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Crème sur écoute
Le procédé de fabrication des pâtes fromagères consiste à concentrer les matières nutritives (protéines, lipides et minéraux) et à évacuer une partie de l'eau contenue dans le lait de départ, de façon à faciliter la conservation des produits et à décliner des goûts et des textures adaptées aux exigences du consommateur. Ce processus met en jeu des phénomènes physico-chimiques extrêmement complexes et dépendant de nombreux paramètres dont la composition chimique du lait de départ et la température. Explications de Bertrand Nongaillard, enseignant-chercheur à l'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN).
Dans le cas des fromages, la difficulté essentielle réside dans le fait que les propriétés du produit sont en grande partie fixées lors d'un processus de fabrication qui dure au plus une vingtaine d'heures et que le produit n'est commercialisé qu'au bout de plusieurs mois d'affinage1. Il est alors essentiel de disposer d'outils d'évaluation non destructive des propriétés des fromages à la fois en cours de fabrication (pilotage), en cours d'affinage (conduite) et en fin d'affinage (gradage2).
La composition du lait, variable dans le temps, représente une cause importante de la dispersion des propriétés du produit final. Une étape technologique clé réside dans la phase d'égouttage et de pressage où un processus de cohésion s'établit entre les grains de caillé conditionnant en partie les propriétés élastiques du produit final. Lors de cette phase, deux cinétiques d'égouttage peuvent être analysées : l'égouttage des grains et l'évacuation du liquide inter-grains. La quantification de ces cinétiques constitue un enjeu fondamental de la maîtrise du procédé de fabrication.
Des capteurs acoustiques basses fréquences ont permis d'estimer ces cinétiques à partir de l'analyse de l'amplitude et de la vitesse de propagation d'ondes mécaniques basses fréquences qui interagissent de façon non destructive avec le milieu. En effet, les ondes acoustiques donnent accès à l'humidité et aux propriétés rhéologiques de la matière, de manière non destructive.
La conduite optimale de la phase d'affinage, sur une durée qui peut varier de 1 à 18 mois, conditionne en partie les qualités organoleptiques du produit. Les contrôles qualité réalisés doivent permettre de déceler au plus tôt les non conformités des produits, si possible sans en altérer ni l'aspect ni la valeur économique. Ce contrôle appelé gradage s'appuie à la fois sur une analyse du comportement vibratoire (essentiellement pour les fromages à pâtes pressées cuites comme l'emmental) et sur l'analyse de prélèvements réalisés par carottage. Des capteurs acoustiques ont pu, associés à un système expert, aider les opérateurs à réaliser ce diagnostic de façon non destructive. Reste à développer un dispositif d'évaluation précoce de la qualité de façon à réaliser au plus vite le tri des produits. Un indicateur de classement de produits a été élaboré en combinant plusieurs informations tirées d'une investigation acoustique.
Cette méthode non destructive évite d'interrompre les processus de fabrication et donne des informations relatives à la qualité du produit au cours des étapes de sa fabrication. Sur d'autres produits alimentaires, tels que la pâte à pain en cours de fermentation, il est alors possible de différencier des cinétiques d'évolution de pâtes réalisées avec des protocoles ou des ingrédients différents. La sensibilité des méthodes utilisées ouvre des perspectives nouvelles dans leurs applications à l'industrie agroalimentaire.
1/ Les réarrangements mécaniques du produit, le relâchement des contraintes subies à la fabrication, la perte d'humidité et le développement de micro-organismes constituent les phénomènes importants de la phase appelée affinage dans le procédé de fabrication.
2/ Le gradage permet d'effectuer un tri des produits en fonction de leur qualité et définit leur valeur économique, a posteriori.
Bertrand Nongaillard
Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN)
Tél. : +33 (0)3 27 51 14 50
Mél : Bertrand.Nongaillard@Univ-Valenciennes.fr
