Journée mondiale de la métrologie - Les défis de la transition alimentaire

A la croisée de multiples enjeux, les systèmes alimentaires doivent aujourd’hui évoluer, pour tendre vers des modèles plus durables. Il s’agit non seulement de répondre aux besoins d’une démographie soutenue (nous serons 9 milliards sur la planète en 2050), mais aussi de limiter les impacts environnementaux de nos pratiques agricoles et agroalimentaires. Par exemple, plus de 14% des émissions de gaz à effet de serre dans le monde seraient imputables à l’élevage. Autre exemple : chaque année, plus de 12 millions de tonnes de plastique seraient rejetées en mer, partiellement issues de nos emballages.

Face à ces constats vertigineux, des mesures de politique publique se développent peu à peu. En France, en déclinaison des décisions européennes, les lois Egalim, Agec, Climat et résilience visent par exemple à lutter contre le gaspillage alimentaire et à promouvoir les solutions vertueuses (bio, végétarien, suppression du plastique à usage unique...). Parallèlement, en complément du Plan national pour l’alimentation (PNA), le plan France 2030 va consacrer plus de 2 Md€ au développement d’une alimentation saine, durable et traçable. De quoi anticiper la Stratégie nationale pour l’alimentation, la nutrition et le climat, qui sera dévoilée à l’été 2023.

Pour soutenir les projets innovants nés de ces politiques publiques, la métrologie est essentielle. Tout comme elle l’est pour mesurer et surveiller efficacement l’impact de notre système alimentaire sur l’environnement et notre santé. Mobilisé de longue date sur la question du contact alimentaire, le LNE développe aujourd’hui de nouvelles expertises pour accompagner les professionnels de l’emballage vers d’autres pratiques. Ses compétences uniques en nanométrologie et en évaluation de l’intelligence artificielle lui permettent aussi d’épauler les autorités sanitaires et normatives, ainsi que le monde agricole et l’industrie agro-alimentaire. Voici un rapide panorama de ses activités dans le domaine.

La métrologie au service du monde agricole

Elevage et effet de serre

Face à la demande alimentaire mondiale, de nouvelles pratiques de production émergent (croissance du nombre de ruminants, utilisation d'engrais azotés...) et, avec elles, une accélération des émissions d’ammoniac et de gaz à effet de serre. Dans ce contexte, le LNE coordonne le projet de recherche européen quantiAGREMI (2022-2025). Il s’agit de créer une infrastructure métrologique permettant de rendre traçables au SI les mesures des gaz provenant des étables. De quoi quantifier avec précision les émissions du bétail, et établir des stratégies efficaces pour les diminuer.

Le challenge Rose, chronique d’une troisième révolution agricole

Organisé par le LNE, INRAe et l’ANR dans le cadre du plan Ecophyto II, le Challenge Rose (2018-2022) a permis d’évaluer quatre solutions robotisées pour le désherbage autonome intra-rang, dont l’enjeu est de réduire l’utilisation des pesticides. Pour accompagner les quatre campagnes de ce challenge, le LNE a défini les méthodes d’évaluation (protocoles, métriques, etc.), évalué les performances des systèmes de vision (détection des plantes ou des adventices) et d’action telle que le désherbage. Il a également mis en oeuvre le logiciel d’annotation d’images « Dianne », qui permet d’associer une vérité terrain aux images de test utilisées pour l’évaluation des systèmes de vision. Avec, à la clé, une précieuse base de données pour de futures évaluations.

Nanopesticides : quelle toxicité ?

Les nanopesticides sont de plus en plus populaires pour leur capacité à pallier une pénurie alimentaire : l’utilisation de formulations à base de nanomatériaux permettrait d’augmenter les rendements tout en réduisant les quantités de pesticides. A la demande de l’Anses, qui souhaitait étudier les risques par inhalation, le LNE a mené des recherches sur la génération d’aérosols contrôlés de nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2). Il a pour cela développé une chambre d’exposition destinée à des rongeurs, sujet d’une thèse soutenue en juillet 2021.

La métrologie au service d'une alimentation saine

Ingère-t-on du plastique avec nos moules ?

