Imaginez que vous descendiez pour le petit-déjeuner et que vous colliez une cartouche dans une imprimante au lieu de griller un grille-pain dans le grille-pain et de faire bouillir un œuf. Une minute ou deux plus tard, vous avez un muffin fraîchement imprimé à la banane et aux graines de lin.
Grâce à un nouveau type d'imprimante alimentaire 3D, le petit-déjeuner imprimé se rapproche de la réalité pour le consommateur moyen.
"L'impression alimentaire est peut-être l'application phare de l'impression 3D", déclare Hod Lipson, qui a dirigé la création du nouvel imprimeur. "C'est un territoire complètement inexploré."
Lipson, professeur de génie mécanique à l’Université de Columbia, étudie l’impression 3D depuis près de 20 ans et travaille sur des tâches d’impression telles que les plastiques, les métaux, l’électronique et les biomatériaux. Ses travaux sur l'impression alimentaire 3D sont issus de ses recherches sur l'impression de robots 3D complets capables, en théorie, de «quitter l'imprimante».
Pour obtenir ce résultat, une imprimante doit pouvoir imprimer simultanément de nombreux documents. En expérimentant avec la fabrication d’imprimantes multi-matériaux, Lipson remarqua que les étudiants de son laboratoire commençaient à utiliser la nourriture comme matériau de test.
«Ils utilisaient de la pâte à biscuits, du fromage, du chocolat et toutes sortes d’aliments que vous pourriez trouver dans un laboratoire d’ingénierie», dit-il. «Au début, c’était un peu frivole. Mais quand les gens sont venus au labo et y ont jeté un coup d'œil, ils ont été vraiment enthousiasmés par l'impression alimentaire. ”
Alors Lipson et son équipe ont commencé à se pencher plus sérieusement sur ce qu’ils pouvaient faire avec de la nourriture. Lipson explique qu'il existe deux approches de base pour l'impression 3D des aliments. La première consiste à utiliser des poudres, qui sont liées au cours du processus d'impression avec un liquide tel que de l'eau. La seconde, l'approche utilisée par le laboratoire de Lipson, est basée sur l'extrusion, utilisant des seringues qui déposent des gels ou des pâtes à des emplacements spécifiques déterminés par la «recette» du logiciel.
Le prototype de Lipson comprend un élément de cuisson à infrarouge, qui cuit différentes parties du produit imprimé à des heures précises.
«Nous avons utilisé toutes sortes de matériaux, avec différents niveaux de succès», déclare Lipson. «Parfois, les matériaux sont conventionnels: œufs, farine, pâte à biscuits, fromage, pesto, confiture. Le fromage à la crème est une chose avec laquelle les étudiants aiment beaucoup travailler.
Le prototype de l’imprimante (Timothy Lee Photographers, Université Columbia) Ils ont également récemment collaboré avec une école culinaire de New York, permettant aux chefs de jouer avec le prototype pour voir ce qu’ils imaginaient.
«Ils ont en quelque sorte cassé la machine en la poussant vraiment à ses limites», dit Lipson. «Une chose que nous avons apprise est qu’il est très facile d’imprimer du fromage à la crème, mais il est très difficile d’imprimer de la polenta et des betteraves. Il contient ces granules, donc d’un point de vue technique, c’est beaucoup plus difficile.
Il est également difficile de prédire comment différents aliments se comporteront s'ils sont combinés. Il est assez facile de créer des recettes à partir d'éléments uniques comme le chocolat, dont les propriétés sont bien établies. Mais lorsque vous commencez à mélanger des choses - le mélange étant bien sûr fondamental pour la cuisine - les mélanges peuvent avoir des comportements beaucoup plus complexes. Un autre défi consiste à savoir quand faire cuire quoi pendant le processus d'impression. Si vous imprimez une pyramide de saumon et de purée de pommes de terre, le temps de cuisson et les températures de cuisson du saumon et des pommes de terre seront très différents. L’équipe s’attaque à ce problème en concevant des logiciels et collabore avec des informaticiens pour créer un logiciel permettant de prévoir l’aspect du produit final après la cuisson.
