Brevet FR2876186A1 — publié le 20060407

PROCEDE DE CONTROLE DE LA QUALITE D'UN PRODUIT ALIMENTAIRE ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention se rapporte à un procédé de contrôle de la qualité d'un produit alimentaire, visant notamment à contrôler au moins une caractéristique macroscopique permettant d'appréhender l'état physiologique et/ou l'état physico-chimique d'un produit alimentaire, ainsi qu'à un dispositif pour sa mise en oeuvre. Pour contrôler la qualité d'un fruit, notamment sa maturité, on utilise généralement le rapport entre le taux de sucre et l'acidité. Pour mesurer l'acidité, une solution consiste à broyer le fruit à contrôler ou en extraire du jus puis à déterminer sa teneur en acides organiques à un pH donné à l'aide d'un dosage acide/base. Cette mesure s'apparente à une mesure de laboratoire, difficile à mettre en oeuvre sur site, qui nécessite un investissement coûteux en temps. Une autre solution consiste à faire réaliser cette mesure par un laboratoire. Toutefois, dans ce cas, les résultats de la mesure ne sont pas immédiats. Pour mesurer le taux de sucre, on a recours à une mesure de type optique, la réfractométrie. Dans ce cas, on détermine l'indice de réfraction du jus ou de la pulpe du fruit à contrôler, fonction de la teneur en sucre, à l'aide d'un réfractomètre. Cet appareil est relativement coûteux. Il existe par ailleurs des appareils de contrôle dit non destructif pour déterminer la maturité du fruit sans avoir besoin d'extraire du jus ou de la pulpe. Ces appareils utilisent soit une mesure de type otique telle que décrite dans le document EP-961.112 ou soit une mesure de type mécanique à partir de vibrations telle que décrite dans le document U5-5. 152.401. Là encore, ces appareils s'apparentent plus à des instruments de laboratoire et sont relativement coûteux et complexes à utiliser. Par ailleurs, ils sont conçus 5 pour un type de fruit et ne sont pas polyvalents. Ces inconvénients sont inhérents aux appareils de contrôle permettant de mesurer la qualité des produits alimentaires. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un nouveau procédé de contrôle de la qualité d'un produit alimentaire tel qu'un fruit par exemple, fiable, permettant une mise en oeuvre simple et rapide. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de contrôle de la qualité d'un produit alimentaire, notamment adapté pour le contrôle de la maturité d'un fruit ou d'un légume, ledit procédé visant à contrôler au moins une caractéristique du produit telle que le taux de sucre, le taux d'humidité, l'acidité, le taux en sel, l'état de texture, le degré alcoolique ou autre, caractérisé en ce qu'il consiste à - générer une différence de potentiel sinusoïdale entre au moins deux électrodes entre lesquelles est disposée une partie du produit, ledit produit étant modélisé par un circuit électrique de type RC en parallèle, - mesurer au moins une grandeur électrique du circuit électrique RC en parallèle telle que la résistance équivalente Rp, la capacité équivalente Cl), le courant induit Ip, le déphasage ep, l'impédance totale Zp, la partie imaginaire de l'impédance Xp ou autre, - déterminer la caractéristique à contrôler du produit en fonction de la 25 valeur de ladite au moins une grandeur électrique mesurée. L'invention propose également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure lA est un schéma illustrant le procédé de contrôle selon l'invention 5 appliqué à un fruit, - la figure 1B est un schéma électrique illustrant la modélisation du produit alimentaire sous forme d'un circuit électrique, - la figure 2 est un schéma illustrant le déphasage entre la différence de potentiel sinusoïdale entre des électrodes et le courant induit, - la figure 3 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, et - la figure 4 est un schéma illustrant des courbes d'une caractéristique à contrôler, fonction du courant induit et de la température, lesdites courbes étant utilisées pour la corrélation. Sur la figure 1, on ci représenté schématiquement le principe du procédé de contrôle de la qualité selon l'invention appliqué à un fruit, notamment une pomme. Bien entendu, le procédé de l'invention n'est pas limité aux fruits, mais peut s'appliquer généralement à tous les produits alimentaires solides, liquides ou pâteux. Ainsi, ce procédé peut être utilisé