Brevet FR2833707A1 — publié le 20030620

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DETECTION DE L'APPORT D'ENGRAIS CHIMIQUES POUR LA CERTIFICATION DE PRODUITS ISSUS DE L'AGRICULTURE BIOLOGIQUE L'invention concerne un procédé et un dispositif de détection de l'apport d'engrais chimiques pour la certification de produits issus de l'agriculture biologique. A l'heure actuelle, le marché des produits issus de l'agriculture biologique ne cesse de s'accroître. Cette perspective d'évolution et la demande croissante peuvent pousser certains producteurs à utiliser des engrais chimiques interdits dans le cahier des charges de l'agriculture biologique. Or actuellement, si le contrôle de l'absence de traitement par des produits phytosanitaires peut être facilement réalisé a posteriori sur le produit final, il n'en est pas de même concernant la détection de l'éventuel emploi d'engrais chimiques. En effet, faute de l'existence d'une méthode de détection fiable susceptible de mettre en évidence la présence d'apports chimiques interdits de manière non ambiguë pour pouvoir réprimer la fraude, la seule investigation effectuée actuellement consiste à réaliser des contrôles documentaires chez les producteurs. Une telle méthode d'investigation s'avère toutefois des plus aléatoires quant aux chances réelles de détecter d'éventuelles fraudes, et cet état de fait peut conduire à la commercialisation de produits dits faux bio qui présentent des contrôles satisfaisants au niveau de la recherche des résidus de pesticides, mais qui ont été obtenus par des procédés de culture conventionnels. Or ces moyens de culture traditionnels conduisent à des rendements supérieurs à ceux de l'agriculture biologique, et les produits qui en sont issus peuvent être commercialisés à un prix inférieur et générer une concurrence déloyale. De plus, ils constituent une tromperie pour les consommateurs. L'invention vise à pallier ces inconvénients et a pour objectif essentiel de fournir un procédé permettant, de façon fiable et non ambigüe, de détecter l'apport d'engrais chimiques dans des produits issus de l'agriculture biologique. A cet effet, l'invention vise un procédé de détection selon lequel : dans une phase préalable : - on procède à une analyse de produits ayant reçu des amendements organiques ou apports d'engrais chimiques connus, par le biais de méthodes analytiques aptes à permettre d'établir, pour chacun desdits produits, les teneurs et les rapports isotopiques en azote et en carbone et/ou oxygène, - on constitue une base de données renfermant, pour chacun des produits analysés, des données caractéristiques de leur teneur et de leur rapport isotopique en azote et en carbone et/ou oxygène, - et on procède à un traitement statistique des données renfermées dans la base de données par le biais d'un traitement statistique apte à déterminer parmi les combinaisons de données possibles les combinaisons discriminant au mieux les produits, pour chaque produit à analyser en vue de déterminer l'éventuel apport d'engrais chimiques : - on analyse ce produit par le biais de méthodes analytiques identiques à celles utilisées pour les produits constituant la base de données, de façon à déterminer des données caractéristiques de la teneur et du rapport isotopique des composants préalablement analysés lors de la constitution de la base de données : azote, carbone et/ou oxygène, - et on compare les données caractéristiques de ce produit avec celles de la base de données par le biais du traitement statistique, de façon à situer ledit produit par rapport aux produits introduits dans la base de données. Le procédé selon l'invention consiste donc, en premier lieu, à constituer une base de données contenant pour divers produits renfermant des amendements chimiques identifiés ou dépourvus d'amendements, des données caractéristiques de la teneur et du rapport isotopique de l'azote, du carbone et/ou de l'oxygène contenus dans ces produits. Cette base de données est ensuite utilisée comme table d'apprentissage pour un traitement statistique, qui permet à ce dernier de déterminer, parmi les différentes combinaisons possibles de données, celles discriminant au mieux les produits. Une fois cette combinaison définie, le traitement statistique permet de regrouper les produits par type d'amendement et éventuellement par type de produits. Pour ce faire, le premier critère recherché réside dans la différenciation entre amendement organique et engrais chimique. Une fois ces opérations préalables réalisées, l'analyse d'un produit en vue de vérifier l'éventuel apport d'engrais chimiques, consiste à déterminer les teneurs et rapports des mêmes éléments que ceux introduits dans la base de données, puis à comparer