Accélérer la recherche et l’innovation sur les ferments, les aliments fermentés et la biopréservation.

La planète comptera 10 milliards d’habitants à nourrir d’ici 2050. Par ailleurs, notre modèle d’alimentation, aujourd’hui responsable de près de 30 % des émissions de gaz à effet de serre, est associé à la dégradation de la biodiversité et de la qualité de l’eau.

Dans ce contexte, les ferments offrent un potentiel d’innovation exceptionnel pour accompagner les transitions vers une alimentation plus sûre, plus saine et plus durable.

Fermentation7 :

Procédé ancestral de préservation des aliments, la fermentation repose sur
l’activité de microorganismes (bactéries, levures, champignons filamenteux) qui par leur
présence et la production de certaines molécules, empêchent le développement d’autres
microorganismes notamment pathogènes.

La fermentation apporte aussi goûts, odeurs,
textures nutriments qui font la qualité et la saveur des produits fermentés.

Plus précisément, la fermentation est un processus qui transforme certains sucres présents dans
un aliment ou une boisson en acide ou en alcool grâce à l’action de microorganismes
(bactéries, levures, moisissures). La production d’acide entraîne une diminution de pH de
l’aliment qui empêche le développement de bactéries pathogènes ou de moisissure. Au
passage, d’autre molécules que les acides ou alcools peuvent être produites (CO2, arômes,
vitamines, couleurs, sucres complexes, acides gras etc.) et se sont ces molécules qui apportent
la typicité des fromages, pains, vins. Deux types de fermentation sont bien connues, la
fermentation lactique et la fermentation alcoolique mais il en existe bien d’autres : acétique,
butyrique, propionique, malolactique…

Ferments :

Terme générique désignant le ou les agents de la fermentation. Peu défini d’un
point de vue biologique, il renvoie souvent à un ensemble de microorganismes ou à
microorganisme particulier responsables d’une fermentation (ex. un ferment lactique). Il est
très associé à l’alimentation et peut se substituer au terme « microorganismes » dans la plupart
de ses utilisations courantes.

Biopréservation8 :

Méthode de conservation des aliments faisant appel à des micro-
organismes ou à leurs métabolites naturels (acides, alcools, vitamines etc.). Ces termes sont
généralement utilisés en opposition à l’ajout d’additifs encore appelés conservateurs dits «
chimiques » ou « de synthèse » classiquement utilisés dans les industries agro-alimentaires. La
biopréservation, comme toute autre méthode de conservation, doit permettre de maîtriser la
croissance de microorganismes pathogènes ou d’altération, tout en préservant les qualités
organoleptiques et nutritionnelles du produit au cours de sa durée de vie.

Coordonné par INRAE et l’ANIA, Ferments du Futur vise à accélérer la recherche et l’innovation dans le domaine des ferments, des aliments fermentés et de la biopréservation. Ce programme revêt un caractère hautement stratégique pour répondre aux enjeux de transition agroécologique, de souveraineté alimentaire et pour renforcer le leadership économique de l’industrie agro-alimentaire française et européenne dans un secteur qui mobilise des investissements massifs à l’international.
Associant étroitement 38 membres, ce partenariat public-privé bénéficie de financements exceptionnels dans le cadre de France 2030 (48.3 M€) qui seront complétés par des investissements privés au moins équivalents dans les 10 ans à venir.

Ferments du Futur

 48,3 M€ de France 2030 sur 10 ans dont 21 M€ d’équipement et 15 M€ pour les
appels à projets précompétitifs annuels ; objectif d’un investissement au moins
équivalent du secteur privé dans 10 ans
 38 membres : 24 entreprises, 6 établissements d’enseignement supérieur et de
recherche et 8 organisations professionnelles
 15 000 + souches de bactéries, levures et champignons filamenteux disponibles
dans les Centres Internationaux de Ressources Microbiennes2

Les membres

6 établissements d’enseignement supérieur et de recherche : AgroParisTech, INRAE, L’Institut Agro, Université Clermont-Auvergne, Université Paris-Saclay, VetAgroSup

24 entreprises privées : Agrial, Atelier du Fruit, Axéréal, Bel, Biogroupe, C&DAC, Danone, Eurogerm, Grandiose, Green Spot Technologies, Greentech, IFF, InVivo, Lallemand, Lesaffre, Les Nouveaux Affineurs, LIP, Nutrition & Santé, Nutropy, Philibert Savours, Revobiom, Savencia, ShakeUpFactory, Toopi Organics

8 organisations professionnelles : Actia, Adepale, Ania, B4C, Cniel, Fedalim, Syfab, Vitagora

Un Centre d’Innovation « Ferments du Futur » ou CI2F

Tournée vers les projets d’innovation, ce centre d’innovation installé au sein du cluster Paris-
Saclay sera inauguré à l’automne 2024. Le CI2F s’organisera autour de 3
plateformes principales équipées de matériel de pointe : criblage et fermentation petits
volumes, bioprocédés et prototypages alimentaires, caractérisation physico-chimique.
L’équipe technique comptera une petite dizaine de personne d’ici à l’inauguration et
s’étoffera au fur et à mesure des projets.

