Laboratoire GEPEA Filière/Produits-Ingrédients et additifs

Organisme de rattachement : Oniris VetAgroBio (co-tutelles Nantes Université, CNRS et IMTA)

Domaines de spécialisations et expertise en lien avec le besoin/sous-besoin :

• Procédés de transformation de matrices complexes pour applications en alimentaire, quelle que soit la filière.
– Physico-chimie des Procédés
– Interactions procédé-propriété lors de la structuration des matrices ou de leur déstructuration lors de leur consommation ou en fin de vie (perception sensorielle des aliments…).
• Optimisation des procédés et systèmes, dans un objectif, non exclusif, d’en améliorer l’efficacité énergétique.
• Secteur BVP particulièrement maitrisé (Plateau Baking)
• Nouveaux ingrédients fonctionnels avec préservation des qualités nutritionnelles, des propriétés de texture et de la satisfaction organoleptique.
• Nouvelles sources de protéines (microalgues, insectes…)
• Propriétés fonctionnelles des aliments, gélifiants, émulsifiants
• Arômes, flaveur (Plateau FLAVOR)

Le GEPEA : un laboratoire d’Excellence en Génie des Procédés, il est structuré en 5 équipes de recherche dont 2 ont ONIRIS VetAgroBio pour centre de gravité : l’équipe MAPS² (Matrices & Aliments : Procédés /Propriétés / Structure – Sensoriel) et l’équipe OSE (Optimisation – Système – Energie). Le positionnement général du projet porté par le GEPEA est de contribuer à l’essor de l’Usine du Futur et au renouveau industriel afin de répondre aux enjeux des transitions environnementales, énergétiques, et alimentaires.
Le projet scientifique de l’équipe MAPS² repose sur 2 thèmes transversaux :
– Procédés innovants de structuration et mise en forme des matrices pour l’usine du futur: développement de procédés innovants continus-multifonctionnels-versatiles, fabrication additive, intensification des procédés, conversion des résidus et valorisation optimale de la matière, modélisation (écoulement, multiphysique, multiphasique), suivi en ligne et contrôle avancé.
-Le Génie des procédés pour une transition alimentaire « clean label » et écoresponsable : décarbonation de l’industrie agro-alimentaire, réduction des ingrédients (sel et sucre, additifs et auxiliaires de technologie « chimiques ») et/ou substitution par des nouveaux ingrédients fonctionnels avec préservation des qualités nutritionnelles, des propriétés de texture et de la satisfaction organoleptique, nouveaux itinéraires technologiques de fractionnement et traitement des matières premières, ingénierie inverse des produits (diminution globale de l’empreinte environnementale, intégration des concepts de l’économie circulaire).
Le projet scientifique de l’équipe OSE repose sur les 2 axes suivants :
– Modélisation multiphysique pour l’optimisation multicritères des procédés agroalimentaires : prise en compte de la variabilité d’entrée, prise en compte des contraintes produits, contrôle avancé.
– Réduction de la consommation énergétique et amélioration environnementale des procédés : décarbonation / Électrisation de l’industrie agroalimentaire par le développement de nouveaux procédés, intensification et contrôle des transferts de chaleur pour la conception de procédés optimisés. Instrumentation, suivi et pilotage des procédés (caractérisation in-situ).

Ces thématiques de recherche peuvent être appliquées à toutes les filières de l’agroalimentaire et tous les types de produits, d’origine animale ou végétale.

Exemple de travaux pouvant être réalisés :

Les procédés thermiques et thermomécaniques :
• Cuisson de produits céréaliers (pain, gâteaux, biscuits…)
• Pétrissage pression sous vide des pâtes céréalières
• Extrusion d’aliments
• Cristallisation, congélation sous perturbations électriques (champ électrique, micro-ondes, magnétique)

Les procédés athermiques :
• Texturation des produits par hautes pressions isostatiques (7000 bars)
• Création d’interfaces (émulsions, mousses) par des procédés à cisaillement maîtrisé comme les mélangeurs statiques ou des microsystèmes
Les Procédés de déconstruction organoleptique :
• Bouche artificielle (effet de la mastication sur la libération d’arômes)
• Olfactométrie (couplage analyse sensorielle/analyse chimique)
Modélisation et Instrumentation des procédés :
• Modélisation multiphysique pour l’optimisation multicritères des procédés agroalimentaires, prise en compte de la variabilité d’entrée, prise en compte des contraintes produits, contrôle avancé.
• Instrumentation des procédés, dispositifs de mesures originaux et connectés pour le suivi et le pilotage des procédés.
• Réduction de la consommation énergétique et amélioration environnementale des procédés : décarbonation / Electrisation de l’industrie agroalimentaire par le développement de nouveaux procédés, intensification et contrôle des transferts de chaleur pour la conception de procédés optimisés.
• Approche « système » avec prise en compte des multiples phénomènes transitoires couplés dans des outils de modélisation / simulation / optimisation pertinents.