par exemple pour déterminer le taux de sucre d'un jus ou le taux d'alcool notamment d'un moût de raisin. Par contrôle de la qualité, on entend la comparaison d'au moins une grandeur physique ou caractéristique, par exemple le taux d'humidité, le taux de sucre, l'acidité ou autre avec au moins une valeur de référence. Selon les cas, le contrôle peut se traduire par une mesure de la caractéristique et une comparaison de ladite mesure avec une valeur de référence ou par la déduction que ladite caractéristique est comprise dans une plage donnée, par exemple inférieure à une valeur de référence, sans connaître la valeur exacte de ladite caractéristique. Selon l'invention, le procédé consiste à générer une tension sinusoïdale (produite par un générateur 14) entre deux électrodes 10 entre lesquelles est disposée une partie du produit 12 à contrôler, par exemple un fruit. Comme illustré sur la figure 1B, le produit 12 peut se modéliser par un circuit 5 électrique RC en parallèle avec une résistance équivalente Rp et une capacité équivalente C. La différence de potentiel sinusoïdale, d'amplitude et de fréquence connues, générée entre les électrodes, produit au moins une grandeur électrique E que l'on peut aisément mesurer selon des techniques connues, notamment un courant induit Ip, un déphasage ep, une impédance totale Zp, une partie imaginaire de l'impédance Xp ou autre. Sur la figure 2, on a représenté en 16 la courbe de tension sinusoïdale (trait continu) et en 18 la courbe du courant induit (trait mixte), lesdites courbes ayant un déphasage ep. Selon l'invention, la caractéristique que l'on cherche à contrôler est déterminée par corrélation d'au moins une grandeur électrique mesurée avec des valeurs mémorisées, obtenues par étalonnage. Ainsi, pour l'étalonnage, les valeurs des grandeurs électriques sont mesurées et mémorisées en faisant varier la ou les caractéristiques que l'on cherche à 20 contrôler. A titre d'exemple, pour une prune reine claude, on déduit les valeurs suivantes: Taux de sucre ( BRIX) 10,9 11,95 12,75 13,85 14,9 15,55 16, 65 18,25 Courant induit mesuré 0,678 0,648 0,617 0,551 0,448 0,427 0, 347 0,368 (mA) Pour contrôler une caractéristique pour différents produits, il convient donc au préalable d'effectuer, pour les différents produits, des mesures afin de 25 déterminer les grandeurs électriques en faisant varier ladite caractéristique. Selon une autre caractéristique de l'invention, on peut déduire grâce à l'étalonnage, une fonction F telle que C = F (Rp, Cp, Ip, ep, Zp, Xp), C étant la caractéristique que l'on cherche à contrôler. A titre d'exemple, pour les prunes, le taux de sucre = -20,8xIp + 24,93 avec Ip 5 en mA et le taux en sucre en BRIX. Grâce à la corrélation ou à la fonction F, les grandeurs électriques sont traduites de manière automatique en caractéristique à contrôler, si bien que l'utilisateur n'a pas besoin d'interpréter la mesure des grandeurs électriques pour en déduire la valeur de la caractéristique à contrôler. En appliquant une tension sinusoïdale aux bornes des électrodes 10, il est possible de mesurer plusieurs grandeurs électriques ce qui contribue à améliorer la précision de la mesure, les mesures des grandeurs électriques étant moins sensibles à l'environnement contrairement aux mesures de type optique ou par vibrations mécaniques. Par ailleurs, le procédé peut être mis en oeuvre rapidement, sur site, par un néophyte, ce dernier n'ayant qu'à introduire les électrodes dans le produit alimentaire à contrôler et à lire la mesure. Ainsi, les principaux avantages du procédé de l'invention sont une mesure directe, instantanée, sur site, assurant dans la majorité des cas un contrôle considéré comme non destructif. Selon l'invention, le procédé de contrôle peut s'appliquer à une grande variété de produits alimentaires en réalisant au préalable un étalonnage pour chaque produit. Selon l'invention, lorsque le contrôle est réalisé à une température différente de la température ambiante ou d'étalonnage et/ou lorsque les grandeurs électriques mesurées varient en fonction de la température, le procédé comprend une étape visant à déterminer la température du produit contrôlé, notamment à proximité des électrodes 10. Ainsi, on détermine la caractéristique contrôlée par corrélation ou à l'aide d'une fonction à partir des mesures de la température et de la ou des grandeurs électriques. A titre d'exemple, le procédé de contrôle peut être utilisé pour mesurer la teneur en eau de pruneaux en cours de séchage, pour arrêter le séchage à une teneur en eau satisfaisante, en accord avec la norme. 