Quels sont les principaux enjeux en termes de déploiement ?

L’Impressions 3D est une « technologie intelligente » qui peut éventuellement transformer les des chaînes d’approvisionnement alimentaires, des producteurs et industriels aux détaillants et clients finaux. Les consommateurs se préoccupent de plus en plus de leurs besoins alimentaires, mettant l’accent sur les ingrédients et la valeur nutritionnelle, ce qui entraîne une demande d’aliments hautement personnalisés.

L’impression 3D peut jouer un rôle central en proposant des aliments conçus avec des ingrédients nutritionnels spécifiques, pour différents segments de la population tels que les voyageurs aériens et spatiaux, les militaires en poste dans des endroits éloignés, les femmes enceintes, les athlètes ou plus les personnes âgées. On estime que le marché mondial du prêt-à-manger 3D connaîtra une croissance spectaculaire, dépassant les 6,4 millions de dollars en 2019 à 44,5 millions de dollars fin 2026.

L’impression 3D alimentaire peut accompagner la transformation numérique des chaînes d’approvisionnement alimentaire en rendant les opérations agiles et en contribuant au développement d’un écosystème commercial en ligne. Par conséquent, la chaîne d’approvisionnement alimentaire peut être connectée partout et à tout moment au système de fabrication et de livraison des aliments.

Cependant, les acteurs de l’industrie de l’impression alimentaire restent préoccupés par un certain nombre de défis qu’ils doivent surmonter pour réaliser une véritable percée sur le marché. Ces obstacles à surmonter concernent en premier lieu la durée de conservation des aliments, les réglementations gouvernementales et la difficulté d’obtenir les ingrédients adaptés.

13 grands défis récompensés

Notre équipe de chercheurs basos en France, au Maroc et en Inde, a mené une étude afin d’explorer ces différences défis et analyser leurs interactions. Des entretiens ont été menés avec douze praticiens expérimentés dans le domaine de la transformation des aliments. Ces experts ont tous une formation technico-gestionnaire et une riche expérience de l’industrie agroalimentaire compris entre 12 et 35 ans, avec une moyenne de 17 ans. Sept des douze experts sont diplômés de filière en transformation et technologie alimentaire d’institutions réputées en Inde. Sur la base des discussions, treize défis, dont nous présentons ici les grandes lignes, ont été identifiés dans divers domaines des chaînes d’approvisionement.

Défis relatifs aux ingrédients et aux attentes alimentaires

je. Structure alimentaire : il semble nécessaire de développer des ingrédients plus fonctionnels entrant dans la structure d’un produit, et satisfaisant les clients sur les dimensions goût, couleur, taille et viscosité. Les paramètres techniques tels que la distance d’impression, la vitesse de l’imprimante et le diamètre de la buse sont également déterminants.

je. Conception des aliments : des améliorations sont apportées dans la conception des aliments. Cela nécessite le développement de compétences humaines associées, appliquées aussi bien aux imprimeurs qu’à la cuisine.

iii. Empreintes multi-matériaux : actuellement, très peu d’ingrédients sont compatibles avec l’impression alimentaire. Les matériaux multigrades peuvent néanmoins créer des textures compatibles avec les processus de stérilisation requis et offrir plus de choix aux consommateurs.

iv. Coût des consommables : la technologie et les matériaux nécessaires à la 3D sont, pour l’instant, costueux. La facture des consommables tend à diminuer avec l’augmentation de la demande. L’industrie et les scientifiques de l’alimentation en travail à réduire le prix des aliments sommables imprimés en 3D, et cette tendance compare positivement la progression de ce marché.

v. Durée de conservation des aliments imprimés : les aliments imprimés en 3D ont une durée de conservation limitée. Les entreprises et les chercheurs doivent donc améliorer les propriétés des ingrédients implicites. L’incitation à améliorer la durée de conservation de ces aliments est très forte et créera une demande massive de produits alimentaires sûrs et riches en nutriments.

