Les tomates et le forces de compression
Les tomates sont des fruits tendres et fragiles qui peuvent subir des dégâts considérables, comme par exemple des lésions lors de la récolte ou le transport. Le projet MMMDT (Multi-scale modelling of mechanical damage to tomatoes), financé par l'UE, a modélisé les forces mécaniques agissant sur les tomates lors de leur manipulation. L'équipe a ainsi pu prédire le volume des dégâts internes infligés au fruit. Le groupe a tout d'abord déterminé l'anatomie interne des tomates. En s'appuyant sur les images obtenues par microscopie électronique à balayage, les chercheurs ont mesuré l'épaisseur de la cuticule et de la paroi cellulaire ainsi que l'agencement et la taille des cellules individuelles dans les divers tissus de la tomate. Ils ont incorporé les valeurs moyennes dans un modèle d'éléments finis qui leur a procuré les éléments tridimensionnels pour chaque type de tissu. L'équipe a évalué expérimentalement les propriétés mécaniques des tomates sur plusieurs niveaux, dans leur globalité, au niveau de chaque composant tissulaire et au niveau cellulaire. Le consortium a ainsi pu développer et valider des modèles de compression des fruits dans leur intégralité. En s'appuyant sur un modèle Hertz-Maxwell, les chercheurs ont déterminé la force de compression maximale à 15 % de déformation, le temps de relaxation de premier et de deuxième ordre, ainsi que divers autres paramètres techniques. Des données supplémentaires ont été obtenues dans la littérature. Ils ont également écrasé les fruits entre des plaques parallèles pour déterminer la force de rupture. Les membres du projet ont par la suite, développé et validé des modèles finis multi-échelles et des modèles mécaniques de la tomate. Ces modèles englobent les différentes textures de tissus internes de la tomate utilisées pour simuler et évaluer quantitativement la réponse des fruits à la compression. La simulation de déformation obtenue par ces modèles montre que la peau ne se rompt pas. Les cellules endommagées sont principalement localisées dans les tissus du péricarpe et près de la tige. Le volume interne endommagé augmente proportionnellement à la force appliquée. Le projet a ainsi achevé tous les objectifs qui lui étaient assignés. Ces travaux permettent de prévoir quantitativement les dégâts internes provoqués par une compression, même mineure. Ils illustrent parfaitement comment les tomates peuvent être endommagées lors de la manipulation et le transit. De telles recherches permettront de minimiser les dommages et le gaspillage, améliorant d'autant les bénéfices.
Mots‑clés
Tomates, forces de compression, anatomie interne, dégâts dus au transport, emballage, MMMDT