5ur la figure 4, on a représenté des courbes associées chacune à une teneur en eau correspondant à des fonctions du courant induit en fonction de la température. Ces courbes sont obtenues par étalonnage et sont mémorisées. Pour la mise en oeuvre, les électrodes sont introduites dans le pruneau afin de mesurer le courant induit et la température. A partir de ces deux mesures et des courbes de la figure 4 mémorisées, il est possible par corrélation de déterminer la teneur en eau et de l'afficher sur un écran. La détermination de la caractéristique, à l'occurrence la teneur en eau, s'obtient 15 de la manière suivante: Dans un premier temps, connaissant le couple (courant induit, température), on détermine les deux courbes disposées de part et d'autre du point correspondant audit couple. Connaissant ces deux courbes, on détermine l'équation de la courbe moyenne disposée entre lesdites courbes. On détermine alors la position du point par rapport à la courbe moyenne. On continue cette boucle d'opérations jusqu'à ce que l'écart entre le point et la droite la plus proche soit inférieur à un seuil déterminé. A titre d'exemples, pour déterminer la maturité de fruits, les grandeurs électriques pertinentes sont les suivantes: Pour les prunes, les pommes et les fraises, le taux en sucre est fonction du courant induit Ip (mA) et la mesure de l'acidité est fonction de la partie imaginaire de l'impédance Xp (Ohms). Pour les kiwis, le taux en sucre est fonction de l'impédance totale Zp (Ohms) et la mesure de l'acidité est fonction du déphasage 4p (degré). Pour le melon, le taux en sucre est fonction de l'impédance totale Zp (Ohms). Dans le cas d'autres produits alimentaires: Pour les saumures, la mesure du taux de sel est fonction du déphasage ep (degré). Pour les salaisons, la mesure du taux de sel est fonction de l'impédance totale Zp (Ohms). Pour les liqueurs, la mesure du taux d'alcool est fonction du déphasage ep 10 (degré). Pour les moûts, la mesure du taux d'alcool est fonction du courant induit Ip (mA) et du déphasage 4p (degré). L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, illustré par la figure 3. Ce dispositif 20 comprend un boîtier 22 avec en partie supérieure deux électrodes 24 et une sonde de température 26 en saillie par rapport à une surface de réception 28 ainsi qu'au moins un écran de visualisation 30 et des moyens de saisie 32 tels qu'un clavier. Selon un mode de réalisation, le boîtier contient une carte électronique, des moyens de stockage des mesures obtenues lors de l'étalonnage, des moyens pour générer une tension sinusoïdale entre les électrodes 24, des moyens de mesure d'au moins une grandeur électrique, des moyens de mesure de la température, des moyens de traitement des valeurs mesurées pour en déduire la valeur de la caractéristique contrôlée. En complément, le boîtier peut comprendre des moyens de connexion pour la transmission de données vers l'extérieur, notamment vers un ordinateur, des moyens de connexion à une alimentation électrique ou tout autre moyen de connexion. De préférence, le dispositif comprend en plus des moyens pour stocker les valeurs mesurées, des moyens pour transférer les données vers un ordinateur et des moyens de calcul statistique à partir de séries de mesures. Selon une variante, les électrodes 24 peuvent être disposées sur une sonde reliée au boîtier par un cordon, ladite sonde étant susceptible d'offrir un contact optimisé entre les électrodes et le produit à contrôler, notamment lorsque ce dernier est liquide, par exemple du moût de raisin. A titre d'exemple, selon un mode de réalisation, les électrodes sont réalisées à partir d'un alliage à base de nickel et de chrome. Ainsi, les électrodes présentent une excellente capacité de conductivité, sont inoxydables et suffisamment rigides pour limiter les risques de détérioration. A titre d'exemple, selon un mode de réalisation, l'écart e entre les électrodes est compris entre 2 et 6 mm. De préférence, cet écart est de l'ordre de 4 mm. Avantageusement, les électrodes ont une hauteur h de l'ordre de 5 mm. Cette configuration permet d'obtenir un bon compromis de