Selon une étude de l'organisation environnementale WWF Allemagne, dix millions de tonnes de nourriture sont jetées à la poubelle chaque année en Allemagne alors qu'elles sont encore comestibles. Un scanner alimentaire mobile permettra à l'avenir aux consommateurs et aux exploitants de supermarchés de vérifier si les aliments ont mal tourné. L'appareil de poche utilise des mesures infrarouges pour déterminer la maturité et la durée de conservation des produits et afficher les résultats via une application. Les chercheurs de Fraunhofer ont développé le système, qui existe sous forme de démonstrateur, avec des partenaires dans un projet commandité par le ministère bavarois de l'alimentation, Agriculture et foresterie.

Ce yaourt est-il encore bon ? Ces légumes sont-ils encore comestibles ? Quand il y a un doute, les gens ont tendance à jeter de la nourriture à la poubelle. De nombreux produits sont jetés simplement parce qu'ils n'ont plus l'air appétissants ou ont des défauts superficiels, ou parce qu'ils ont dépassé leur date de péremption. Rien qu'en Bavière, 1,3 million de tonnes de nourriture finissent inutilement à la poubelle chaque année. A travers l'alliance "We Rescue Food", le ministère bavarois de l'Alimentation, Agriculture et Forêts veut lutter contre le gaspillage à travers 17 initiatives. L'un des projets concerne un scanner alimentaire conçu pour aider à réduire les déchets en bout de chaîne de valeur – dans les magasins et au domicile des consommateurs. Dans le futur, l'appareil de poche peu coûteux déterminera la fraîcheur réelle des aliments, qu'ils soient emballés ou non. Chercheurs de l'Institut Fraunhofer d'optronique, Technologies système et exploitation d'images IOSB, l'Institut Fraunhofer pour l'ingénierie des procédés et l'emballage IVV, l'Institut de technologie de Deggendorf et l'Université des sciences appliquées de Weihenstephan-Triesdorf développent le scanner alimentaire compact, qui a été construit comme un démonstrateur avec des données pour deux denrées alimentaires et permet également d'estimer la durée de conservation des produits.

Utiliser la lumière infrarouge pour déterminer l'authenticité des aliments

Le cœur du scanner mobile est un capteur proche infrarouge (NIR) qui mesure la maturité de l'aliment et identifie la quantité et la composition de son contenu. « La lumière infrarouge est projetée avec une grande précision sur le produit à étudier, puis le scanner mesure le spectre de la lumière réfléchie. Les longueurs d'onde absorbées nous permettent de faire des inférences sur la composition chimique de l'aliment, " explique le Dr Robin Gruna, chef de projet et scientifique chez Fraunhofer IOSB. "Dans le

laboratoire, nous sommes depuis longtemps capables de quantifier des composants individuels à l'aide de la spectroscopie proche infrarouge. Ce qui est nouveau, c'est que cela peut maintenant être fait avec de petits, capteurs à bas prix, " ajoute Julius Krause, un membre de l'équipe de Gruna. « Les denrées alimentaires sont souvent contrefaites – par exemple, la truite saumonée est vendue comme du saumon. Une fois convenablement formé, notre appareil peut déterminer l'authenticité d'un produit. Il peut également identifier si des produits tels que l'huile d'olive ont été falsifiés, " dit le physicien. Mais il y a des limites au système, aussi :il ne peut évaluer la qualité du produit que d'aliments homogènes. Maintenant, il a du mal à inspecter des produits hétérogènes contenant différents ingrédients comme la pizza. À cette fin, les scientifiques étudient des technologies à haute résolution spatiale telles que l'imagerie hyperspectrale et les approches basées sur la fusion utilisant des images couleur et des capteurs spectraux.

Pour pouvoir déterminer la qualité des aliments sur la base des données des capteurs et des spectres infrarouges mesurés et calculer les prédictions de durée de conservation, les équipes de recherche développent des algorithmes intelligents qui recherchent des modèles et des régularités révélateurs dans les données. "Grâce à l'apprentissage automatique, nous pouvons augmenter le potentiel de reconnaissance. Dans nos tests, nous avons étudié les tomates et le boeuf haché, " dit Gruna. Par exemple, nous avons utilisé des techniques statistiques pour corréler les spectres NIR mesurés du bœuf haché avec le taux de détérioration microbienne et dérivé la durée de conservation restante de la viande à partir des résultats. Tests de stockage poussés, où les équipes de recherche ont mesuré la qualité microbiologique et d'autres paramètres chimiques dans diverses conditions de stockage, ont montré une bonne corrélation entre le nombre total de germes calculé et réel.

L'application affiche la durée de conservation des aliments

Le scanner envoie les données mesurées via Bluetooth à une base de données pour analyse. Cette base de données est une solution cloud spécialement développée dans laquelle les méthodes d'évaluation sont stockées. Prochain, les résultats des tests sont transmis à une application qui les affiche à l'utilisateur et indique combien de temps l'aliment restera frais dans différentes conditions de stockage, ou indique que sa durée de conservation a déjà expiré. En outre, le consommateur reçoit des conseils sur d'autres façons d'utiliser les aliments dont la date de péremption est dépassée. Une phase de test doit démarrer en GMS début 2019, qui étudiera comment les consommateurs réagissent à l'appareil. Plus généralement, il est prévu que la technologie polyvalente sera utilisée tout au long de la chaîne de valeur, de la matière première aux produits finis. Sa capacité à détecter en amont les changements de qualité facilite les usages alternatifs et contribue à réduire les déchets, mais le scanner est plus qu'un simple instrument pour tester les aliments. Il pourrait être mieux décrit comme un usage général, une technologie de numérisation économique qui peut être facilement adaptée. Par exemple, le système pourrait être utilisé pour trier, séparer et classer les plastiques, bois, textiles et minéraux. « La gamme d'applications potentielles est très large ; l'appareil a juste besoin d'être formé en conséquence, " dit Gruna.