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La bouche artificielle

Comprendre le rôle de la bouche

Tous les jours, plusieurs fois par jour, la bouche effectue la manducation. La manducation est l'action qui regroupe les opérations antérieures à la digestion que sont la préhension, la mastication, l'insalivation, la ventilation et la déglutition.
Les mécanismes en jeu dans la bouche étant complexes, une équipe de chercheurs de l'INRA (Centre des Sciences du Goût et de l’Alimentation et Flaveur Food Oral Processing & Perception) collabore afin de les étudier en profondeur, et ce en particulier, grâce au développement d'une "bouche artificielle". Leurs travaux se focalisent sur les perceptions humaines des flaveurs (sensations olfactives, gustatives et tactiles ressenties lors de la consommation d'un produit alimentaire), notamment en étudiant la mastication et la salivation « c’est-à-dire à la manière dont un aliment est déstructuré en bouche et les stimuli sont libérés pour atteindre les récepteurs », explique Christian Salles, directeur de recherche à l'INRA.
Afin d'étudier les interactions entre la mastication et la libération des arômes en bouche, les chercheurs utilisent le plus souvent une procédure in vivo en recourant à un jury de dégustateurs. Cette procédure est cependant limitée, compte tenu de la dispersion des données collectées. Pour cette raison, les chercheurs se sont tournés vers des expérimentations in vitro en utilisant une bouche artificielle ou « machine à mâcher ».

La bouche artificielle

L'idée étant inédite, il a fallu créer l'instrument de toutes pièces. Cela a nécessité trois ans d'ébauches et de développement (en collaboration avec l'IUT du Creusot). La bouche artificielle voit le jour en 2006. Sans cesse améliorée depuis, elle consiste en des mâchoires supérieure et inférieure, des dents faites à partir de molaires scannées en 3D, et d’une langue alimentée en salive artificielle. De nombreuses études ont pu être réalisées en contrôlant les paramètres de la machine (chose impossible à effectuer sur les humains ! ). Il est par exemple possible de suivre en temps réel la libération des arômes, grâce à un spectromètre de masse. La bouche humaine continue toutefois à faire partie des expériences. Les données collectées servent par exemple à calibrer plus minutieusement le simulateur de mastication.
Les chercheurs travaillent à présent sur une bouche artificielle de seconde génération pour l'horizon 2020. L'instrument, ajusté, optimisé et plus facile à utiliser permettra aux chercheurs de comprendre en profondeur l'influence de certains paramètres physiologiques sur la libération de la flaveur.

Publié le 22/11/2018

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Vers la route de 5e génération

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  • la transition énergétique, qui exige de réduire l'empreinte carbone des routes, par exemples en les rendant productrices d'énergie ;
  • la transition numérique ; c'est-à-dire l'utilisation croissante des technologies de l'information et de la communication (pour gérer plus efficacement le trafic par exemple ou s'adapter à des véhicules de plus en plus connectés).

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Parmi les pistes envisagées pour réduire l'empreinte environnementale du transport routier, divers acteurs proposent de transformer les chaussées en source d'énergie propre et renouvelable. L'une des solutions à l'étude combine l'utilisation de panneaux photovoltaïques constituant la partie superficielle de la chaussée, et de chauffe-eau solaires. En effet, l'asphalte utilisée pour les routes étant noire, elle emmagasine une importante quantité de chaleur, ce qui explique que la température à la surface des routes puisse parfois dépasser les 60°C en été. Grâce à des capteurs photovoltaïques, les chaussées produiraient alors de l'électricité, et des circuits d'eau garantiraient le refroidissement des panneaux pour en améliorer le rendement.

Mais, seul un bilan carbone permettra de confirmer le réel intérêt écologique du système, ce qui implique de prendre en compte le coût énergétique de la fabrication des différentes pièces qui le constituent, de leur transport, de leur recyclage, etc. Marc Tassone, directeur délégué de l'IFSTTAR, rappelle que « pour le moment, nous sommes dans la recherche. On commence donc par des maquettes, puis on fera une planche d’essai de cent mètres ; si ça marche et qu’on arrive à une preuve de concept, alors le système pourrait être certifié et proposé aux entreprises et aux maîtres d’ouvrage qui pourraient construire les routes ou les entretenir avec ce type de structure. » Du point de vue de la sécurité, il s'agit en particulier de maintenir les niveaux d'adhérence constants.

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Yannis Benzaïd
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