La viande imprimée en 3D est-elle le futur de la viande…sans viande ?

L’élevage de bétail contribue de manière significative au réchauffement planétaire à cause des rejets de méthane, un gaz à effet de serre 20 à 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone. Petite statistique qui devrait nous faire réagir : il contribue aujourd’hui davantage aux émissions de gaz à effet de serre que le secteur des transports mondial et près de 30% de la surface libre de la planète est utilisée à cette fin ! C’est la principale cause de la déforestation, de la dégradation des sols, de la pollution de l’eau et de la désertification. En plus de ces constats alarmants, l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) a estimé que la demande de viande augmenterait de 70% d’ici 2050.

Si ces raisons ne suffisent pas pour repenser notre consommation actuelle de viande, on peut se pencher sur son impact sur la santé publique et le bien-être des animaux. La contamination des aliments et la résistance aux antibiotiques ne sont que deux exemples des problèmes liés à l’élevage. Enfin, les conditions dans lesquelles les animaux sont élevés posent un grave problème éthique : en une seule année, 56 milliards d’animaux terrestres sont élevés et abattus pour se nourrir selon la FAO et leurs conditions de vie sont, dans la plupart des cas, extrêmement pauvres. Existe-t-il une solution à ces menaces ? Pouvons-nous explorer différentes manières de produire de la viande pour ceux qui souhaitent la consommer ?

Qu’est-ce que la viande imprimée en 3D ?

Une façon de lutter contre ces problèmes environnementaux est d’arrêter de consommer de la viande, ou au moins de réduire considérablement sa consommation. Beaucoup de personnes ne sont toutefois pas prêtes ou désireuses de changer leurs habitudes alimentaires – même si nous avons assisté à un changement ces dernières années, les populations végétaliennes et végétariennes ne représentent qu’une minorité dans les sociétés occidentales (entre 1 et 10% dans les pays européens, entre 5 et 7% aux États-Unis et 9,5% au Canada.) Pour des raisons culturelles, des pays tels que l’Inde comptent une très grande population végétarienne, estimée entre 30 et 40% de leur population totale. Certains consommateurs sont même prêts à manger des substituts de viande.

Compte tenu de cette réalité, que pouvons-nous créer avec les technologies existantes ? Tout comme elles ont été intégrées aux secteurs industriels, les technologies d’impression 3D pourraient bénéficier grandement à ce marché alimentaire et permettre la production d’une nouvelle catégorie de viande. La viande imprimée en 3D à base de plantes pourrait être plus respectueuse de l’environnement, personnalisable, plus abordable et plus favorable au bien-être des animaux.

Attention toutefois, cela ne veut pas dire qu’il n’existe pas une alternative à base de plantes aujourd’hui. On peut citer le burger de Beyond Meat, “le premier hamburger au monde à base de plantes qui ressemble, se cuit et se savoure comme du boeuf” d’après le site de l’entreprise. On peut aussi citer Impossible Burger de la startup californienne Impossible Foods, un hamburger conçu à partir de plantes qui “offrent toute la saveur et l’arôme de la viande de vache”. Alors, qu’est-ce que l’impression 3D peut bien apporter de plus à table ?

A gauche, le burger de Beyond Meat ; à droite, celui de Impossible Food (crédits photo : Beyond Meat – Impossible Foods)

Pourquoi la viande imprimée en 3D est-elle si innovante?

Premièrement, la viande imprimée en 3D à base de plantes est une initiative prometteuse, avec peu de personnes qui y travaillent mais qui a un fort potentiel. Giuseppe Scionti, expert en ingénierie tissulaire et en biomédecine, est le fondateur de la startup Novameat basée à Barcelone, qui a développé une technologie d’impression 3D d’un steak à base de plantes. Scionti a travaillé pendant plus de dix ans à la création de différents tissus en utilisant la bio-impression à l’Université polytechnique de Catalogne (UPC) à Barcelone. Dans l’un de ses projets, il a créé un prototype d’une oreille humaine, réalisant rapidement que la texture ressemblait presque parfaitement à celle du tissu humain. L’idée de développer une technologie brevetée et de fonder Novameat est devenue évidente: “Je me suis rendu compte que si les imprimantes 3D pouvaient imiter aussi bien les tissus humains, je pourrais alors générer un substitut de viande ayant la même texture que les tissus animaux”, nous a-t-il expliqué.

