Impression 3D alimentaire : transformer les déchets en ressources

L’impression 3D a déjà investi de nombreux domaines comme l’automobile, l’aérospatial, la santé, la construction…, et les imprimantes 3D sont même devenues des objets de consommation courante pour les particuliers. Cependant, pour l’instant, à l’exception de quelques rares start-ups en pâtisserie et chocolaterie, comme la Pâtisserie numérique, la technique a peu investi le secteur alimentaire.

Des promesses et des freins

Les champs du possible sont prometteurs : fabrication en petites quantités et à la demande, personnalisation totale, possibilité d’insertion d’ingrédients ou d’actifs spécifiques, obtention de textures uniques ou au contraire copies de structures complexes comme la viande ou le poisson…

Mais les freins sont aussi nombreux : ils peuvent être d’ordre technique (comment rendre chaque ingrédient « imprimable » ?), d’ordre sanitaire (comment assurer l’hygiénisation ou le chauffage de ces nouveaux aliments ?), ou encore économique (la fabrication pièce par pièce peut-elle être rentable ?).

L’acceptabilité sociétale de ces nouveaux aliments est également à considérer : « Une imprimante 3D ne ressemble pas à une casserole et il peut y avoir une méfiance à l’égard d’aliments vus comme ultra-transformés », explique ainsi Emilie Korbel, enseignante-chercheuse en innovation et procédés à Oniris, école nationale vétérinaire et agro-alimentaire, qui travaille sur ce sujet depuis quelques années.

Impro3D : valoriser des sous-produits

Avec son collègue Raphaël Polyres, spécialiste de la physique des polymères, Emilie Korbel mène le projet de recherche Impro3D, consacré à l’impression 3D alimentaire. Celui-ci a été présenté le 2 juin dernier, à l’occasion de l’inauguration du nouvel espace « ingénierie au service de la santé globale », un lieu de recherche interdisciplinaire de Nantes université.

La spécificité du projet Impro3D, qui pourrait le rendre plus « socialement acceptable », est qu’il souhaite utiliser comme matière première des sous-produits ou coproduits agricoles et alimentaires locaux : drèches de brasserie, déchets de boulangerie, épluchures de fruits et légumes, fruits et légumes non conformes, etc.

Formulation et procédés

« Nous en sommes encore aux balbutiements de la recherche sur l’impression 3D alimentaire », reconnaît Raphaël Poryles. Pour l’heure, les travaux conduits à Oniris s’intéressent surtout à la caractérisation des matières premières, « qui peuvent être très variables », et à leur composition en nutriments potentiellement intéressants : amidons, fibres, pectines, anti-oxydants…

Tout l’enjeu est de réussir à formuler ces matières premières en « encres alimentaires », qui pourront être imprimées couche par couche pour former des aliments nouveaux : « On cherche à trouver des lois universelles, pour relier les formulations et les procédés à des propriétés physiques et mécaniques », décrit le physicien. Un système de chauffe de la seringue qui dépose les gels alimentaires est en cours de mise au point et il particulièrement intéressant car il permet de cuire et hygiéniser les produits.

Un levier de compétitivité régional

Même si les travaux de recherche conduits à Oniris sont assez éloignés des applications de terrain, ils sont suffisamment prometteurs pour que la région des Pays de la Loire leur ait accordé une subvention dans le cadre de sa politique de soutien à l’innovation.

La Région y voit en effet des leviers de compétitivité pour les entreprises qui pourraient valoriser leurs coproduits et accéder à de nouveaux marchés. Le tout dans une logique d’économie circulaire et de transition écologique, puisqu’on estime que les pertes et le gaspillage alimentaire représentent 6 à 7 % des émissions de GES du secteur alimentaire.

Quels scénarios d’usage ?

Parallèlement aux travaux de laboratoire, une étude des gisements locaux est en cours auprès des producteurs pour comprendre leurs pratiques, leurs problématiques de valorisation des coproduits, et évaluer leur intérêt pour le projet. Dans le cadre de panels de cocréation, des consommateurs, des agriculteurs, des restaurateurs, des enfants, ont été invités à s’exprimer sur leur vision des scénarios d’usages possibles. Des designers pourraient être aussi bientôt associés à ces réflexions.

Aujourd’hui, il est encore difficile de savoir quand, comment et par qui l’impression 3D pourrait trouver son chemin dans l’alimentation, tant la technologie est flexible, versatile, transportable et adaptable à toutes les quantités.

Assistera-t-on au développement de startups spécialisées ou au contraire à l’acquisition des matériels par les producteurs de déchets eux-mêmes ? Les aliments produits seront-ils pour tout public, ou spécifiques d’un type de population, jeunes enfants, personnes âgées, malades ?

D’autres pistes envisageables pourraient être l’impression 3D de barres énergétiques en situation d’urgence humanitaire ou encore son utilisation dans les stations spatiales où, on le sait, le recyclage des déchets est d’une importance… vitale !