Technologies et rendement liés à la viande cultivée

Pour ceux qui s'opposent aux effets de l'élevage industriel ou qui sont tout simplement curieux sur le plan culinaire, sachez que des produits à base de viande dite cultivée (développée en laboratoire) arrivent désormais sur le marché. À l'instar des viandes d'origine végétale et des mycoprotéines issues des champignons, la production de ces aliments présente une empreinte carbone réduite par rapport à celle de la viande traditionnelle, en particulier le bœuf.

Plus précisément, d'après les estimations, la production de viande cultivée utiliserait au moins 80 % d'eau en moins et 90 % de terres en moins que la production de viande traditionnelle. La prise en compte du traitement des produits dérivés et des déchets, comme la biomasse utilisée, modifie néanmoins quelque peu les calculs de l'empreinte globale.

À quelques exceptions près, notamment Believer Meats, Ever After Foods et Upside Foods, la majeure partie de l'industrie potentielle en est toujours au stade de la recherche et du développement. Cela dit, l'automatisation des processus et l'automatisation discrète contribuent toutes deux à identifier et à développer les meilleures approches pour produire des viandes cultivées.

Évidemment, une fois que l'industrie aura progressé, cette automatisation sera essentielle pour produire ces viandes à grande échelle et pour répondre aux exigences réglementaires en matière de sécurité alimentaire.

Figure 1 : Les systèmes de contrôle de type automate programmable (PLC) et contrôleur d'automatisation programmable (PAC) pourraient bientôt commander l'automatisation des processus et l'automatisation discrète de la production de viandes cultivées ayant l'aspect, la texture et le goût du bœuf, du poulet et d'autres viandes. (Source de l'image : Omron Automation and Safety)

Les modalités varient, mais généralement, des cellules sont prélevées d'un animal donneur et stockées temporairement. Elles sont ensuite placées dans un bioréacteur (semblable à ceux utilisés pour la fabrication de bière ou de vaccins) avec des structures végétales ou gélatineuses, des nutriments et des solutions de différenciation cellulaire (pour transformer les cellules en muscle ou en graisse), où on les laisse alors se développer. Pendant plusieurs semaines, des systèmes automatisés contrôlent rigoureusement la température interne, le pH, les apports nutritifs et les niveaux d'oxygène à l'intérieur du bioréacteur afin d'optimiser la croissance des cellules.

Figure 2 : Ce bioréacteur utilise une technique d'agitation pneumatique et des optimisations logicielles issues de modèles de jumeaux numériques pour améliorer des technologies existantes. (Source de l'image : Arc Biotech)

Pour garantir la sécurité alimentaire, les assemblages d'automatisation assez considérables utilisés dans le cadre de cette production doivent être compatibles avec les processus de nettoyage en place et de stérilisation en place. Par conséquent, comme c'est le cas avec tous les équipements utilisés pour la production alimentaire, les logements, boîtiers et contenants en acier inoxydable prédominent. Outre le fait qu'il s'agit d'une obligation lorsque des parties métalliques des machines entrent en contact direct avec les aliments, le caractère inoxydable de l'acier permet à ces équipements de résister à une exposition régulière aux produits chimiques, à la chaleur et à l'eau lors des nettoyages, ainsi qu'à la vapeur utilisée lors de la stérilisation.

Figure 3 : Une bonbonne d'air en acier inoxydable 304 complétée par une tige de vérin en acier inoxydable 303 permet à ce vérin pneumatique de résister aux conditions difficiles auxquelles sont soumis les équipements de transformation des aliments. (Source de l'image : Fabco Air)

D'autres points seront essentiels à l'industrie de la viande cultivée :

• La surveillance en temps réel des bioprocédés par des capteurs IoT, des E/S et des équipements d'acquisition de données (cela se traduit de plus en plus par des équipements qui s'intègrent à des systèmes basés sur le cloud avec des architectures de transformation numérique [DX])

• La robotique (parfois complétée par une reconnaissance d'images basée sur l'IA) pour diverses tâches de tri des cellules, d'ensemencement, d'échantillonnage, de prélèvement et de contrôle de la qualité

• Les équipements d'impression 3D grâce auxquels l'extrusion de plusieurs ingrédients mélangés est utilisée pour reproduire la composition et la texture de morceaux de viande spécifiques

Bien entendu, d'autres branches de la production alimentaire (à savoir la culture des fruits et légumes) utilisent déjà l'automatisation depuis un moment et y ont de plus en plus recours. Ces équipements sont utilisés dans les installations de transformation et de conditionnement, ainsi que dans les champs, les vergers, et même les serres et les installations d'agriculture verticale. Parmi les nombreux avantages qu'offrent les machines automatisées d'aujourd'hui, leur capacité à manipuler en douceur les fruits et légumes fragiles est peut-être le plus important. Dans certains cas, ces produits arrivent sur le marché avec le même rendement de mécanisation dont bénéficie la distribution des céréales, grains et autres cultures en rangs, moins facilement abîmés ou endommagés.

On peut alors se dire qu'avec leurs bienfaits considérables sur la santé et les dépenses bien moindres qu'ils engendrent par rapport à la production de viande cultivée ou même traditionnelle, nous devrions peut-être tous essayer de manger un peu plus de fruits et de légumes.

À propos de l'auteur

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Lisa Eitel travaille dans l'industrie du mouvement depuis 2001. Ses domaines de prédilection incluent les moteurs, les entraînements, le contrôle de mouvement, la transmission de puissance, le mouvement linéaire et les technologies de détection et de rétroaction. Elle est titulaire d'une licence en génie mécanique, et elle est membre de la société honorifique d'ingénierie Tau Beta Pi, membre de la SWE (Society of Women Engineers) et juge lors des compétitions FIRST Robotics Buckeye régionales. Outre ses contributions à motioncontroltips.com, Lisa dirige également la production des numéros trimestriels relatifs au mouvement de Design World.

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