Résumé
En Afrique subsaharienne, les revenus des producteurs agricoles sont faibles et les pertes post-récolte de fruits et légumes sont importantes. C’est le cas du gombo qui est un légume très apprécié des consommateurs en raison de ses propriétés gluantes. Mais la dégradation de ces propriétés pendant le procédé de conservation freine la consommation locale du gombo sous forme stabilisée.Pour répondre à ces problématiques, la société AS FOOD INTERNATIONAL souhaite développer une unité mobile de transformation (UMT) capable de transformer différents types de fruits et légumes (mangue, ananas, gombo) en purées et/ou en jus. Le principal objectif de cette étude est d’optimiser la conception de cette UMT en mettant en œuvre une méthodologie adaptée.Dans un premier temps le travail de recherche s’est concentré sur le gombo pour : (i) identifier comment mesurer ses propriétés rhéologiques et texturales, (ii) rechercher les méthodes de mesure instrumentale les plus adaptées pour prédire la perception sensorielle de la texture gluante et (iii) suivre la dégradation de la texture du gombo pendant la stabilisation thermique. Les résultats montrent que l’indice de consistance K et le filant sont deux mesures instrumentales nécessaires et suffisantes pour caractériser et discriminer les propriétés rhéologiques et texturales de purées de gombo. Une analyse sensorielle a montré que le gluant est « une propriété texturale complexe résultant de la perception subjective et combinée des propriétés élongationnelles et visqueuses de matrices semi-solides ». Pour prédire la perception sensorielle des sauces gombo, il faut combiner la mesure instrumentale de l’indice de consistance K avec celle du filant. Un plan d’expérience a permis d’identifier les paramètres cinétiques permettant de décrire, modéliser et prédire l’évolution de ces deux indicateurs texturaux en fonction du pH et de la température de stabilisation thermique. Ces résultats ont été utilisés pour construire un modèle capable de prédire la qualité texturale finale d’une purée de gombo en fonction du barème, du format de l’emballage et du type d’autoclave.Dans un second temps, un outil d’aide à la décision a été développé et utilisé pour optimiser la conception de l’UMT. Tout d’abord, l’analyse de l’environnement d’utilisation de l’UMT a permis de définir le scénario d’utilisation et les objectifs de conception. Les variables de conception ont été définies en utilisant une approche de conception intégrée de façon à tenir compte des interactions entre les conditions d’exploitation et la structure de l’UMT. Ensuite, l’UMT a été décomposée hiérarchiquement en 3 niveaux fonctionnels. Au niveau de l’opération unitaire, des modèles prédictifs tenaient compte des caractéristiques des équipements possibles. A ce niveau, le modèle prédictif de la qualité finale de la purée de gombo (et des 3 autres produits finis) a été intégré. Au niveau du procédé, un simulateur d’évènements discrets estimait les performances de la ligne de production pour chaque produit fini. Les performances économiques de l’UMT étaient calculées au niveau de l’atelier. Une échelle de temps caractéristique était associée à chaque niveau fonctionnel et des méthodes de couplage adaptées ont permis de gérer les flux d’informations entre ces 3 niveaux. Puis, les préférences du décideur ont été modélisées et un algorithme d’optimisation a été intégré. L’outil d’aide à la décision a enfin été utilisé et amélioré de façon itérative. Pour cela, les résultats générés étaient visualisés et analysés après chaque itération. Cette démarche a permis de comprendre finement le problème de conception et d’obtenir une solution de conception satisfaisante, faisable et cohérente.Ce travail a conduit à formaliser une méthodologie de conception intégrée combinant les méthodes de simulation multi-échelle et les méthodes d'optimisation multi-objectifs existantes. Elle peut être utilisée pour résoudre de nombreux problèmes de conception.