pâtes, fromage fondu, etc.), avec processus d'extrusion : les nutriments et matériaux de construction, placés dans des douilles, sont « imprimés » par un système de piston ;

- poudres (sucre, cacao, etc.), avec des solutions utilisant notamment la chaleur (d'un laser dans le procédé SLS, selective laser sintering), pour fusionner des zones précises des couches de poudre ;

- cellules vivantes, avec le bio-printing, procédé développé à l’origine pour l’ingénierie tissulaire.

Dans un autre état des lieux, des scientifiques américains soulignent que la fabrication additive est « un champ naissant, à la recherche de son utilité ». Enfin, des chercheurs de Singapour confirment que « les applications sont encore primitives, avec des structures internes simples ou des textures monotones ».

Les trois articles convergent cependant sur l'intérêt de ces nouvelles techniques en matière de personnalisation et de production en petites séries, à la demande – une justification classique du recours à l'impression 3-D. Ils évoquent également les impacts possibles de ces innovations, qui cherchent à concentrer la production en une seule étape, sur l'organisation des filières. Mais les défis techniques, notamment le débit des imprimantes (30 minutes pour imprimer un cookie) et l’étape de la cuisson (une différence avec l’impression 3-D industrielle, qui livre des produits finis), restent nombreux avant que cette innovation ne prenne place dans l'alimentation de tous les jours.

Florent Bidaud, Centre d'études et de prospective

Sources : Journal of Food Engineering, Trends in Food Science & Technology, Procedia Manufacturing

Les plates-formes virtuelles créent de la valeur, à certaines conditions

Le 2 février 2016, le think tank saf agr'iDées a organisé une réunion publique sur le rôle des plates-formes numériques dans le domaine de l'agriculture et de l'agro-alimentaire. Parmi les intervenants, P-E. Leibovici (ESCP Europe) a d’abord dégagé des points communs entre les plates-formes les plus connues telles Amazon, Uber, Airbnb, Facebook, et d'autres plus discrètes, mais révolutionnant la manière dont travaillent les entreprises entre elles. Une « plate-forme » est définie comme une interface numérique d'intermédiation entre des fournisseurs et des utilisateurs, l'offre pouvant porter sur des échanges économiques (Amazon) ou des interactions sociales (Twitter). D'après P-E. Leibovici, le fait que la valeur ajoutée ne provienne pas des actifs mais des interactions (à savoir la quantité de données personnalisées permettant d’affiner l'offre), est souvent peu compris. Par exemple, Airbnb ne fidélisa ses utilisateurs qu'à partir du moment où elle put offrir une solution d'hébergement dans chacune des destinations potentielles. Par ailleurs, en permettant aux usagers de laisser des commentaires et des notations, la plate-forme autorise une meilleure adéquation entre offre et demande.

K. Camphuis (ABCDE consulting) est revenu sur ce point en soulignant qu'avant de devenir une entité financièrement viable, une plate-forme doit réunir une masse critique de fournisseurs et d'usagers, ce qui nécessite souvent beaucoup de temps ou d'investissement en marketing. A titre d'exemple, Amazon n'est devenu rentable qu'en 2015, vingt ans après sa création, et est maintenant en bonne position pour supplanter les plus grands distributeurs mondiaux.

Ces deux experts s'accordent sur le fait que les secteurs de l'alimentaire et de la distribution de produits voient les changements les plus marqués avec une multiplication des plates-formes mettant les consommateurs en lien direct avec, par exemple, des restaurants ou des services de livraison de courses semi-automatisés. Certaines plates-formes proposent en effet des mises à jour de listes de courses en lien avec les objets connectés du foyer (balance ou appareils connectés, applications de gestion des listes). Dans le domaine agricole, malgré le nombre croissant de start-up, beaucoup reste à faire avant qu'une plate-forme ne vienne perturber l'organisation de la production.