Dans le cadre du projet Moustic (Inrae, 2021-2022), qui étudiait la présence de fragments de plastique dans les moules, le LNE a évalué diverses techniques pour préparer les échantillons, puis identifier les particules de plastique, déterminer leur taille, les quantifier. Il a notamment développé une méthodologie hybride, associant microscopie électronique à balayage (MEB) et spectrométrie RAMAN. Cela permettra de relier la nature des plastiques à leurs comportements dans les milieux digestifs, et de jeter les bases pour caractériser le risque lié à la consommation de moules contaminées par des microplastiques.

Denrées alimentaires : vers une caractérisation normalisée des nanoparticules

Le CEN-CENELEC a confié au LNE, aux côtés d’autres laboratoires européens, le développement d’une méthode harmonisée pour caractériser la fraction nanométrique d’additifs inorganiques dans les denrées alimentaires (TiO2, oxydes de fer, SiO2). Une spécification technique sera publiée en 2025. Elle permettra aux acteurs de l’industrie agroalimentaire, aux prestataires de service et aux laboratoires de contrôle de disposer d’une méthodologie d’essais normalisée, validée par comparaison inter-laboratoires.

Ces travaux marquent un aboutissement des efforts du LNE dans le domaine. Le Laboratoire avait notamment contribué à un rapport de l’ANSES, publié en 2020, dressant un état des lieux des nanomatériaux manufacturés dans l’alimentation : on y recensait 37 substances, pour lesquelles la
présence de nanoparticules était avérée ou suspectée, ainsi que près de 900 produits intégrant au moins l’une d’elles - notamment le lait infantile, les confiseries, les céréales du petit-déjeuner.

La métrologie au service d'emballages alimentaires sûrs

Migration et toxicité des matériaux à la loupe

En réponse aux lois Egalim, Agec, Climat et résilience, les fabricants d’emballages et d’objets alimentaires innovent à partir de matériaux biosourcés, biodégradables, recyclables, recyclés, réutilisés et réemployés. Pour les aider à évaluer les risques de migration de certaines substances dans les aliments, le LNE contribue à divers projets dans le cadre de l’UMT Actia SafeMat et du RMT Actia ProPack Food.

• Le projet H2020 MyPack, achevé en 2022, visait à soutenir la conception de solutions plastiques biosourcées et biodégradables. Le LNE y a développé des méthodologies d’évaluation de la perméabilité des matériaux, et mis en oeuvre des essais mécaniques, thermiques, de migration de substances et de tension de surface.
• Le projet ANR FoodSafeBioPack (2021-2024) vise à mieux évaluer et gérer la migration des contaminants issus des matériaux cellulosiques (type papier/carton) : hydrocarbures aromatiques d’huile minérale, plastifiants, photo-initiateurs d’encres, biocides des vernis... Au total, le LNE identifie et quantifie la migration d’une trentaine de molécules, durant tout le cycle de vie des produits (achat, stockage, cuisson).
• Le projet ANR PolySafe (2021-2024) étudie la toxicité des molécules présentes dans la cellulose (impacts sur les récepteurs nucléaires humains et sur le métabolisme hépatique, perturbation endocrinienne). Missions du LNE : collecte des échantillons, mise en contact avec des simulants alimentaires, préparation des extraits de produits de migration, envoi aux toxicologues (Inserm, INRAe, CNRS et Watchfrog), corrélation des résultats avec la nature des substances en présence.
• Le projet ANR PackSafe (2022-2025) évalue la toxicité des recyclats et matériaux recyclés.

Une norme pour passer les emballages métalliques au micro-ondes

Le LNE a contribué à la toute première norme française destinée au chauffage aux micro-ondes des emballages et articles métalliques contenant des denrées alimentaires. Les industriels de la métallurgie française souhaitaient en effet répondre aux exigences des lois Egalim, Agec, Climat et résilience. Or, seule une norme existait dans ce domaine, concernant les articles en céramique, verre, vitrocéramique ou plastique. La norme NF D21-314 a été publiée en janvier 2023.

Contact presse

Valérie Mulot • 01 40 43 40 93 • valerie.mulot@lne.fr