Un logiciel pour trouver le meilleur compromis entre qualité et énergie

Une chaîne du froid mal définie, c’est un produit dont la qualité se dégrade plus vite. Mais voilà, abaisser les consignes de température pour mieux conserver le produit, et cela plus longtemps, a un coût énergétique et environnemental. Où a-t-on intérêt à placer le curseur ? Pour répondre à cette question, les partenaires du projet Frisbee ont développé un logiciel, Frisbee Tool, grâce auquel on peut comparer différentes options. On peut par exemple étudier un scenario où le produit est entreposé à 1 °C, puis considérer un deuxième scenario où il est entreposé à 4 °C. Dans un cas comme dans l’autre, le logiciel prédit la cinétique de dégradation, la consomma- tion énergétique ainsi que l’empreinte carbone ; les trois représentés sous forme de graphes. On n’a plus qu’à comparer. On peut même connaître le coût en euros de chaque scenario.

COMMENT LES CHERCHEURS ONT CONSTRUIT CET OUTIL ?

Derrière l’apparente simplicité de cet outil qu’on pourra bientôt télécharger, il y a un impressionnant travail de modélisation. Pendant quatre ans, les chercheurs se sont concentrés sur une sélection d’aliments-types (crème glacée, saumon, pomme…) pour lesquels ils ont accumulé des données. « Une partie de notre travail a consisté à établir les lois de dégradation des qualités à la fois bactériologiques gustatives et nutritionnelles pour chacun de ces alimentstypes. Cela, d’abord dans un régime de températures contrôlées, puis dans un régime de températures variables, plus proches des conditions réelles. L’autre partie de notre travail a consisté à modéliser la consommation énergétique et l’impact environnemental des équipements mobilisés à chaque maillon de la chaîne du froid, puisque notre effort de modélisation va de l’usine au domicile du consommateur en passant par la plateforme de distribution et le magasin », explique Graciela Alvarez, directrice de recherche à IRSTEA et coordinatrice du projet.

COMMENT LES INDUSTRIELS POURRONT EXPLOITER CE LOGICIEL ?

Frisbee Tool est aujourd’hui un logiciel abouti. Gratuit, il sera prochainement mis en ligne sur internet. Comment pourra-t-on l’exploiter ? « En l’état, c’est un outil qui couvre seulement un petit nombre d’aliments-types. Mais l’idée est que les industriels puissent l’élargir en incorporant leurs propres données », explique Graciela Alvarez. Ce qui ne veut pas dire qu’il faudra aller aussi loin que les chercheurs dans la caractérisation des produits. « En règle générale, les industriels réalisent des tests de vieillissement avant le lancement de chaque nouveau produit. Les données tirées de ces études sont suffisantes pour alimenter le logiciel », ajoute la coordinatrice du projet. Le paramétrage des aspects énergétiques et environnementaux sera lui aussi simple. On pourra faire varier les paramètres si on a une connaissance précise de la chaîne du froid. Autrement, le logiciel proposera des valeurs de référence correspondant à des valeurs statistiques.

DANS QUEL CADRE CET OUTIL A ÉTÉ DÉVELOPPÉ ?

Bref, les chercheurs se sont donnés du mal pour développer cet outil mis au point dans le cadre du projet Frisbee. Celui-ci a duré quatre ans et mobilisé vingt-six partenaires de douze pays européens, pour un budget total de six millions d’euros. « En balayant différents axes, nous avons cherché à concevoir des outils et des solutions permettant d’améliorer la performance des technologies de réfrigération tout au long de la chaîne du froid », résume Graciela Alvarez. Présenté comme l’une des réussites du projet, Frisbee Tool a été dévoilé aux industriels le 29 août, lors d’une journée organisée dans les bâtiments d’IRSTEA. Les chercheurs ont également proposé un tour d’horizon des autres résultats du projet.

Trois autres leviers d'amélioration

Les produits conservés à -1,5°C

1. Côté procédés de réfrigération, les partenaires du projet Frisbee ont expérimenté des nouvelles solutions, et parmi elles le super-chilling ou super-réfrigération. Avec pour objectif d’améliorer la conservation des produits, celle-ci consiste à partiellement congeler l’aliment, du moins en surface. Cela, grâce à un séjour dans un tunnel de congélation rapide suivi par un entreposage dans une chambre froide à -1,5 °C. Cet itinéraire permet d’obtenir un produit dont la surface et le coeur s’équilibrent à -1,5 °C, avec à la clé un allongement de la durée de vie de l’aliment avec un niveau de qualité au moins équivalent. « Nous nous sommes concentrés sur la conservation de deux produits : le saumon et le porc. Mais on peut penser que le super-chilling est aussi envisageable pour d’autres aliments, dont les fromages font partie », indique Graciela Alvarez, coordinatrice du projet. Seule condition pour concrétiser l’idée : le superchilling suppose que les produits soient conservés à -1,5 °C, sans aucune fluctuation, avec un meuble dédié tout au long de la chaîne (transport, entrepôt) chez le distributeur et également avec un compartiment chez le consommateur. Si ces conditions ne sont pas remplies, les avantages du superchilling se transforment en dégâts sur la qualité.

Les entrepôts pilotés selon la météo

2. Les conditions extérieures influent sur le besoin de froid des entrepôts. Pourtant, ce facteur est rarement pris en compte dans la conduite des installations. Pour combler ce manque, IRSTEA a mis au point une stratégie de contrôlecommande en fonction des prévisions météorologiques. Celle-ci prend également en considération des pics de production et les exigences de qualité. En croisant ces trois facteurs, l’algorithme recherche le moment le plus judicieux pour produire du froid à un coût énergétique réduit. Selon l’institut de recherche, cette approche permet de réduire de 8 à 10 % la consommation énergétique de ce poste. « C’est une stratégie d’autant plus intéressante qu’elle est simple à mettre en place », explique Denis Leducq, ingénieur de recherche à IRSTEA. L’institut de recherche avait déjà mis au point des solutions de contrôlecommande au service des fromageries notamment. Mais moins sophistiquées, les approches élaborées à l’époque ne tenaient pas compte du climat.

Des matériaux pour stocker l’énergie

3. Le Consejo Superior de Investigaciones Cientificas est un centre de recherche espagnol. Ses équipes ont déposé un brevet pour des matériaux composites capables de stocker une très importante quantité d’énergie avec une très grande efficacité. Cela, grâce à la dispersion d’éléments à changement de phase, ou encore appelé de la nanoencapsulation de matériaux à changement de phase. Ces matériaux sont un nouveau support au service d’une stratégie que certains industriels appliquent déjà : produire et stocker l’énergie en tarification basse, puis s’effacer du réseau en tarification haute. Autre application : ces matériaux promettent aussi de déboucher sur des nouveaux emballages capables d’amortir les fluctuations de températures, tout au long de la chaîne du froid.