Gaétane Potard-Hay, Centre d’études et de prospective

Source : saf agr'iDées

Projet finlandais pour augmenter de 40 % la production locale de protéines d’ici 2030

Dans un article du 18 janvier, le site mescoursespourlaplanete.com présente le projet finlandais ScenoProt. Coordonné par le Natural Resources Institue Finland (Luke), l’objectif est de passer d’une production locale de protéines de moins de 20 % actuellement à 60 % en 2030, et donc de réduire la dépendance vis-à-vis des importations brésiliennes de soja. Doté d’un budget de 8 millions d’euros, ce projet doit permettre, en six ans, de développer des aliments utilisant des sources alternatives de protéines (insectes, champignons) ou d’autres matières premières végétales. Plusieurs disciplines et domaines vont être mobilisés, de la production végétale et de la nutrition animale aux process agroalimentaires, aux effets sur la santé et au marketing des produits. Sont impliqués des organismes de recherche et des entreprises, et des consommateurs seront associés à la conception des prototypes de produits.

Sources : mescoursespourlaplanete.com, Luke

Vers une perte d’efficacité d’un antibiotique recours en médecine humaine ?

Le Food Climate Research Network a récemment repris un article publié dans la revue The Lancet Infectious Disease, faisant état de l’identification de germes de résistance à la colistine en Chine, actuellement le premier utilisateur de cet antibiotique dans les élevages de porcs et de volailles. Antibiotique utilisé assez largement en médecine vétérinaire, la colistine peut toutefois s’avérer précieuse en médecine humaine (où elle est peu utilisée), comme antibiotique de dernier recours en cas de résistances du germe traité aux céphalosporines et carbapénèmes. Le mécanisme de résistance a été localisé sur un gène bactérien, nommé mcr-1, qui pourrait être transférable d’espèce à espèce.

Cet antibiotique n’est pas classé actuellement dans la liste des antibiotiques critiques. On notera ici que l’Anses et l'Agence européenne du médicament ont prévu de procéder à une réévaluation des risques liés à l’utilisation de la colistine.

Source : FCRN

Un réfrigérateur enterré primé aux Dutch Design Awards

Dans un article du 2 novembre, UP Magazine présente le Groundfridge, réfrigérateur enterré conçu par un designer néerlandais et nominé aux Dutch Design Awards. Réinventant un mode de conservation traditionnel des aliments, ce concept met à profit l’effet isolant d’une couche d’un mètre de terre et l’effet réfrigérant de la nappe phréatique, permettant de maintenir une température stable (10-12°C) quel que soit le temps extérieur. 3 000 litres d’aliments (fruits, légumes, vin, fromages) peuvent y être stockés.

Schéma du Groundfridge

Source : Floris Schoonderbeek

Source : UP Magazine

Un scanner portatif pour connaître la composition des aliments

Mi-septembre, UP Magazine consacrait un article au mini spectromètre mis au point par la start-up Consumer Physics. De la taille d’une clé USB, SCiO doit permettre de scanner la surface des objets par un faisceau à infrarouge proche : la vibration induite de chaque molécule, décryptée par le scanner et croisée avec d’autres propriétés chimiques (taux d’humidité, teneur en lipides, etc.) débouche sur la production d’une fiche d’identification, comparée à une base de données en ligne. Tous types d’objets peuvent être scannés, y compris des aliments, pour en connaître la composition ou la fraîcheur, mais, pour l’instant, uniquement pour des compositions simples.

Source : UP Magazine

Émissions de méthane : des pistes d’atténuation dans le monde animal et végétal

Cet été, deux publications scientifiques sur le méthane ont attiré l’attention. La première concerne une variété de riz génétiquement modifiée avec de l’ADN d’orge. Les travaux ont été conduits en laboratoire par des chercheurs en Chine, en Suède et aux États-Unis. Ces plants ont la caractéristique d’être moins émetteurs de méthane tout en ayant une productivité plus importante de grains. Au-delà des questions d’acceptation par le consommateur, cette découverte a aussi conduit à des critiques quant aux impacts possibles sur les sols et leurs écosystèmes. En effet, la plus grande production de grains s’accompagne d’une diminution des apports en matière organique (carbone ou nutriments) libérée par la plante dans les sols. Or ce déficit pourrait nécessiter une application supplémentaire de fertilisants azotés, résultant en des émissions de protoxyde d’azote.