les données obtenues avec celles de la base de données, au moyen du traitement statistique, de façon à situer le produit analysé, c'est-à-dire à déceler les produits ayant eu des apports d'engrais chimiques similaires. Par ce biais, le traitement statistique permet ainsi de détecter l'absence ou la présence d'engrais chimiques dans les produits analysés. Dans la pratique, les expérimentations effectuées selon le procédé de l'invention ont permis de montrer que ce procédé conduit à l'obtention de résultats très fiables permettant de vérifier, sans possibilité de contestation, que les engagements auxquels s'astreint un producteur ayant ratifié une convention de certification bio ont ou non été respectés, et ce quelle que soit la quantité utilisée de l'éventuel engrais chimique. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, on détermine, pour chaque produit, la teneur et le rapport isotopique en azote, carbone et oxygène. L'utilisation de données concernant trois composants conduit, en effet, à optimiser la fiabilité du traitement statistique quant à la discrimination des différents produits. De plus, de façon avantageuse, on détermine également, pour chaque produit, la teneur et le rapport isotopique en soufre. Les données relatives à ce composant permettent d'augmenter la gamme des amendements et engrais couverte. Par ailleurs, de façon avantageuse, on détermine la teneur et le rapport isotopique des composants sélectionnés, par spectrométrie de masse isotopique. Concernant les données caractéristiques des produits analysés, on utilise avantageusement la teneur des composants sélectionnés, les valeurs, dites 8, des rapports isotopiques de ces composants, ainsi que les rapports des teneurs en composants (teneur du composant/somme des teneurs des divers composants) et les rapports de 5 (valeur 5 pour le composant/somme des 5 des divers composants). Le fait d'utiliser comme données caractéristiques non seulement la teneur et le rapport isotopique, mais également des valeurs découlant de ces deux données et obtenues au moyen de relations mathématiques prédéterminées, permet d'optimiser la fiabilité du traitement statistique, qui se voit offrir un nombre accru de combinaisons permettant de discriminer au mieux les produits. Par ailleurs, le traitement statistique consiste avantageusement à effectuer une analyse factorielle par discrimination. L'invention s'étend à un dispositif de détection de l'apport d'engrais chimiques pour la certification de produits issus de l'agriculture biologique, comprenant : - une base de données renfermant, pour une pluralité de produits ayant reçu des amendements organiques ou apports d'engrais chimiques connus, les teneurs et les rapports isotopiques en azote et en carbone et/ou oxygène desdits produits, - et des moyens de traitement statistique des données renfermées dans la base de données aptes, d'une part, à déterminer parmi les combinaisons de données possibles les combinaisons discriminant au mieux les produits, et d'autre part, pour chaque produit à analyser en vue de déterminer l'éventuel apport d'engrais chimiques, à comparer les données de ce produit caractéristique de la teneur et du rapport isotopique des composants identiques à ceux constituant la base de données avec les données de ladite base de données, de façon à situer ledit produit par rapport à ceux introduits dans cette base de données. En outre, de façon avantageuse, la base de données renferme, pour chaque produit, des données relatives à la teneur et au rapport isotopique en azote, carbone et oxygène. Avantageusement, cette base de données renferme également, pour chaque produit, des données relatives à la teneur et au rapport isotopique en soufre. De plus, de façon avantageuse, cette base de données renferme, pour chaque produit, les teneurs des composants sélectionnés, les valeurs dites 8 des rapports isotopiques de ces composants, ainsi que les rapports des teneurs en composants (teneur du composant/somme des teneurs des divers composants) et les rapports de 8 (valeur de 8 pour le composant/somme des 8 des divers composants). D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit, qui décrit, à titre d'exemple non limitatif, un mode de mise en oeuvre préférentiel. La figure unique annexée est une représentation graphique d'un exemple de données d'une base de données pouvant être utilisée dans un procédé et un dispositif selon l'invention. Le procédé selon l'invention est basé, pour des produits ayant reçu des amendements organiques ou des apports d'engrais chimiques connus, sur la détermination des teneurs et des rapports isotopiques pour l'azote, le carbone, l'oxygène et le soufre par spectrométrie de masse isotopique. Suivant le type de