Les millions de congélateurs fonctionnant dans le monde génèrent une consommation d'énergie considérable. Le processus de surgélation altère également la qualité des aliments frais, ce qui fait qu'il est par exemple impossible de congeler des tomates crues ou la salade.
Cristina Bilbao-Sainz, une chercheuse de l'université de Berkeley en Californie et du Département américain de l'agriculture, travaille depuis plusieurs années sur une méthode de congélation révolutionnaire appelée congélation isochore.
Cette dernière, développée dans les années 2000, est déjà utilisée pour conserver les organes lors des transplantations ou en biologie. Mais en 2017, les chercheurs ont décidé d'explorer son potentiel dans l'industrie alimentaire.
Et le bénéfice pourrait être énorme, estime Cristina Bilbao-Sainz: «Si l'on généralisait cette méthode de congélation dans le monde entier, on pourrait réduire la consommation d'énergie de 6,5 milliards de kilowattheures chaque année et les émissions de CO2 de 4,6 milliards de kilogrammes. C'est comme si on supprimait un million de voitures des routes», atteste la chercheuse. De plus, ces économies pourraient être réalisées sans changement fondamental des infrastructures et des équipements.
Complètement givré!
En quoi consiste cette méthode révolutionnaire? La congélation traditionnelle consiste à abaisser très rapidement la température d'une denrée à -35°C voire -45°C pour atteindre -18°C à cœur.
Ce procédé est très énergivore, car il nécessite de faire prendre en glace une grosse masse, et il entraîne la formation de cristaux de glace qui font «éclater» les cellules végétales et altèrent la texture des aliments frais.
Avec la congélation isochore, les aliments sont immergés dans un liquide isotonique (par exemple de l'eau) à l'intérieur d'un récipient fermé, de telle sorte que son volume reste constant durant la congélation (la glace prend normalement plus de place que l'eau liquide).
Le récipient est progressivement refroidi jusqu'à ce que le système atteigne un nouvel équilibre thermodynamique à la température de congélation prédéfinie, décrit l'Institut des technologies alimentaires. À ce stade, il existe un système biphasé, avec une partie liquide non gelée et une partie solide congelée.
Du fait de la réduction de la masse gelée et de la moindre énergie nécessaire pour atteindre l'état solide, la réduction d'énergie est substantielle: jusqu'à 70% par rapport à la méthode traditionnelle. La congélation isochore prévient également la formation de cristaux de glace, ce qui permet de congeler des aliments délicats comme les tomates, les pommes de terre ou les cerises.
Elle élimine en outre les bactéries potentiellement nocives et empêche les fluctuations de température durant le transport et le stockage. «Toute la chaîne de production alimentaire pourrait utiliser la congélation isochore, des producteurs aux transformateurs en passant par les détaillants et les particuliers», s'enthousiasme Tara McHugh, du département de l'Agriculture et coauteur de l'étude parue dans la revue Renewable and Sustainable Energy Reviews. Elle pourrait même être utilisée lors des futures missions spatiales.
L'université de Berkeley a d'ores et déjà déposé un brevet pour l'application de la congélation isochore aux aliments. L'équipe est à présent à la recherche de partenaires commerciaux pour développer des équipements. Un futur carton de l'électroménager?
La «congélation isochore» pourrait révolutionner la conservation des aliments - korii.
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