La seconde découverte concerne le secteur animal, avec un additif alimentaire pour diminuer le méthane émis par les vaches laitières. Cet inhibiteur, le 3-nitrooxypropanol, permet une réduction des émissions entériques de l’ordre de 30 % par rapport au contrôle, sans affecter la production ou la composition du lait. Cette diminution a lieu dans les deux premières semaines d’utilisation et persistent même au-delà du traitement. Les résultats montrent également un gain de poids des animaux sous traitement. L’expérience a été réalisée sur 48 vaches en stabulation, avec 3 niveaux de prise de l’inhibiteur (entre 40 et 80 mg/kg de matière sèche destinée à l'alimentation), pendant 12 semaines. Une durée que les auteurs souhaiteraient allonger afin de voir si des effets non désirables sont susceptibles d’apparaître sur le long terme.

Sources : PNAS, Nature, Nature

Avancées dans la connaissance des mécanismes des effets cocktails

Dans un article publié le 3 septembre dernier dans la revue Nature Communications, des chercheurs français (Inserm, Cnrs)présentent les résultats de leurs travaux sur un mécanisme moléculaire pouvant contribuer à l’« effet cocktail ». Suspecté jusqu’à présent, ce phénomène correspond au fait que la combinaison, dans des mélanges complexes, de molécules exogènes auxquelles est exposé le corps humain (dont des perturbateurs endocriniens) « pourrait exacerber leur toxicité ».

Travaillant in vitro sur 40 substances (médicaments, pesticides, polluants environnementaux), ils ont montré qu’un œstrogène pharmaceutique et un pesticide organochloré (interdit dans les années 1990 mais persistant), bien que faiblement actifs quand ils sont étudiés séparément, ont « la capacité de se fixer simultanément à un récepteur situé dans le noyau des cellules et de l’activer de façon synergique ». La « coopérativité » entre ces deux molécules « induit un effet toxique à des concentrations largement plus faibles » que pour chacune prise séparément. Selon le communiqué diffusé à l’occasion de la publication de l’article, « si ces travaux sont confirmés in vivo, des retombées importantes sont attendues dans les domaines de la perturbation endocrinienne, la toxicologie et l’évaluation des risques liés à l’utilisation des produits chimiques ».

Sources : Nature communications, CNRS

Self Data – La FING publie la deuxième édition de son Cahier d’exploration MesInfos

La Fondation Internet Nouvelle Génération (FING) vient de publier la deuxième édition de son Cahier d’exploration consacré à la thématique des Self Data et s’appuyant sur une expérimentation conduite dans le cadre du projet MesInfos. 300 clients de six grandes entreprises françaises (dont Les Mousquetaires) ont eu, pendant huit mois, accès à leurs données dans un « cloud personnel » et à des services pour les trier, visualiser et utiliser à des fins pratiques. Ce Cahier d’exploration en présente les résultats et développe plus largement une analyse du marché des Self Data et des services existants, ainsi que des défis posés.

Pour la FING, l’importance croissante des données personnelles dans l’activité des organisations (entreprises, administrations) est un facteur fort de la crise de confiance qui touche le « cœur de [leur] relation » avec les individus, lesquels réclament plus de transparence. La « voie » du Self Data, ie du partage avec les individus des données qui les concernent, tout en leur donnant les moyens de les utiliser à leurs propres fins (avec intervention de fournisseurs de services personnels, et de médiateurs et plates-formes pour organiser le flux sécurisé des données et la distribution de l’éventuelle valeur économique créée), est présentée comme une réponse à ce constat.