Défis liés aux imprimantes

je. Rapidité de fabrication : la vitesse de fabrication doit être améliorée, en fonction de paramètres spécifiques tels que la taille des bus, la vitesse d’impression, la vitesse de déplacement et la hauteur des canapés. Actuellement, cette vitesse de production est lente et la production de masse est, pourtant, un défi central.

vii. Problèmes de prétraitement : il faut une certaine cohérence au stade du prétraitement pour améliorer la qualité de sortie du produit imprimé, comme la texture, les couches de voxels et l’aspect. Les étapes de prétraitement comprenaient des décisions sur l’utilisation d’un fichier CAO approprié, le contrôle de la température et l’utilisation d’ingrédients de prétraitement.

viii. Défis du post-traitement : le post-traitement comprend, lui, les processus de cuisson, de friture et de nettoyage qui, s’ils ne sont pas effectués correctement, peuvent déformer les aliments imprimés. Il s’agit d’une phase critique qui garantit que les formes des aliments imprimés en 3D sont conservées jusqu’à leur arrivée sur la table des consommateurs.

ix. Coût élevé des imprimantes : La demande croissante d’aliments et de produits imprimés en 3D peut être satisfaite en installant davantage d’imprimantes dans les restaurants, les hôtels, les magasins d’alimentation, etc. À l’heure actuelle, le coût des imprimantes est élevé, ce qui rend incertaine la demande future massive d’aliments imprimés en 3D.

Défis propres à l’écosystème

X. Droits d’auteur : il y a actuellement un manque de règles et de spécificités sur le droit d’auteur des aliments « imprimés ». De plus, la disponibilité limitée des ingrédients, la réglementation sur la protection des aliments et les défis post-traitement rendent le processus de certification plus difficile.

xi. Sécurité et pollution : Les normes de sécurité alimentaire et de prévention des contaminations sont une préoccupation cruciale. Chaque participant à une chaîne d’approvisionnement alimentaire doit disposer d’une capacité adéquate pour assurer la traçabilité des aliments, le partage sans contact et les systèmes de partage d’informations en temps réel afin de respecter des normes strictes de qualité des aliments et d’éviter les contaminations. La filière 3D n’échappe bien entendu pas à ces obligations.

xi. Qualifié Pénurie de main-d’œuvre : il faut créer les conditions d’émergence d’une main-d’œuvre qualifiée et des personnes expérimentées qui peuvent améliorer les performances des entreprises et de la chaîne d’approvisionement. Comme évoqué précédemment, cette main-d’œuvre doit posséder des connaissances techniques et alimentaires.

xiii. Ordonnances et directives : les techniques d’assurance qualité, de validation et d’inspection adoptées par de nombreuses entreprises de cette filière sont cruciales pour les articles qu’elles produits. Aux États-Unis, la Food and Drug Administration (FDA) doit notamment élaborer des directives concernant l’impression 3D alimentaire.

Comprendre les interactions entre ces défis

Une analyse plus poussée de ces défis a été réalisée à l’aide de la Technique DEMATEL pour savoir comment ces obstacles interagissent entre eux. La structure de l’aliment, sa conception, la vitesse de production, l’impression multimatériaux et les défis du prétraitement ont été identifiés comme des « défis primaires » entraînant d’autres problématiques. Ces « défis secondaires » comprennent les questions de droits d’auteur, de sécurité et de contamination, de post-traitement, de coût de l’imprimante, de coût des consommables, de disponibilité de travail qualifié, de durée de conservation de l’aliment imprimé, de l’ordonnance et des directives.

Plus précisément, la réalisation d’une bonne « structure alimentaire » a influencé presque tous les autres défis. Il a été mis en lumière que le coût des consommables et la non-disponibilité d’une main-d’œuvre qualifient limitaient la durée de conservation des aliments imprimés. Les discussions ont finalement révélé qu’il était nécessaire de se concentrer sur les « défis primaires » parce que les remèdes élémentaires à résoudre les « défis secondaires » à moindre effort.

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