Ozone et conservation des poires en chambre froide : éthylène et maîtrise des pertes

La conservation des poires après récolte constitue un enjeu important pour les producteurs, coopératives, stations fruitières, grossistes et plateformes logistiques. Contrairement à un produit inerte, la poire continue à respirer et à évoluer après sa récolte. La température, l’atmosphère de stockage, l’humidité, la présence de micro-organismes et surtout l’éthylène influencent directement sa vitesse de maturation et sa durée de conservation.

La maîtrise de l’éthylène et de l’environnement microbiologique de la chambre froide peut ainsi jouer un rôle important dans la limitation des pertes. Parmi les technologies étudiées et utilisées en post-récolte, l’ozone présente la particularité de pouvoir agir sur plusieurs de ces paramètres.

Son utilisation doit cependant être correctement dimensionnée et intégrée aux conditions réelles de stockage : variété de poire, température, volume de la chambre, quantité de fruits, taux de renouvellement d’air, humidité, durée de conservation et mode d’application.

Pourquoi la poire est-elle particulièrement concernée par l’éthylène ?

La poire fait partie des fruits climactériques, au même titre que la pomme, la banane, l’avocat ou encore la pêche.

Après récolte, son métabolisme continue d’évoluer et la production d’éthylène participe au déclenchement et à la régulation de son mûrissement. Selon la variété et les conditions de conservation, le froid est d’ailleurs nécessaire pour permettre à certaines poires d’acquérir leur capacité à mûrir normalement après stockage.

L’objectif n’est donc pas de considérer l’éthylène comme un contaminant qu’il faudrait systématiquement supprimer, mais plutôt d’éviter son accumulation incontrôlée pendant certaines phases de stockage.

Dans une chambre froide remplie de fruits, l’éthylène libéré progressivement peut s’accumuler, particulièrement lorsque les échanges d’air avec l’extérieur sont faibles.

Cette accumulation peut contribuer à :

• accélérer l’évolution physiologique des fruits ;
• favoriser un mûrissement plus rapide ou moins homogène ;
• augmenter le ramollissement des fruits ;
• réduire la durée disponible pour le stockage et la commercialisation ;
• compliquer la gestion des lots dont les niveaux de maturité sont différents.

La gestion de l’éthylène devient donc un paramètre supplémentaire de pilotage de la conservation.

Que devient l’éthylène dans une chambre froide ?

L’éthylène est un composé organique volatil de formule C₂H₄. Invisible et présent à très faibles concentrations, il peut néanmoins provoquer des réponses physiologiques chez les végétaux.

Dans une chambre frigorifique, sa concentration dépend notamment :

• de la variété de poire ;
• du stade de maturité à la récolte ;
• de la masse totale de fruits entreposés ;
• de la température ;
• de la durée de stockage ;
• de la ventilation et du renouvellement d’air ;
• de la présence éventuelle d’autres fruits producteurs d’éthylène.

Des fruits blessés, très mûrs ou présentant un stress physiologique peuvent également contribuer à modifier l’atmosphère du stockage.

Le phénomène est particulièrement important dans les installations modernes où l’on cherche naturellement à maîtriser très précisément les échanges d’air afin de conserver température, hygrométrie et composition atmosphérique.

Comment l’ozone peut-il agir sur l’éthylène ?

L’ozone, de formule O₃, est un oxydant très réactif. Cette propriété permet notamment son utilisation pour oxyder certains composés organiques volatils présents dans l’air, dont l’éthylène.

La réaction contribue à transformer progressivement l’éthylène en composés oxydés puis, selon les conditions de réaction, en produits d’oxydation plus simples.

L’intérêt dans une installation frigorifique est donc de pouvoir traiter en continu ou de manière contrôlée l’air circulant dans le stockage afin de limiter l’accumulation de l’éthylène.

Ce principe n’est pas uniquement théorique. Des travaux scientifiques consacrés au stockage des fruits et légumes ont montré la capacité de l’ozone à réduire la concentration d’éthylène dans des enceintes contenant notamment des pommes et des poires.

Il faut toutefois éviter d’en déduire une concentration universelle d’ozone applicable à toutes les chambres froides. L’efficacité dépend fortement du volume, de la circulation de l’air, de la charge organique, de l’humidité, de la température et du type de fruits présents.

Éthylène mais aussi pertes microbiologiques

La maîtrise du mûrissement n’est qu’une partie du problème rencontré pendant la conservation des poires.

Les pertes commerciales peuvent également résulter de contaminations et de dégradations microbiologiques. Les fruits endommagés pendant la récolte, le calibrage, le conditionnement ou la manutention constituent notamment des zones favorables au développement de micro-organismes.