L’imprimante créée par l’équipe Lipson n’est pas la seule imprimante à être développée ces dernières années. Cependant, alors que des produits tels que CocoJet, l’impression chocolatée de Hershey ou l’imprimante gommeuse 3D de Magic Candy Factory, ne contiennent qu’un seul ingrédient, limitant ainsi leur utilisation au grand public, l’imprimante de Lipson est unique en son genre, car elle permet de manipuler plusieurs ingrédients à la fois. .
Lipson considère que l’imprimante a deux utilisations principales pour les consommateurs. Premièrement, il pourrait s'agir d'un appareil spécialisé pour la cuisson de nouveaux aliments difficile à réaliser par tout autre procédé. Vous pouvez imprimer, par exemple, une pâte complexe conçue par un Japonais, une recette pour laquelle vous n’auriez jamais le savoir-faire ou le matériel nécessaires pour la fabrication manuelle. Lipson dit qu'il pourrait imaginer que les recettes numériques deviennent virales et se répandent dans le monde entier. La deuxième utilisation concerne la santé et la nutrition ciblée. Les gens s'intéressent déjà de plus en plus à la biométrie personnelle, au suivi de leur pression artérielle, à leur pouls, à leur consommation de calories et à l'utilisation accrue de téléphones portables et d'ordinateurs. À l'avenir, il sera peut-être possible de suivre votre propre santé de manière beaucoup plus détaillée - votre glycémie, vos besoins en calcium ou votre niveau actuel de vitamine D. L’imprimante pourrait alors répondre à ces détails avec un repas personnalisé, fabriqué à partir d’une cartouche d’ingrédients.
«Imaginez un monde où le petit-déjeuner que vous mangez a exactement ce dont vous avez besoin ce jour-là», déclare Lipson. "Votre muffin a, disons, un peu moins de sucre, un peu plus de calcium."
Pour ce qui est du moment où l’imprimante pourrait être disponible pour les consommateurs, M. Lipson a déclaré que c’était davantage un défi commercial que technologique.
«Comment obtenez-vous l'approbation de la FDA? Comment vendez-vous les cartouches? À qui appartient la recette? Comment faites-vous de l'argent avec ça? », Dit-il. «C'est une toute nouvelle façon de penser à la nourriture. C'est très radical. "
Une refonte récente du prototype pourrait rapprocher le produit de ce que le consommateur moyen accepterait. Les versions précédentes de l’imprimante étaient très sophistiquées, pleines de tubes et de buses en saillie. Les gens avaient du mal à l'imaginer sur leurs comptoirs de cuisine.
Ensuite, l'un des étudiants de Lipson, Drim Stokhuijzen, un designer industriel, a complètement repensé la machine en lui donnant l'aspect élégant d'une cafetière haut de gamme.
«Son design est si beau que les gens disent pour la première fois:« Oh, je peux voir l’attrait de l’impression pour l’alimentation, c’est quelque chose que je pourrais utiliser », dit Lipson.
Bien que Lipson ne pense pas que l'impression 3D des aliments remplace les autres techniques de cuisson, il pense que cela révolutionnera la cuisine.
«Depuis des millénaires, nous cuisinons de la même manière», dit-il. «La cuisine est l'une des choses qui n'a pas changé depuis toujours. Nous cuisons toujours sur une flamme nue comme des hommes des cavernes. Les logiciels ont imprégné presque tous les aspects de nos vies, sauf la cuisine. Le moment où un logiciel entre dans un domaine quelconque - de la fabrication à la communication en passant par la musique, vous l'appelez - il prend son envol et le transforme généralement. Je pense que l'impression alimentaire est l'un des moyens par lesquels un logiciel va entrer dans notre cuisine. ”
