Ingénierie des Aliments et des Procédés Agro-Alimentaires (IAPAA)
Le CRTAA mène des recherches présentant un intérêt pour l’avancement de la science dans le secteur agroalimentaire. Cette division s’intéresse principalement à la formulation des procédés de fabrication et de transformation des produits alimentaires. Elle contribue également à la mise en place d’opérations unitaires, à la modélisation et l’optimisation des procédés en génie alimentaire industriel.
Thème de Recherche
La sécurité sanitaire des aliments représente un enjeu majeur pour les industries, dont leur principale préoccupation est de protéger le consommateur en lui garantissant des produits de qualité. Pour cela les industries visent à développer des approches préventives pour la maîtrise de la contamination des aliments aux cours de la fabrication. En effet pour garantir une bonne hygiène les acteurs de l’industrie alimentaire doivent appliquer aux mieux les techniques de nettoyage et désinfection des locaux et équipements de travail, de respecter la température de conservation afin d’éviter la prolifération des germes. De plus, il est nécessaire d’effectuer des contrôles pour assurer la sécurité et la salubrité des aliments. En effet, toutes ces mesures sont indispensables pour assurer une bonne sécurité alimentaire.
La production des aliments sur le plan agricole nécessite une importante consommation d’eau, de matières premières pour la production d’engrais et de pesticides et d’énergie pour le chauffage des serres et le travail de la terre. Les différents modes de production alimentaire entraînent également, dans de nombreux cas, une érosion des terres, de la déforestation, une perte de biodiversité liée à d’importantes surfaces de monocultures, une surproduction de lisiers qui impacte la qualité des eaux souterraines et de méthane qui contribue au changement climatique, et une baisse importante des populations marines liée à la surpêche de certaines espèces.
Le transport des aliments est également responsable d’un important impact sur l’environnement. En effet, les aliments doivent être transportés du lieu de production, vers le lieu de transformation ou de conditionnement, ensuite vers le lieu de distribution et enfin vers le lieu de consommation. L’impact du transport des aliments est fonction de la distance, du mode de transport et du taux de remplissage.
La distribution des produits alimentaires implique aussi une consommation d’énergie liée à l’éclairage, à la réfrigération, au chauffage.
La consommation du produit impacte également l’environnement, en fonction du mode et du temps de cuisson, de la conservation de l’aliment (réfrigérateur, congélateur), du gaspillage alimentaire et du tri des déchets.
La transformation alimentaire regroupe les étapes de fabrication et de préparation d’un aliment. La fabrication consiste à créer de nouveaux aliments en soumettant la matière première ou le produit brut à des procédés qui modifient les caractéristiques physico-chimiques de l’aliment, par exemple l’élaboration des fromages à partir de lait ou de pain à partir de farine. Par contre, lors de la préparation d’un aliment (emballage, conditionnement, conservation…) la forme de la matière première ne peut être modifiée mais peut être contaminée par différents agents chimiques, physiques ou biologiques.
Aujourd’hui, afin d’assurer la sécurité alimentaire et protéger l’environnement, les spécialistes agroalimentaires inventent de nouvelles techniques pour minimiser la transformation des aliments, limiter les facteurs de détérioration de la matière première et maîtriser les transformations chimiques ou enzymatiques pendant les processus de transformation et de stockage.
Pour avoir moins de gaspillage, une alimentation plus saine et surtout avoir zéro déchet, plusieurs techniques sont proposées :
1-Minimiser ou exclure certains éléments tels que :
- Les additifs et conservateurs,
- Les ajouts de sucre et d’amidon,
- Les excès de sel et exhausteurs de goût.
2- Minimiser la quantité de certains produits, les moins sains et les plus polluants (par exemple avoir un seul paquet de produit au lieu de quatre mais de même quantité) est une technique pour réduire les déchets.
3- Avoir des aliments bruts frais et de saison sans aucune étape de transformation.
L’amélioration de la qualité nutritionnelle et organoleptique des aliments justifie l’émergence de nouvelles technologies de différentes étapes de transformation des aliments. Pour cela, les entreprises de transformation alimentaire doivent prendre de nombreux facteurs en compte pour pouvoir garantir la sécurité alimentaire auprès des consommateurs.
On entend par emballage l’ensemble des éléments destinés à contenir et à protéger le produit tout en assurant sa présentation, sa conservation ainsi que son acheminement du producteur au consommateur.
Le système d’emballage combine généralement trois types d’emballage :
1- L’emballage de vente ou emballage primaire (I)
2- L’emballage groupé ou emballage secondaire (II)
3- Emballage de transport ou emballage tertiaire (III)
Il existe également deux types d’emballages en fonction du détenteur final on distingue:
– Emballages ménagers : ce sont des emballages abandonnés après déballage et consommation du produit.