Les spores peuvent également circuler dans l’air de la chambre ou être présentes sur les caisses, équipements et surfaces.

Grâce à son fort pouvoir oxydant, l’ozone est également étudié pour son action sur différentes populations microbiennes.

Deux mécanismes complémentaires pour réduire les pertes

Dans une stratégie de conservation des poires, le traitement de l’air peut donc poursuivre deux objectifs distincts.

Dans la pratique, les bénéfices doivent être évalués sur chaque installation et chaque produit. L’ozone ne remplace ni le froid, ni une bonne gestion de l’humidité, ni l’atmosphère contrôlée lorsqu’elle est nécessaire. Il constitue une technologie complémentaire pouvant être intégrée à une stratégie globale de conservation post-récolte.

Ozone et atmosphère contrôlée : des technologies complémentaires

La conservation longue durée des poires peut faire appel à plusieurs technologies simultanément :

• réfrigération ;
• contrôle de l’humidité relative ;
• atmosphère contrôlée ;
• gestion des concentrations en oxygène et en dioxyde de carbone ;
• gestion de l’éthylène ;
• contrôle microbiologique de l’environnement.

L’ozone ne doit donc pas être présenté comme une alternative à l’ensemble de ces paramètres. Son intérêt réside plutôt dans sa capacité à ajouter une fonction de traitement de l’air à une installation frigorifique existante.

La stratégie optimale peut d’ailleurs être différente entre une chambre destinée à quelques jours de stockage tampon et une installation de conservation de plusieurs mois.

Pourquoi le dosage de l’ozone doit-il être maîtrisé ?

Plus d’ozone ne signifie pas nécessairement une meilleure conservation.

Une exposition excessive peut provoquer des phénomènes d’oxydation sur certains produits végétaux et dégrader leurs qualités organoleptiques ou visuelles. La sensibilité varie considérablement d’une espèce à l’autre et peut également différer selon la variété, l’état de maturité et les conditions de stockage.

Le dimensionnement doit donc prendre en compte :

• le volume réel de la chambre ;
• le tonnage de fruits stockés ;
• la température et l’humidité ;
• les mouvements d’air ;
• le niveau d’étanchéité de la chambre ;
• le taux de renouvellement d’air ;
• la durée de conservation recherchée ;
• les concentrations d’éthylène mesurées ou estimées ;
• la présence permanente ou non de personnel.

Une étude préalable et, dans certains cas, des essais sur produit permettent de définir une stratégie beaucoup plus pertinente qu’un simple dimensionnement basé sur le volume de la chambre.

Injection d’ozone dans la chambre ou traitement en boucle fermée ?

Plusieurs architectures techniques sont possibles.

Diffusion contrôlée dans la chambre froide

Une première approche consiste à produire puis diffuser de faibles quantités d’ozone directement dans l’atmosphère de stockage.

Cette configuration nécessite une maîtrise précise de la concentration ainsi que des dispositifs de sécurité adaptés : mesure d’ozone ambiant, automatismes, asservissements, signalisation et protocoles d’accès.

Traitement de l’air en boucle fermée

Une autre approche consiste à prélever l’air de la chambre froide, le faire circuler dans une cellule de traitement puis le réinjecter dans la chambre.

Dans certaines technologies, l’ozone est produit uniquement à l’intérieur du réacteur. Après avoir participé au traitement de l’air et à l’oxydation de l’éthylène, l’ozone résiduel traverse une étape catalytique permettant sa décomposition avant que l’air ne retourne dans la zone de stockage.

Cette architecture présente un intérêt particulier lorsqu’on souhaite bénéficier du pouvoir oxydant de l’ozone tout en limitant sa présence dans l’atmosphère accessible au personnel.

OXYTRADING propose notamment des solutions de ce type pour le contrôle de l’éthylène dans les chambres froides.

Quels professionnels peuvent être concernés ?

Le contrôle de l’éthylène et de l’atmosphère des chambres froides peut intéresser l’ensemble de la filière poire :

• producteurs et arboriculteurs ;
• coopératives fruitières ;
• stations de conditionnement ;
• organisations de producteurs ;
• grossistes en fruits ;
• centrales d’achat ;
• entrepôts frigorifiques ;
• plateformes logistiques ;
• exportateurs et importateurs de fruits.

Plus le stockage est long et plus la valeur économique immobilisée dans une chambre froide est importante, plus la réduction de quelques pourcents de pertes peut représenter un enjeu économique significatif.

Comment évaluer l’intérêt économique d’un traitement de l’air ?

Avant d’installer une solution de traitement, il est pertinent de quantifier la situation existante.

