Surveiller les aliments en temps réel pour mieux gérer les déchets

A première vue, il n’existe pas de lien évident entre la nanobiotechnologie et les sciences alimentaires. Toutefois, le projet prometteur de Niloufar Sharif se trouve à la croisée de ces deux domaines. En janvier 2020, cette jeune chercheuse a rejoint l’équipe de la professeure Ardemis Boghossian au laboratoire de nanobiotechnologie (LNB) de l’EPFL, où elle travaille sur des technologies de conditionnement intelligentes. Une bourse postdoctorale de trois ans lui a été attribuée par Future Food, une initiative suisse consacrée à élargir la recherche et l’enseignement dans le domaine des sciences de la nutrition et de l’alimentation.

Suivi en temps réel

Si l’emballage joue déjà un rôle important pour garder les aliments frais et bons à consommer, le conditionnement intelligent offre des possibilités encore plus intéressantes. «L’emballage intelligent contient de petits dispositifs sous forme d’étiquettes qui permettent de superviser les aliments lors du stockage et au fil de la chaîne logistique», explique Niloufar Sharif. Les nanocapteurs installés à l’intérieur de l’emballage détectent les molécules ou gaz produits par des microorganismes. Mesurer ces éléments permet d’obtenir une idée de l’état de l’aliment lui-même et de son milieu environnant.

Le projet de Niloufar Sharif se concentre sur la mise au point de capteurs à base de nanotubes de carbone qui peuvent réagir à des changements au sein de l’environnement que constitue l’emballage. En détectant la présence de gaz spécifiques en lien avec l’activité microbienne, les nanocapteurs fourniraient des informations en temps réel et indiqueraient si un produit est avarié.

Un nouveau type d’appareils

«Les nanotubes en carbone sont les candidats optimaux pour concevoir des nanocapteurs très sensibles qui consomment peu d’énergie, ne coûtent pas cher et sont très réactifs, explique Niloufar Sharif. Mais l’innovation de notre projet, c’est l’utilisation de capteurs optiques.» Un des avantages de ces appareils, c’est qu’ils peuvent détecter des molécules à distance: comme les nanotubes en carbone interagissent avec des molécules de gaz, leurs propriétés fluorescentes peuvent se modifier dans le proche infrarouge (un des domaines spectraux de la lumière infrarouge, invisible pour l’œil humain). Les capteurs optiques convertissent ensuite la lumière en signaux sans fil. L’interprétation de ces signaux permet alors de déterminer si un aliment est bon à consommer.

Une fois que les dispositifs seront prêts, les chercheurs du LNB devront les régler pour qu’ils puissent réagir à différents gaz. Le prochain défi consistera à les intégrer dans des emballages sous forme d’étiquettes et de les tester avec de la vraie nourriture. «La surveillance en temps réel pourrait être la clé pour améliorer la gestion des déchets et la sécurité alimentaire», espère la chercheuse.