La texture est probablement la plus grande nouveauté. Giuseppe Scionti ajoute: “J’ai pu créer quelque chose qui avait la même texture que la viande, avec des microfibres qui ne ressemblaient pas seulement à un hamburger ou à une boulette de viande, mais qui avaient la même texture que le tissu musculaire”. Tout est entièrement à base de plantes, de protéines de pois et d’algues. Cependant, contrairement aux autres alternatives à base de plantes aujourd’hui disponibles, il se présente sous la forme d’un steak et non d’une viande hachée. Selon Novameat, il existerait quatre paramètres qui définissent le succès d’une alternative à la viande : “Nous essayons de définir les quatre paramètres permettant d’imiter la viande, à savoir le goût, la texture, l’apparence et les propriétés nutritionnelles. À l’heure actuelle, le goût est maîtrisé avec les hamburgers à base de plantes et la texture avec l’extrusion de soja, mais personne n’a jamais atteint les deux en même temps.”

Giuseppe Scionti est titulaire d’un brevet sur la microdéformation qui imite la texture naturelle du tissu de la viande. Lors d’une interview donnée à El País, il explique : “La difficulté réside dans la réorganisation des nanofibres des protéines de légumes afin de les faire ressembler à des protéines animales. Vous devez d’abord étudier l’histologie du tissu animal, la manière dont les fibres musculaires sont organisées, puis essayer de reproduire cela avec des ingrédients à base de plantes qui n’ont pas été génétiquement modifiés.” L’imprimante 3D qu’il a utilisée a été développée par le CIM Foundation, un centre technique associé à UPC.

Crédits photo : El País, Consuelo Bautista

Redefine Meat est une autre start-up israélienne qui travaille sur la viande imprimée en 3D. Son PDG, Eshchar Ben-Shitrit, nous a dit : “Il est clair que l’industrie alimentaire manque actuellement d’outils et de technologies pour relever le défi de trouver de bonnes alternatives  à la viande animale. Il est clair que l’élevage d’animaux pour l’alimentation n’est pas durable étant donné la taille croissante de la population, la demande grandissante de viande en Asie et la pollution associée à la production de viande, principalement de viande bovine.” La startup travaille sur une technologie qui produira une alternative à la viande, plus précisément des steaks, des rôtis et des ragoûts à partir d’ingrédients naturels et durables. Leur approche associe une technologie d’impression 3D, une modélisation numérique et des formulations alimentaires à base de plantes pour créer une nouvelle catégorie de viande.

Eshchar Ben-Shitrit poursuit : “Au cours des derniers mois, en collaboration avec des chefs et des bouchers, nous avons servi des centaines de nos produits à des consommateurs qui ne s’y attendaient pas. Leur première réaction est toujours : je ne peux pas croire que ce ne soit pas de la viande, comment pouvons-nous en avoir plus ? Nous devons maintenant travailler à plus grande échelle, ce qui n’est pas en soit un défi majeur, car nous nous approvisionnons en matières premières qui sont déjà bien plus abordables que le bœuf. Notre objectif n’est pas de développer un nouvel aliment, mais d’introduire une nouvelle technologie alimentaire qui deviendra une plate-forme pour obtenir rapidement des substituts de viande de qualité. Les machines seront déployées d’ici 2021 pour offrir un large éventail de fonctionnalités allant au-delà de la production d’un seul produit. Nous nous donnons le temps de perfectionner et d’améliorer la technologie afin que nos clients et nos consommateurs puissent profiter pleinement de son potentiel à long terme.”

Le CEO de Redefine Meat, Eshchar Ben-Shitrit (crédits photo : bites)

Une fois que ces technologies seront intégrées dans un système de production plus large, elles pourraient permettre de réduire les déchets alimentaires et les emballages mais aussi le bétail. La viande imprimée en 3D de Redefine Meat pourrait réduire l’impact sur l’environnement de 95%, ne contiendrait pas de cholestérol et serait plus abordable que la viande animale actuelle. Eshchar Ben-Shitrit ajoute : “Nous aimerions que d’autres utilisent ces nouvelles capacités numériques pour résoudre de véritables problèmes du système alimentaire. Nous aimerions voir émerger un écosystème dans lequel chaque entreprise s’occupe de différentes parties de la chaîne de valeur, car aujourd’hui nous devons tout faire nous-mêmes ou avec des partenaires proches. Dans cinq ans, nous pensons que plusieurs types d’aliments seront produits numériquement afin d’améliorer leur qualité, de repenser la chaîne d’approvisionnement et de permettre une personnalisation de masse.”

Comment les consommateurs réagiront-ils à la viande imprimée en 3D ? Giuseppe Scionti est convaincu que l’apparence même de cette viande est un facteur clé, celui qui déterminera la réaction des consommateurs. À l’heure actuelle, la plupart ne sont pas très enthousiastes sur ce point. Toutefois, en adaptant les modèles tridimensionnels pour les rendre plus complexes afin de différencier la partie imitant la graisse de la partie imitant les muscles ou d’autres tissus, l’aspect pourrait être considérablement amélioré. De plus, une autre caractéristique très intéressante de la viande imprimée en 3D est qu’elle peut être personnalisée. Par conséquent, ce n’est pas seulement dans les supermarchés que nous pourrions la voir se développer, mais aussi dans les restaurants, les hôpitaux et les sociétés spatiales qui ont besoin de produits très spécifiques.