Une plateforme distribuée au cœur d’unité de recherche

Cette plateforme permettra une connexion directe et simplifiée avec des équipes spécialisées
en microbiologie alimentaire, procédés et instrumentation, interaction
alimentation/microbiotes/santé. Au total ce sont 7 unités de recherche réparties sur tout le
territoire français et dans lesquelles Ferments du Futur finance de nouveaux équipements pour
renforcer les capacités techniques existantes et recrute 13 personnes associées à ces
expertises. Le programme servira de porte d’entrée vers toutes ces expertises parfois difficiles
à identifier et à rassembler en un tout activable par une entreprise.

La fermentation et l’alimentation

 Jusqu’à 5000 aliments fermentés différents seraient consommés dans différentes régions du monde3
 – 13 000 ans avant J-C pour retrouver les premières traces d’aliments fermentés sur le pourtour méditerranéen4
 Au global, les aliments et boissons fermentées pourraient représenter jusqu’à 40% de ce l’alimentation mondiale en fonction des régions du globe5
 Secteur agroalimentaire en France6 (2021) :
o 17 000 entreprises ont réalisé un chiffre d’affaires de 198 milliards d’euros et employaient directement 450 000 personnes, et représentaient jusqu’à 2 millions d’emplois indirects sur tout le territoire national.
o 70% de la production agricole française a été transformée en France et a représenté un excédent commercial de 6,1 milliards d’euros.

La place de la fermentation en France

Fromage, pain, yaourt, saucisson, choucroute, kéfir, vin, bière… Les ferments sont déjà présents quotidiennement dans nos vies et jusqu’à 40% de notre alimentation repose sur la fermentation. Par ailleurs, le secteur agroalimentaire français représentait en 2021 un chiffre d’affaire de 198 milliards d’euros, plus de 450 000 emplois et une contribution positive à la balance commerciale française depuis de nombreuses années. Ainsi, travailler pour et avec les filières existantes – lait, viande, boissons, céréales etc. est un enjeu très important.

Ferments du Futur doit également permettre de développer de nouveaux aliments fermentés, à base notamment de céréales, de légumineuses, de fruits et légumes, voire de nouvelles ressources (insectes, algues…). Ces nouveautés doivent aider à « végétaliser » notre alimentation et à renforcer sa durabilité. Nous sommes ainsi au carrefour de la recherche, de l’innovation et des changements d’habitudes alimentaires pour accompagner la nécessaire transition vers une alimentation plus saine, plus sûre et plus durable, accessible à tous.

Pourquoi la France est-elle bien placée pour être leader R&D sur ce marché de la fermentation ?

La France a une longue tradition de recherche et d’innovation liée à la fermentation.
Elle a été une pionnière pour passer d’une connaissance empirique à la maitrise industrielle des procédés fermentaires. En témoignent les travaux de Louis Pasteur sur le vin qui remontent à fin du XIXe et qui permirent de comprendre que chauffer les mouts de raisins évitait la formation du vinaigre au profit du vin. Il venait d’inventer la « pasteurisation » encore utilisée très largement aujourd’hui dans la fabrication d’aliments et de boissons partout dans le monde.

Actuellement ce sont des centaines d’agents INRAE (chercheurs, ingénieurs, techniciens) et des milliers de personnes si on raisonne à l’échelle des universités, des écoles d’ingénieurs, et d’autres centres de recherche, qui travaillent de près ou de loin sur des sujets liés à la fermentation.

Concernant le monde socio-économique, des acteurs tels que les interprofessions (CNIEL) ou encore les instituts techniques associés à l’ACTIA sont en pointe sur les problématiques de terrain auxquelles sont confrontées les professionnels du secteur alimentaire : sécurité des fromages au lait cru, diminution des additifs dans les salaisons, maintien de la qualité du vin, sont au autant de sujets qui sont portés par des filières très bien structurées en France et dont les travaux peuvent impacter à l’échelle européenne notamment.

Enfin, les entreprises implantées en France sont parmi les leaders mondiaux de la fermentation avec des coopératives agricoles (InVivo, Axéréal, Agrial), des fabricants de produits fermentés (Danone, Bel, Savencia), des fabricants de ferments (Lallemand, Lesaffre, IFF), de belles ETI (Nutrition & Santé, Eurogerm), et un tissu de PME (Greentech, Philibert Savours, Biogroupe, le LIP) et TPE associées notamment à une production de terroir (vin, fromage, cidre pour ne citer que quelques exemples) qui
font la réputation gastronomique de notre pays à l’international.