Quelques indicateurs peuvent être particulièrement utiles :

• tonnage moyen stocké par chambre ;
• valeur moyenne d’une tonne de poires ;
• durée moyenne de stockage ;
• pourcentage de pertes ou de déclassement ;
• causes principales des pertes ;
• concentration d’éthylène pendant le stockage ;
• variabilité des pertes entre lots ;
• coût annuel des fruits détruits ou déclassés.

Par exemple, une chambre contenant plusieurs centaines de tonnes de fruits représente rapidement plusieurs centaines de milliers d’euros de marchandise. Une réduction même limitée du taux de perte peut alors avoir un impact important sur la rentabilité du stockage.

L’analyse doit toutefois distinguer les pertes dues au mûrissement, celles dues aux maladies, celles liées à la déshydratation et celles provoquées par les chocs ou défauts de manutention. Une technologie de traitement de l’air ne peut naturellement pas agir sur toutes ces causes.

Ozone en chambre froide : quelles précautions de sécurité ?

L’ozone est un gaz réactif qui doit être utilisé dans le cadre d’une installation correctement conçue.

Lorsqu’il peut être présent dans une zone accessible aux opérateurs, le système doit notamment intégrer une analyse de risques ainsi que des moyens appropriés de surveillance et de sécurité.

En France, des valeurs limites d’exposition professionnelle existent pour l’ozone. La conception d’une installation industrielle doit donc intégrer la protection des utilisateurs dès l’origine du projet.

Selon l’architecture retenue, différentes solutions peuvent être combinées :

• mesure permanente de la concentration d’ozone ;
• asservissement du générateur ;
• détection d’ouverture de porte ;
• temporisation avant accès ;
• ventilation ou extraction ;
• destruction catalytique de l’ozone résiduel ;
• traitement en cellule fermée ;
• procédures et formation des opérateurs.

Quel cadre réglementaire pour l’ozone dans l’agroalimentaire ?

Le cadre réglementaire dépend de l’usage revendiqué et de la fonction recherchée.

Dans l’Union européenne, l’ozone généré à partir d’oxygène est approuvé comme substance active au titre du règlement européen sur les produits biocides pour plusieurs catégories d’usage, notamment le type de produits PT4 concernant le domaine des denrées alimentaires et des aliments pour animaux.

Cette approbation de la substance active ne signifie cependant pas que tous les générateurs d’ozone peuvent automatiquement être commercialisés ou utilisés avec n’importe quelle revendication biocide. L’équipement, la substance active, le procédé et les revendications doivent être analysés au regard de l’application envisagée.

Il convient notamment de distinguer une application visant principalement l’oxydation physicochimique de l’éthylène d’une application revendiquant une action de désinfection ou de maîtrise microbiologique.

L’ozone peut-il réellement réduire les pertes lors du stockage des poires ?

Les données disponibles montrent un potentiel réel de l’ozone pour le traitement de l’atmosphère de stockage des fruits, notamment en raison de son action sur l’éthylène et, selon les conditions d’utilisation, sur certains micro-organismes.

Mais la performance industrielle dépend de nombreux paramètres. Il serait donc incorrect de promettre un nombre universel de jours ou de semaines supplémentaires de conservation.

La bonne approche consiste à partir du problème rencontré par l’exploitant :

• accumulation excessive d’éthylène ;
• maturation trop rapide ;
• dégradation de certains lots ;
• présence de moisissures ;
• pertes importantes après plusieurs mois de stockage ;
• variabilité de la qualité à la sortie de chambre froide.

À partir de ces données, il devient possible de déterminer si le traitement de l’air à l’ozone constitue une solution pertinente et de définir la technologie adaptée.

OXYTRADING : étude et traitement de l’air des chambres froides

OXYTRADING accompagne les professionnels des fruits et légumes dans l’étude et l’intégration de solutions de traitement de l’air et de maîtrise de l’éthylène.

Notre approche consiste à analyser les conditions réelles de stockage avant de sélectionner et dimensionner la technologie :

• volume des chambres froides ;
• produits stockés ;
• tonnage ;
• durée de conservation ;
• ventilation existante ;
• problématiques d’éthylène ;
• pertes observées ;
• contraintes de sécurité et d’exploitation.

Selon le projet, différentes solutions peuvent ensuite être étudiées, depuis le traitement contrôlé de l’atmosphère jusqu’aux technologies en boucle fermée permettant de traiter l’éthylène sans diffuser directement l’ozone dans la chambre.

Vous stockez des poires en chambre froide et souhaitez réduire vos pertes ?
OXYTRADING peut étudier votre installation et déterminer la pertinence technique et économique d’un traitement de l’air adapté à votre stockage.

Découvrez également notre page consacrée à l’éthylène et aux problèmes de mûrissement des fruits ainsi que nos solutions de contrôle de l’éthylène pour chambres froides.