La viande imprimée en 3D de Redefine Meat dans un restaurant (crédits photo : Redefine Meat)

Qu’en est-il de la viande cultivée ?

La viande imprimée en 3D n’est pas la seule solution qui existe pour lutter contre cette consommation grandissante. La viande cultivée, également appelée viande in vitro, est comme son nom l’indique une viande produite par culture in vitro de cellules animales au lieu d’animaux abattus. La culture in vitro de fibres musculaires a été réalisée dès 1971 par Russell Ross, mais n’a été popularisée que dans les années 2000 par Jason Matheny. La première boulette de bœuf in vitro a d’ailleurs été créée par le Dr Mark Post et mangée lors d’une conférence de presse à Londres en août 2013.

La boulette de viande développée par le Dr. Mark Post (crédits photo : Mosa Meat)

La viande cultivée en laboratoire est possible grâce à l’agriculture cellulaire – ce qui signifie que les cellules d’une espèce et un type de tissu particuliers sont assemblées sur un support avec du sérum dans un environnement propice à la croissance. La viande in vitro est souvent qualifiée de viande propre car elle ne s’accompagne pas de la contamination bactérienne inhérente à la viande d’élevage et sa production est nettement plus respectueuse de l’environnement (générant jusqu’à 96% moins d’émissions de gaz à effet de serre).

Pour mettre les choses en perspective, la fabrication de la première boulette de bœuf aura nécessité 2 ans et a coûté environ 330 000 $ ; elle a été financée par Sergey Brin, le co-fondateur de Google. Trois ans et demi plus tard, un rapport révéla que, pour la même boulette, le prix était tombé à 11,36 dollars. Et récemment, la start-up Memphis Meats a commencé à produire de la viande “propre” à 40 dollars par gramme, soit environ un cinquième du coût d’il ya quelques années. Le but ultime est bien sûr de produire une viande propre qui soit moins chère que la viande produite de manière conventionnelle. Un objectif qui pourrait être atteint selon les experts dans les dix prochaines années si le soutien et le financement appropriés sont accordés à la recherche, ce qui, selon New Harvest, fait toujours défaut.

Comme les cellules ne peuvent croître qu’environ 0,5 mm d’épaisseur en culture, il est plus facile de produire de la viande hachée qu’un steak, explique New Harvest (crédits photo : New Harvest)

Les technologies d’impression 3D auront-elles un impact ?

Quand on voit que des chercheurs ont réussi à imprimer en 3D un petit coeur humain en utilisant les cellules d’un patient, on se dit qu’elle pourrait permettre de créer de la viande à partir de cellules animales. Meera Zassenhaus, Community Engagement Associate chez New Harvest nous a confié: “L’application de la bio-impression à l’agriculture cellulaire est un territoire inconnu. Cependant, ce n’est pas parce que rien n’a été fait pour unir les deux que ce type de travail interdisciplinaire n’est pas prometteur. Je pense que beaucoup de matériaux d’échafaudage pourraient être imprimés en 3D. Il n’y a pas eu beaucoup de travaux de recherches car il n’existait pas de source de financement pour ce type de travail.” Giuseppe Scionti nous a également dit que sa technologie pourrait servir de technologie d’échafaudage aux entreprises de production de viande.

Meera Zassenhaus a ajouté: “Contrairement aux organes, la viande ne doit pas être réintégrée dans un corps vivant ; c’est un point de départ intéressant pour de nombreuses innovations biomédicales. Je ne connais personne qui ait fabriqué de la viande bio-imprimée, mais cela ne veut pas dire que cela n’a pas encore été fait. Je pense que ça serait beaucoup plus rapide et plus efficace que la bio-impression d’un cœur. Si nous pouvons imprimer un cœur en 3D, je ne vois pas pourquoi nous ne pourrions pas faire la même chose pour la viande.”

L’équipe de Memphis Meats prépare des plats à partir de leur viande in vitro (crédits photo : Memphis Meat)

Quel avenir pour ces substituts de viande ?

Nous sommes maintenant certains que la viande imprimée en 3D à base de plantes est sur le point d’arriver – ce n’est qu’une question de temps avant que la production ne soit augmentée. En ce qui concerne la viande in vitro, la startup créée par le Dr. Mark Post en 2015, Mosa Meat, prévoit de commercialiser des hamburgers au bœuf dans les prochaines années. La même année, deux autres startups ont été lancées dans le but de commercialiser de la viande de culture, notamment Memphis Meats, basée en Californie, et SuperMeat en Israël. Les deux sociétés ont reçu un financement important au cours des dernières années. Memphis Meats prévoit de commercialiser ses produits en 2021.

*Crédits photo de couverture : Novameat

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