manière à obtenir la réponse impédancemétrique la plus élevée, tout en limitant les risques de présence d'air entre les électrodes. Cette configuration permet également de réduire la taille des perforations produites dans les produits. Selon les cas, les électrodes peuvent avoir différentes formes. Ainsi, les deux électrodes peuvent se présenter sous forme d'aiguilles ou sous forme de plaques, ou l'une sous forme d'aiguille et l'autre sous forme de plaque en fonction des produits contrôlés. Dans le cas d'une électrode sous forme de plaque, le produit peut être apposé contre ladite électrode et non perforé par celle-ci. En variante, on peut envisager plus de deux électrodes. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne la grandeur physique contrôlée, le produit contrôlé et les grandeurs électriques mesurées. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle de la qualité d'un produit alimentaire, notamment adapté pour le contrôle de la maturité d'un fruit ou d'un légume, ledit procédé visant à contrôler au moins une caractéristique du produit telle que le taux de sucre, le taux d'humidité, l'acidité ou autre, caractérisé en ce qu'il consiste à - générer une différence de potentiel sinusoïdale entre au moins deux électrodes (10, 24) entre lesquelles est disposée une partie du produit, ledit produit étant modélisé par un circuit électrique de type RC en parallèle, - mesurer au moins une grandeur électrique du circuit électrique RC en parallèle telle que la résistance équivalente Rp, la capacité équivalente Cp, le courant induit Ip, le déphasage ep, l'impédance totale Zp, la partie imaginaire de l'impédance Xp ou autre, déterminer la caractéristique à contrôler du produit en fonction de la valeur de ladite au moins une grandeur électrique mesurée. 2. Procédé de contrôle de la qualité d'un produit alimentaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caractéristique à contrôler est déterminée en corrélant la valeur de ladite au moins une grandeur électrique mesurée avec des valeurs mémorisées obtenues par étalonnage. 3. Procédé de contrôle de la qualité d'un produit alimentaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caractéristique à contrôler est une 20 fonction de ladite au moins une grandeur électrique mesurée. 4. Procédé de contrôle de la qualité d'un produit alimentaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la température du produit, de préférence à proximité des électrodes, et déterminer la caractéristique à contrôler du produit en fonction de la valeur de ladite au moins une grandeur électrique mesurée et de la température. 5. Procédé de contrôle de la teneur en eau de pruneaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à - générer une différence de potentiel sinusoïdale entre les électrodes introduites dans un pruneau, - mesurer le courant induit et la température du pruneau, et - déterminer la teneur en eau du pruneau connaissant par étalonnage pour différentes teneurs en eau la fonction du courant induit en fonction de la température. 6. Dispositif pour le contrôle de la qualité d'un produit alimentaire selon le procédé de l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux électrodes (10, 24), des moyens pour générer une différence de potentiel sinusoïdale entre lesdites électrodes, des moyens pour mesurer au moins une grandeur électrique du circuit électrique RC en parallèle modélisant le produit et des moyens pour déterminer la caractéristique à contrôler à partir de la valeur de ladite au moins une grandeur électrique mesurée. 7. Dispositif pour le contrôle de la qualité d'un produit alimentaire selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une sonde de température pour déterminer la température du produit contrôlé. 8. Dispositif pour le contrôle de la qualité d'un produit alimentaire selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les électrodes sont réalisées à partir d'un alliage à base de nickel et de chrome. 9. Dispositif pour le contrôle de la qualité d'un produit alimentaire selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'écart e entre les électrodes est compris entre 2 et 6 mm, et de préférence de l'ordre de 4 mm. 10. Dispositif pour le contrôle de la qualité d'un produit alimentaire selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les électrodes ont une hauteur de l'ordre de 5 mm.