produit, en outre, l'analyse est réalisée sur un échantillon ayant subi ou non une préparation préalable. Les valeurs des teneurs et des rapports isotopiques (dits 8) des quatre éléments considérés, ainsi que les valeurs des rapports de teneurs en ces éléments (teneur de l'élément/somme des teneurs des éléments), et les valeurs de rapports de 8 (valeur de 8 d'un élément 1 somme des 8 de tous les éléments), sont ensuite utilisées comme données caractéristiques permettant de constituer une base de données en vue d'un traitement statistique de ces données associées aux paramètres 1 culturaux. Le traitement statistique des données de la base a pour but de permettre de regrouper les produits par type d'amendements ou d'apports et éventuellement par type de produits, le premier critère recherché étant la différenciation entre amendement organique et apport d'engrais chimique. Ce traitement statistique permet, en outre, d'associer dans une représentation graphique claire, telle que représentée à la figure annexée, les produits ayant eu des fertilisations similaires. Le traitement statistique utilisé dans le mode de mise en oeuvre préférentiel décrit est l'analyse factorielle par discrimination. A noter toutefois que d'autres méthodes statistiques peuvent également être utilisées telle que la régression logistique ou l'arbre de décision. A titre d'exemple, le tableau 1 ci-après représente un extrait d'une base de données obtenues par analyse de plusieurs échantillons de blé d'origine biologique ou non biologique connue. Cet exemple de tableau représente les résultats obtenus pour six échantillons de blé dont trois d'origine biologique (PI, P2, P3) et trois d'origine non biologique (P4, P5, P6). On retrouve dans ce tableau les différents paramètres obtenus à partir des méthodes analytiques, à savoir : la teneur en carbone, azote et oxygène (3 premières colonnes), le rapport isotopique 8 du carbone, de l'azote, de l'oxygène et du soufre (colonnes 4 à 7), les rapports des teneurs en éléments c'est-à-dire teneur de l'élément/somme des teneurs des éléments (colonnes 8 à 10), et les rapports de 8 c'est-à-dire valeur du 8 d'un élément/somme des 8 de tous les éléments (colonnes lia 14). TABLEAU 1 TYPE C N O DC DN DO DS RC RN RO RDC RDN RDO RDS P1 B 42,79 1,39 26,50 -26,84 3,49 2,70 6,40 0,6054 0,0197 0,3750 1,8832 -0,2448 -0,1894 -0,4490 P2 B 42,78 1,92 26,80 -26,35 2,20 3,15 6,00 0,5983 0,0269 0,3748 1,7567 -0,1467 -0,2100 -0,4000 P3 B 51,31 2,48 28,42 -26,11 -0,75 3,16 6,25 0,6242 0,0301 0,3457 1,4964 0,0430 -0,1811 -0,3583 P4 NB 44,27 2,92 28,36 -26,02 1,51 2,77 6,20 0,5860 0,0387 0,3753 1,6751 -0,0972 -0,1787 -0,3992 P5 NB 43,48 2,16 26,62 -26,81 1,91 2,65 6,60 0,6017 0,0299 0,3684 1,7122 -0,1217 -0,1690 -0,4216 P6 NB 43,53 2,89 21,78 -26,33 2,00 2,54 5,95 0,6383 0,0424 0,3193 1,6617 -0,1259 -0,1603 -0,3755 L'application de l'analyse factorielle discriminante consiste ensuite à rechercher parmi toutes les combinaisons de données possibles dans la base de données, celles qui discriminent au mieux les produits. Cette analyse permet aussi une fois cette combinaison trouvée d'obtenir le graphique représenté sur la figure annexée représentatif de la population d'une base de données complète, sur lequel les nuages de points bien séparés distinguent bien les deux appartenances (bio ou non bio). Le procédé consiste ensuite, pour chaque produit dont l'origine biologique ou non doit être vérifiée, à déterminer par spectrométrie de masse isotopique, les teneurs et les rapports isotopiques de l'azote, du carbone, de l'oxygène et du soufre. Ces résultats sont ensuite combinés entre eux selon les mêmes formules utilisées pour constituer la base de données (en l'exemple rapport des teneurs et rapport des 8). Toutes ces valeurs sont ensuite comparées, au moyen du traitement statistique, avec celles de la base de données, permettant de situer le produit analysé. En l'exemple représenté sur la figure, l'analyse factorielle discriminante a permis de déterminer que les caractéristiques du produit analysé (symbolisé par une croix) s'apparentent aux caractéristiques d'un produit non biologique. Le dispositif selon l'invention peut être constitué de tout dispositif de traitement numérique tel qu'un ordinateur comprenant notamment une mémoire de masse sur laquelle la base de données est enregistrée, et des moyens de calcul statistique (unité centrale à microprocesseur et mémoire vive) permettant de réaliser le calcul statistique pour chaque produit analysé à partir des données fournies par un spectromètre de masse isotopique qui peut être directement relié à cet ordinateur, et d'enregistrer le résultat correspondant. REVENDICATIONS 1/-Procédé de détection de l'apport d'engrais chimiques