L’innovation n’est pas en reste avec un tissu de start-ups très actives sur différents domaines de la fermentation que ce soit pour produire des protéines animales par fermentation de précision (Nutropy), valoriser des co-produits issus de différents domaines alimentaires (Greenspot Technologies) ou encore transformer l’urine humaine en fertilisant pour l’agriculture (Toopi Organics). Nous avons même des start- up deeptech qui développent des outils de pointe pour stabiliser les fonctions d’écosystèmes microbiens complexes (Revobiom).

Regrouper partenaires publics et privés, des labos comme des start-ups, et des services R&D de grandes entreprises agroalimentaires

Les 38 organisations composant le consortium sont le reflet du lien étroit que nous visons entre recherche et innovation. Les entreprises et le monde académique collaborent de longue date. De même, les grandes entreprises ont commencé à s’ouvrir à la collaboration avec des start-ups. Dans les deux cas, un programme comme Ferments du Futur va permettre de renforcer ces liens, de créer un cadre de collaboration facilité et de faire émerger des sujets communs sur lesquels un groupe de 38 organismes a plus de chance de réussir notamment à l’échelle européenne ou mondiale.

Par ailleurs, une grande complémentarité des membres du consortium aussi bien publics que privés se retrouve dans leurs expertises et marchés : certains labos ou entreprises sont des spécialistes des ferments et de la fermentation, d’autres des experts de l’amont agricole et des premières transformations, d’autres de la fabrication d’aliments, des boissons, des procédés ou encore de la relation aux consommateurs. Cela permet d’envisager des synergies du champ à l’assiette et des approches circulaires impossible à construire sans cette diversité d’acteurs.

En 2023 les 38 membres ont coopéré pour sélectionner 6 projets de recherche (voir détails plus loin) financés par Ferments du Futur et dont les résultats seront partagés entre tous les membres publics et privés. En parallèle, des discussions bilatérales entre l’équipe opérationnelle de Ferments du Futur et une ou plusieurs entreprises commencent à définir le contour des premiers projets d’innovation financés par ces entreprises et dont les résultats resteront confidentiels.

Ferments du Futur a donc été construit pour permettre d’allier coopération et compétition et notamment de favoriser les alliances entre entreprises du consortium pour permettre une mutualisation du risque sur des innovations qui seraient difficiles à porter pour une seule entreprise. Ainsi, par l’intermédiaire de Ferments du Futur, un fabriquant de ferments et un fabriquant de produits alimentaires peuvent travailler plus facilement ensemble sur des sujets risqués techniquement ou économiquement.

Le Centre d’Innovation Ferments du Futur sera un lieu de formation pour les étudiants et professionnels. Un projet de contribution à un M2 de l’Université Clermont-Auvergne (en lien avec le PEM2i à Aurillac) est en discussion.

Les premiers produits seront liés aux résultats des premiers projets qui commencent tout
juste. D’une durée maximale de 2 ans, leurs résultats seront disponibles dès 2025 et les
entreprises du consortium, étroitement liées aux projets, pourront se saisir des résultats
et poursuivre leur développement, pour ensuite intégrer ces innovations dans des
produits existants

Les Projets

 PULSENHANCE :
amélioration du goût de produits fermentés à base de
légumineuses > possibilité de développer des fromages végétaux à base de
légumineuses avec des goûts plus en phase avec les attentes des consommateurs.

 BIOCOBALT :
colorant obtenu par fermentation solide naturelle > remplacer les
colorants obtenus par synthèse chimique, et ce en développant un procédé
économe en eau et en énergie.

 BECYCLE :
modèles mathématiques pour améliorer la production de composés
complexes (arômes ou vitamines) > permettre de choisir les bons couples
microorganisme(s) / matrice(s) alimentaire(s) lorsque l’on souhaite améliorer la
qualité sensorielle et/ou nutritionnelle d’un produit.

 PROMHEALTH :
ciblant la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA),
développement d’un modèle cellulaire in vitro permettant de mimer le dialogue
intestin/œil afin de sélectionner des ferments « probiotiques » et en particulier leur
capacité à enrichir les cellules rétiniennes en oméga-3 protecteurs > accélérer le
développement de produits contre la DMLA s’appuyant sur des approches
nutraceutiques.

 SYNERGY :
compréhension de ce qui se produit dans un grain de kéfir à
l’écosystème complexe > s’inspirer du fonctionnement d’un grain de kéfir pour
développer d’autres types de produits où la synergie microbienne est au cœur de
l’activité recherchée

 SYMPLEX:
association entre micro-organismes et diverses matrices végétales et lien
avec la production de métabolites spécifique et des impacts santé (notamment
via le microbiote intestinal) > proposer des associations microorganismes x plantes
qui assurent une bonne croissances des microorganismes et la production de
composés d’intérêt santé.