"Zoom sur" #2

Céline Vocat, Research Assistant, Nestlé Research Lausanne

Automatisation et digitalisation au service de la sécurité alimentaire : l’exemple de l’analyse des huiles minérales

La sécurité alimentaire est une priorité fondamentale chez Nestlé. Notre mission consiste à garantir la qualité et la conformité des produits mis sur le marché. Pour cela, nous développons et validons des méthodes analytiques permettant de détecter et quantifier les contaminants chimiques présents dans les aliments. Ces méthodes sont ensuite déployées dans les laboratoires opérationnels du groupe à travers le monde afin d’assurer un contrôle harmonisé de nos produits.

Nos activités ne se limitent toutefois pas à un cadre interne. Nous collaborons également avec des laboratoires externes, des organismes de normalisation et des autorités réglementaires afin de favoriser l’harmonisation des pratiques analytiques. L’objectif est de produire des résultats aussi fiables, reproductibles et robustes que possible, indépendamment du laboratoire qui réalise l’analyse.

Dans un environnement scientifique en constante évolution, l’automatisation et la digitalisation offrent de nouvelles opportunités pour repenser le travail en laboratoire. Au-delà de l’amélioration des performances analytiques, elles permettent d’optimiser l’ensemble du flux de travail et la parallélisation des taches, depuis la préparation des échantillons jusqu’au traitement et à l’interprétation des données.

L’automatisation de l’analyse des huiles minérales (MOH, Mineral Oil Hydrocarbons) constitue un exemple particulièrement représentatif des défis actuels. Ces contaminants, susceptibles d’être introduits à différentes étapes de la chaîne alimentaire, regroupent plusieurs milliers de composés dont l’analyse est particulièrement complexe. Depuis 2024, la préparation des échantillons pour l’analyse des huiles végétales et des matières grasses est entièrement automatisée sur une plateforme robotisée basée un système PAL de CTC Analytics, une plateforme robotique X-Y-Z flexible d'injection et de préparation d'échantillons pour la chromatographie.

La plateforme possède une architecture flexible et intègre divers modules dont deux unités d’agitation avec contrôle de température, des systèmes automatisés d’ajout de liquides et de transfert de phase après extraction liquide-liquide, une centrifugeuse ainsi qu’un évaporateur. Cette configuration permet de préparer et analyser jusqu’à trente échantillons par jour avec une intervention humaine limitée à une heure. Par rapport à la méthode manuelle, le temps d’intervention de l’analyste a été réduit de près de 70 %, tandis que la capacité de traitement d’échantillons a augmenté d’environ 40 %.

Cependant, l’automatisation ne s’arrête pas aux étapes expérimentales. Une part importante de l’incertitude associée à l’analyse des huiles minérales provient du traitement des données chromatographiques. Ces contaminants étant issus de mélanges pétrochimiques complexes, ils sont composés de milliers de molécules qui ne peuvent pas être totalement séparées par les techniques chromatographiques conventionnelles (LC-GC). Le signal obtenu se présente sous la forme d’un large signal non résolu, appelé Unresolved Complex Mixture (UCM), ou plus communément hump, tel que présenté ci après.

En 2021, une étude interlaboratoire a montré que l’interprétation d’un même chromatogramme pouvait conduire à une variabilité allant jusqu’à 18 % sur le résultat final. Ce constat met en évidence les limites des approches reposant fortement sur l’interprétation et l’expertise individuelle. L’un de nos défis actuels consiste donc à développer des outils numériques capables de standardiser l’intégration de ces signaux chromatographiques complexes, de limiter les biais liés à l’interprétation humaine et d’améliorer la comparabilité des résultats entre laboratoires.

Au-delà des gains de productivité, ces projets témoignent de l’évolution actuelle de la chimie analytique. L’enjeu n’est plus seulement d’automatiser certaines tâches manuelles, mais de construire des chaînes analytiques intégrées et harmonisées, depuis l’échantillon jusqu’à la donnée finale. L’objectif est de produire plus rapidement des résultats plus fiables, plus comparables et plus transparents afin de fournir des données analytiques de haute qualité pour aider à la prise de décision en matière de sécurité alimentaire.

Mots-clés : sécurité alimentaire, automatisation, digitalisation, chromatographie, traitement de données, harmonisation, huiles minérales.