Depuis une quinzaine d’années la spectrométrie dans le proche infrarouge a révolutionné les méthodes d’analyses en alimentation animale.
La gestion de plus en plus fine des activités d’élevage dans le cadre de ce qu’il est convenu d’appeler l’« agriculture de précision », est devenue l’un des éléments nécessaires les plus nécessaire à la transition écologique de notre système agricole.
Cette évolution s’accompagne d’un besoin croissant d’informations pour maîtriser l’élevage. C’est notamment le cas au niveau de l’alimentation qui doit être raisonnée très précisément en termes qualitatifs et quantitatifs.
Dans ce contexte la technologie spectroscopie dans le proche infrarouge (SPIR) est largement appliquée dans l’industrie de l’alimentation animale pour qualifier ou quantifier les macro-composants.
Des moyens analytiques plus rapides et moins onéreux sont donc nécessaires. La spectroscopie dans le proche infrarouge (SPIR) est une solution particulièrement bien adaptée à cet emploi.
Cette technique analytique n’est pas nouvelle : elle a été mise au point dans les années 60 par des précurseurs qui l’ont d’abord appliquée à la mesure de l’humidité des céréales. Assez rapidement l’application aux fourrages a été développée, mais le coût des appareils, la limitation des outils informatiques associés, l’absence de bases d’étalonnage suffisantes ont longtemps limité l’extension de l’outil. A l’heure actuelle, la SPIR est utilisée en routine dans l’industrie de l’alimentation animale pour la qualification des lots d’aliments et de matières premières et le pilotage des unités de production.
La spectrométrie dans le proche infrarouge (SPIR, ou NIRS en anglais) est une technique analytique basée sur l’absorption de la lumière par la matière organique des échantillons. Une lumière invisible est dans le proche infrarouge, est envoyée sur un échantillon, ce qui fait vibrer les molécules de ce dernier, les longueurs d’onde dans le proche infrarouge du spectre lumineux (800-2500 nm) interagissent avec les liaisons chimiques entre les atomes des molécules organiques (carbone, azote, hydrogène…).
L’absorption de la lumière est donc liée à la quantité de liaisons chimiques dans l’échantillon et à leurs interactions– donc in fine à la composition chimique, cette interaction avec les molécules consomme de l’énergie en absorbant des éléments du faisceau lumineux. La composition chimique peut donc être estimée par la simple mesure de l’absorption de lumière infrarouge. Cette mesure se réalise avec un spectromètre, soit en transmission (la lumière passe à travers l’échantillon fin ou transparent dans le cas d’un échantillon liquide), soit en réflexion (la lumière est réfléchie par un échantillon plus épais ou opaque dans le cas d’un échantillon solide).
Cette lumière est mesurée à l’aide d’un détecteur et donne un spectre. L’information spectrale est ensuite utilisée et évaluée.
En usine d’alimentation pour le bétail, La « Near Infra Red », ou « spectroscopie proche infrarouge » est une méthode qui permet de prédire rapidement les principaux paramètres chimiques d’un échantillon de matières premières ou aliments. Alors que les appareils d’analyse traditionnels ne permettaient qu’une lecture partielle du spectre de l’échantillon, les avancées ont abouti à des instruments capables de lire la zone proche infrarouge (750-2500 nm) en instantané. Ces nouveaux instruments sont couplés de logiciels comprenant des traitements mathématiques puissants. Ils peuvent décrypter les informations spectrales afin de prédire les différents nutriments : protéine, humidité, matières grasses, etc.
La nécessite une phase d’étalonnage qui lie le spectre infrarouge aux résultats des mesures faites au laboratoire par des méthodes de référence (composition chimique, valeur nutritive…). L’étalonnage doit être réalisé pour chacun des produits et chacune des composantes chimiques que l’on souhaite prédire par la suite.
Pourquoi utiliser NIRS ?
La spectroscopie proche infrarouge est une technique qui a beaucoup d’avantages :
– Rapide : le spectre d’un échantillon peut être obtenu en quelques secondes, ce qui permet une prédiction immédiate de la composition.
-L’enjeu économique est primordial. La volatilité du coût des matières premières impose un ajustement permanent de leur valeur nutritionnelle en formulation. La nouvelle grille de réfaction sur la protéine du blé est un argument de plus dans la balance financière.
-Un outil de tri : la fonction de tri des matières premières représente un atout majeur, donnant par exemple la possibilité de séparer les tourteaux de soja en fonction du taux de protéine.
-Une veille active : la surveillance de sa production en temps réel est un autre privilège. L’obtention prompte de la certification d’un lot de la production est une sécurité. Elle permet d’anticiper la prochaine fabrication et d’isoler plus rapidement un lot non conforme.
– Non destructive : l’échantillon peut être récupéré après l’analyse, sans avoir subi d’altération.
– Peu onéreuse : le coût marginal d’une analyse est extrêmement faible. L’investissement initial, constitué par l’achat et surtout l’étalonnage de l’appareil, est par contre important.
-Un outil décisionnel : cet appareil donne aussi la possibilité d’accepter ou de refuser un lot de matières premières dès leur réception à l’usine.
-Une alerte prévisionnelle : une meilleure gestion de la matrice est ainsi possible. La prédiction des valeurs nutritionnelles des matières premières permet d’ajuster les matrices de formulation et les formules des aliments, en évitant les gaspillages et baisses de performances zootechniques.
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