pour la certification de produits issus de l'agriculture biologique, caractérisé en ce que : dans une phase préalable : - on procède à une analyse de produits ayant reçu des amendements organiques ou apports d'engrais chimiques connus, par le biais de méthodes analytiques aptes à permettre d'établir, pour chacun desdits produits, les teneurs et les rapports isotopiques en azote et en carbone et/ou oxygène, - on constitue une base de données renfermant, pour chacun des produits, des données caractéristiques de leur teneur et de leur rapport isotopique en azote et en carbone et/ou oxygène, - et on procède à un traitement statistique des données renfermées dans la base de données par le biais d'un traitement statistique apte à discriminer parmi les combinaisons de données possibles les combinaisons discriminant au mieux les produits, pour chaque produit à analyser en vue de déterminer l'éventuel apport d'engrais chimiques : - on analyse ce produit par le biais de méthodes analytiques identiques à celles utilisées pour les produits constituant la base de données, de façon à déterminer des données caractéristiques de la teneur et du rapport isotopique des composants préalablement analysés lors de la constitution de la base de données : azote, carbone et/ou oxygène, - et on compare les données caractéristiques de ce produit avec celles de la base de données par le biais du traitement statistique, de façon à situer ledit produit par rapport aux produits introduits dans la base de données. 2/-Procédé de détection selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on détermine, pour chaque produit, la teneur et le rapport isotopique en azote, carbone et oxygène. 3/-Procédé de détection selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'on détermine également, pour chaque produit, la teneur et le rapport isotopique en soufre. 4/-Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'on détermine la teneur et le rapport isotopique des composants sélectionnés, par spectrométrie de masse isotopique. 5/-Procédé de détection selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on utilise comme données caractéristiques pour les produits analysés, les teneurs des composants sélectionnés, les valeurs dites 3 des rapports isotopiques de ces composants, ainsi que les rapports des teneurs en composants (teneur du composant/ somme des teneurs des divers composants) et les rapports de 8 (valeur de 8 pour le composant/somme des 6 des divers composants). 6/-Procédé de détection selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le traitement statistique consiste à effectuer une analyse factorielle discriminante. 7/-Dispositif de détection de l'apport d'engrais chimiques pour la certification de produits issus de l'agriculture biologique, caractérisé en ce qu'il comprend : - une base de données renfermant, pour une pluralité de produits ayant reçu des amendements organiques ou apports d'engrais chimiques connus, les teneurs et les rapports isotopiques en azote et en carbone et/ou oxygène desdits produits, - et des moyens de traitement statistique des données renfermées dans la base de données aptes, d'une part, à déterminer parmi les combinaisons de données possibles les combinaisons discriminant au mieux les produits, et d'autre part, pour chaque produit à analyser en vue de déterminer l'éventuel apport d'engrais chimiques, à comparer les données de ce produit caractéristique de la teneur et du rapport isotopique des composants identiques à ceux constituant la base de données, avec les données de ladite base de données, de façon à situer ledit produit par rapport à ceux introduits dans cette base de données. 8/-Dispositif de détection selon la revendication 7 caractérisé en ce que la base de données renferme, pour chaque produit, des données relatives à la teneur et au rapport isotopique en azote, carbone et oxygène. 9/-Dispositif de détection selon la revendication 8 caractérisé en ce que la base de données renferme en outre, pour chaque produit, des données relatives à la teneur et au rapport isotopique en soufre. 10/-Dispositif de détection selon l'une des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que la base de données renferme, pour chaque produit, les teneurs des composants sélectionnés, les valeurs dites 8 des rapports isotopiques de ces composants, ainsi que les rapports des teneurs en composants (teneur du composant/somme des teneurs des divers composants) et les rapports de 8 (valeur de 8 pour le composant/ somme des 8 des divers composants). 11/-Dispositif de détection selon l'une des revendications 7 à 10 caractérisé en ce que les moyens de traitement statistique sont adaptés pour effectuer une analyse factorielle discriminante.