Parmi les illustrations et propositions d’applications faites, plusieurs concernent l’alimentation, en particulier des aspects nutritionnels et de santé (en lien avec le marché du Quantified Self), l’optimisation des courses et la réduction du gaspillage (application liée à une poubelle connectée) ou encore des achats correspondant plus aux valeurs du consommateur. À titre d’exemple, l’application Mes Infos Nutritionnelles (l’un des six prototypes développés dans le projet) permet de suivre sa consommation nutritionnelle sous forme de diagrammes, à partir des tickets de caisse et après croisement avec la base de données collective Open Food Facts.

Julia Gassie, Centre d’études et de prospective

Source : FING

 

Une technologie simple pour promouvoir la sécurité sanitaire alimentaire et lutter contre le gaspillage alimentaire

Publié mi-avril 2015 sur le site du Massachussets Institute of Technology (MIT), un article décrit les travaux de plusieurs chercheurs ayant mis au point un dispositif qui permet de contrôler l’état de fraîcheur d’une denrée carnée en détectant les gaz de putréfaction. Ce capteur composé de nanotubes de carbone peut en effet être intégré dans l’emballage.

Son principe est basé sur une réaction chimique entre des molécules de métallo-porphyrine liées à du cobalt, incluses dans les nanotubes, et les composés azotés de type amines biogènes qui se forment lors de décomposition de la viande. Cette réaction conduit à une augmentation de la résistance électrique du nanotube et, détectée par le capteur, elle serait facilement utilisable par les consommateurs, la lecture pouvant se faire via un smartphone. Un brevet a été déposé pour cette technologie, qui, si elle débouche sur un développement commercial, sera une avancée notamment pour la gestion du gaspillage alimentaire en fin de chaîne (par exemple pour les réfrigérateurs familiaux).

Source : Massachusetts Institute of Technology

 

Technologies clés : plusieurs prévisions

Depuis le début de l’année 2015, plusieurs organismes ont publié des analyses de technologies clés pour le futur. En janvier, le service de la recherche du Parlement européen identifiait, dans son rapport Ten technologies which could change our lives – Potential impacts and policy implications, dix tendances correspondant aux intérêts des acteurs européens (impression 3D, drones, systèmes aquaponiques, etc.) et détaillait, pour chacune d’elles, des éléments descriptifs ainsi qu’une analyse des enjeux législatifs.

Dans le cas des systèmes aquaponiques (culture de végétaux en « symbiose » avec l’élevage de poissons) se pose, pour le législateur européen, la question de l’intérêt d’une réglementation spécifique ou du caractère suffisant des dispositions sur l’alimentation. La réglementation d’autres produits ou technologies en lien avec l’aquaponie est également à prendre en compte, et les auteurs citent l’utilisation potentielle de l’ingénierie génétique pour améliorer les rendements de ces systèmes. Par ailleurs, ce sujet émergent pourrait être un point focal de recherche pour certains États membres, avec l’attribution de financements nationaux importants. In fine, politiques et réglementations devraient évoluer en fonction de la place occupée par les systèmes aquaponiques dans la société, et en particulier de leur implantation en zones urbaines ou rurales, sachant qu’ils auront certainement un impact sur les politiques infra-européennes d’aménagement urbain.

Parmi les autres publications, la MIT Technology Review liste 10 technologies de rupture pour les années à venir, que leur application soit rapide ou plus différée. Est notamment identifiée la modification génétique du riz, annoncée en décembre 2014 par un consortium international de 12 équipes de recherche, et permettant de rendre la photosynthèse plus efficace. L’utilisation de nouvelles méthodes génomiques, avec des déclinaisons potentielles pour d’autres espèces (blé, pomme de terre, soja, etc.) est identifiée comme un enjeu important par le Massachusetts Institute of Technology, avec en perspective l’amélioration de près de 50 % des rendements et une réduction des besoins en eau et en fertilisants.

