Impression 3D par écran bio pour la production à haut débit d’échafaudages pour alternatives à la viande

Pourquoi transformer des haricots en steaks importe

Pour les personnes qui apprécient le goût et la texture de la viande mais s’inquiètent du bien‑être animal, du changement climatique ou de l’utilisation des ressources, une grande question demeure : comment fabriquer des « steaks » réalistes sans élever d’animaux ? Cette étude présente une manière d’assembler des pièces proches de la viande en utilisant un outil industriel familier de l’imprimerie et de l’emballage, avec pour objectif de rendre les alternatives structurées à la viande moins chères, plus rapides et plus proches en sensation de mastication de l’original.

Emprunter un outil à l’atelier d’impression

Les chercheurs ont adapté la sérigraphie, une technique longtemps utilisée pour décorer des T‑shirts et des composants électroniques, pour créer des structures alimentaires tridimensionnelles. À la place de l’encre, ils utilisent des pâtes épaisses composées d’ingrédients alimentaires, en particulier de protéines de soja. Un fin treillis ou un pochoir en métal détermine où la pâte est pressée, ajoutant des couches très fines les unes sur les autres. En contrôlant le séchage et l’empilement, ces couches forment un petit « échafaudage » dont le motif interne et l’épaisseur peuvent être ajustés pour rappeler le tissu conjonctif et le marbrage observés dans un steak. Comme la sérigraphie est déjà employée à l’échelle industrielle, la même idée pourrait un jour être mise en œuvre sur de grandes machines pour produire plusieurs kilogrammes de produit par heure.

Concevoir des briques comestibles

Pour transformer la protéine de soja en matériau imprimable, l’équipe a étudié son comportement rhéologique sous pression. Une teneur élevée en protéines rend généralement les pâtes trop rigides pour passer par de fines ouvertures. Les auteurs ont résolu ce problème avec des agents réducteurs de qualité alimentaire comme le sulfite de sodium, qui relâchent doucement le réseau protéique afin que la pâte devienne plus facile à pousser à travers le treillis sans chauffage. Ils ont aussi ajouté une petite quantité d’alginate, un épaississant d’origine marine, pour aider les couches imprimées à garder leur forme et à lier les différents composants. Cette recette a permis aux pâtes riches en protéines de se comporter comme des encres classiques de sérigraphie, conservant une haute résolution jusqu’à environ un dixième de millimètre tout en formant des gels solides après séchage et réticulation.

Des échafaudages structurés aux steaks marbrés

Avec ces « encres », l’équipe a imprimé des grilles de barres et de cavités qui imitent le tissu de soutien dans la viande. Ils ont pu produire de manière fiable des pores circulaires, rectangulaires et hexagonaux sur une plage de tailles, avec de très faibles écarts par rapport aux dimensions prévues. En utilisant un second matériau plus doux à base de soja et d’huile, ils ont ensuite ajouté une « graisse » végétale dans les interstices en un seul passage, créant des prototypes marbrés. En empilant des couches imprimées individuellement et en les reliants à nouveau par des solutions calciques, ils ont construit des pièces d’une épaisseur supérieure à un demi‑centimètre. Des tests ont montré que ces échantillons empilés et imprimés absorbaient des liquides, perdaient de la masse et changeaient de hauteur lors d’une cuisson à la poêle de façons comparables à la viande conventionnelle, et leur dureté, élasticité et fermeté entraient dans ou près des plages rapportées pour du muscle animal cuit.

Inviter des cellules vivantes dans la structure

Un objectif clé de la viande cultivée est d’inclure de véritables cellules animales. Les auteurs ont cultivé des cellules précurseures musculaires de souris sur et à l’intérieur des échafaudages à base de soja pour vérifier si les structures imprimées pouvaient servir de support pour de futurs produits hybrides. Après des étapes de lavage pour éliminer l’excès d’agents réducteurs, les échafaudages ont soutenu une croissance cellulaire saine à leur surface : les cellules se sont étalées, se sont alignées le long des barres imprimées et ont fusionné en fibres musculaires précoces. Lorsque les cellules ont été mélangées à une matrice molle de collagène en gel et pipetées dans les cavités de l’échafaudage, elles ont également survécu en trois dimensions, surtout si elles avaient été partiellement différenciées au préalable. Bien que la quantité totale de protéine animale ajoutée ainsi reste faible comparée à un steak, l’approche montre que matériaux végétaux et cellules musculaires peuvent être combinés dans un même objet imprimé.

Ce que cela pourrait signifier dans votre assiette

En termes simples, ce travail montre qu’une méthode d’impression courante peut être réimaginée comme un outil de production alimentaire qui façonne des pâtes épaisses de protéines végétales et des cellules vivantes en pièces de type steak. Le procédé peut gérer une forte teneur en protéines, créer des motifs internes fins sans sacrifier la vitesse, et produire des échafaudages qui supportent la cuisson tout en offrant une sensation en bouche familière. Si elle est adaptée à des machines industrielles à grande échelle et associée à des méthodes améliorées de croissance cellulaire et à des milieux totalement d’origine végétale, l’impression 3D bio par écran pourrait rapprocher des alternatives structurées abordables et la viande cultivée hybride des repas quotidiens.

Citation: Maatz, R., Karnop, P., Sylvia, R. et al. 3D bio-screen printing for high-throughput production of scaffolds for meat alternatives. npj Sci Food 10, 155 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00853-0

Mots-clés: viande cultivée, impression 3D bio par écran, échafaudage en protéine de soja, alternatives à la viande, viande cultivée hybride