– Emballages industriels et commerciaux : concernent tous les emballages qui ne sont pas ménagers (emballages liés aux activités industrielles)
L’emballage a comme fonctions principales de contenir et conserver le produit, renseigner sur les informations générales et légales (date de péremption, mode d’emploi, dosage…), assurer le transport et le stockage, faciliter l’usage et l’opération de conditionnement du produit, rendre visible le produit et véhiculer les valeurs du produit et/ou de la marque de l’entreprise.
Le processus de conception
La conception va de l’émergence de l’idée à la définition détaillée du produit ou du procédé en incluant une phase de conception préliminaire.
Conception d’installation
La conception des installations est la disposition générale des installations, y compris l’équipement, les postes de travail, les bureaux, les installations fixes, les machines. C’est un élément important des activités de l’entreprise et de la gestion des installations.
Le principal objectif est de contribuer à la fluidité des processus, d’optimiser l’utilisation de l’espace, d’améliorer la sécurité, de faciliter la communication entre les membres de l’équipe, de répondre à l’évolution des processus de production, de maintenir le moral des employés et de garantir une certaine flexibilité pour l’avenir.
Lorsque vous tenez compte de tous ces facteurs dès le départ, vous éliminez le risque de difficultés de production et de plaintes des employés/clients. Vous réduisez les coûts, augmentez les économies et faites en sorte que votre installation soit en mesure de réussir pendant de nombreuses années.
Conception de procédés
La conception de procédés est la direction et la mise en œuvre de projets d’immobilisations pour les entreprises ; concevoir des processus pour respecter les budgets et les objectifs du projet.
Superviser les efforts d’amélioration continue des entreprises est l’une des principales responsabilités professionnelles. Les tâches générales peuvent inclure l’examen et l’approbation des commandes de conception, l’évaluation des modifications et les versions des dessins ; collaborer avec le personnel des opérations ou de la technologie des procédés sur la conception et les spécifications d’emballage.
On peut compter également : évaluer les offres des fournisseurs, produire les exigences des offres de services et d’équipement, générer des recommandations d’approvisionnement, concevoir des méthodes pour réduire les coûts, mettre en œuvre des pratiques de fabrication allégées et déterminer les causes profondes des problèmes en utilisant des analyses statistiques.
Conception de produits
Dans le monde industriel, la conception de produit consiste en l’invention, le développement et la commercialisation sur un marché, un bien ou un service nouveau le temps mis pour ce processus étant appelé “Time to market”.
La conception de produits industriels peut être considérée comme un processus complexe, suite à de nombreuses étapes de travail de l’idée à la réalisation pratique, à travers des étapes de la création, de la simulation, optimisation et tests.
La norme ISO 9000 :2005 définit la conception et le développement de produits comme un ensemble de processus qui transforme des exigences en caractéristiques spécifiées ou en spécification d’un produit, d’un processus ou d’un système.
Au niveau de l’industrie alimentaire, les opérations unitaires ont pour objectif de concentrer ou de séparer les constituants d’un mélange. Ces opérations peuvent être un transport de fluide, un transfert thermique ou un fractionnement de mélange moléculaire. Elles sont classées en trois grandes classes :
1- Préparation, conditionnement, acheminement des matières premières.
2- Transformation chimique des réactifs en produits.
3- Séparation, purification et conditionnement des produits.
L’optimisation des procédés en génie alimentaire industriel a pour but d’élaborer ou de trouver des produits ou des services qui permettent d’une part l’amélioration des processus industriels et d’autre part la rationalisation de la performance environnementale de l’industrie.
La transformation des produits agricoles est toute action mécanique physique et /ou chimique que subit un organisme biologique d’origine animale ou végétale pour obtenir une forme autre que celle d’origine et modifier la qualité gustative ou la durée de conservation d’un aliment.
Plusieurs techniques sont utilisées pour transformer et préserver les aliments, tels que la technique de chauffage, broyage, fabrication, stérilisation, emballage, conditionnement et conservation.
La matière première est naturellement très variable, change en cas de conditions défavorables de la chaîne de fabrication et devient donc impropre à la consommation. Pour cela, l’industrie agro-alimentaire doit mettre sur le marché des produits ayant des caractéristiques constantes afin de protéger le consommateur et l’environnement. En général, la transformation alimentaire a peu d’effet sur l’environnement mais avec l’apparition de nouvelles technologies industrielles, l’utilisation de produits chimiques ainsi que le taux de déchets ne cesse d’augmenter car aujourd’hui tout est artificiel, modifié et jetable.
Chaque année, des tonnes de déchets industriels se retrouvent dans la nature et participent à la pollution de l’environnement, ce qui pousse les industries à améliorer les conditions d’entreposage pour réduire les pertes et les déchets, à éviter les produits suremballés, à créer des produits réutilisables qui remplacent les produits jetables, à exclure certains produits chimiques qui ont moins de nécessité tels que les additifs et conservateurs et à avoir des aliments bruts frais et de saison sans aucune étape de transformation.