Enfin, Deloitte a publié ses prévisions de tendances industrielles clés pour les secteurs des technologies, des médias et des télécommunications, et ce pour les 12 à 18 mois à venir. Sont notamment identifiés les drones (développement limité par les enjeux sociétaux et réglementaires, malgré un nombre d’unités non militaires qui devrait dépasser le million dans le monde) et l’impression 3D (utilisation clé pour les entreprises, mais pas pour un usage privé).

Julia Gassie, Centre d’études et de prospective

Sources : Parlement européen, MIT, Deloitte

L'approche génomique à haut débit offre de nouvelles pistes aux produits biosourcés

Une seule bactérie, Clostidium phytofermentans, est au cœur des récents travaux publiés par les chercheurs du Génoscope associés à l'université d'Evry et au CNRS. L'intérêt pour ce micro-organisme tient à sa capacité de dégrader une grande diversité de polysacharides en éthanol et hydrogène, grâce à une batterie d'enzymes. Le recours à la génomique à haut débit a permis d'identifier 171 enzymes et de mieux comprendre les mélanges enzymatiques nécessaires à cette dégradation. Cette découverte représente de nouvelles pistes d'applications pour la transformation de la biomasse végétale par voie enzymatique en vue de créer des produits biosourcés.

Source : PLOS Genetics

 

Un robot chef cuisinier

Des designers américains développent un nouveau concept de robot électroménager. Grâce à une application smartphone connectée à un ensemble d’appareils, une tablette analyse les données personnelles de la personne (état de santé, activité physique, etc.), propose le repas le plus adapté à ses besoins et le prépare. Grâce à des capteurs et un microprocesseur, le robot procède à la cuisson en respectant les temps et température adaptés aux ingrédients, qui se composent de produits frais, d’eau et de petites capsules contenant des épices biologiques et des compléments nutritionnels.

Source : fastcoexist.com

Sources : Les Clés de Demain, fastcoexist.com

 

 

 

 

Résultats du concours Electrolux Design Lab 2014

L’édition 2014 du concours Electrolux Design Lab a été remportée par le projet Future Hunter-Gatherer proposé par une étudiante sino-britannique. Le thème général de l’édition 2014 était « Creating Healthy Homes », et le projet vainqueur s’inscrit dans l’un des trois domaines identifiés par Electrolux, « Culinary Enjoyment ».

Le concept de Future Hunter-Gatherer propose une « expérience d’achat dans un magasin virtuel inspirée par la nature » : un hologramme est projeté à l’intérieur du domicile et l’utilisateur peut cueillir, chasser ou pêcher virtuellement des produits alimentaires. La liste des produits sélectionnés est ensuite transmise à un magasin physique à proximité pour une livraison à domicile. Cette activité ludique a également pour objectif de permettre aux consommateurs de mieux comprendre d’où viennent les produits alimentaires.

Source : Electrolux Design Lab

 

Herbes et épices : une alternative saine au sel et une nouvelle approche gustative

Des chercheurs de l'université de Reading ont découvert que l'apport d'herbes et épices pouvait compenser un apport moindre en sel (cf. article publié dans Appetite en octobre). Des tests consommateurs, à qui étaient présentées des soupes cuisinées avec des épices et des herbes, dont l'origan, ont montré une meilleure acceptabilité du manque de sel de la part de ces derniers au bout de 5 jours d'exposition. Ce laps de temps correspondait à l'adaptation aux saveurs plus subtiles des ingrédients.

La prise trop élevée de sel augmente le risque d'hypertension et de maladies cardiovasculaires. L'usage d'herbes et d'épices est ainsi une voie intéressante à explorer pour réduire cette consommation, tout en maintenant la saveur des aliments. L'alternative au sel peut être utilisée par les cuisiniers individuels, mais également par les professionnels et les industriels.

Source : EUFIC