Viande de culture, fromage sans lait, gélatine de synthèse… Dans la baie de San Francisco, des dizaines de chercheurs créent leur start-up pour inventer en laboratoire la nourriture du futur. Objectif : nourrir 10 milliards d’êtres humains sans tuer un seul animal, quitte à assumer de créer des organismes génétiquement modifiés. Nous avons passé les portes des incubateurs de la région pour comprendre ce que concoctent les entrepreneurs de la foodtech.

Quand un poisson meurt à l’aquarium du port de San Francisco, Mike Selden est prévenu par téléphone. Il quitte immanquablement son bureau du South Market District, se hâte vers la jetée pour récupérer l’animal et le confie à son collègue, Brian Wyrwas, impatient de l’analyser dans leur laboratoire. Les deux biochimistes de 26 ans profitent de chaque occasion pour accumuler les informations génétiques des poissons, surtout lorsqu’ils sont rares. Depuis qu’ils ont créé leur entreprise Finless Foods en 2016, Mike et Bryan se sont donné pour mission de cultiver du poisson comme on brasse de la bière. Et de distribuer dans les supermarchés américains, d’ici quelques années, un thon rouge qui n’aura pas été pêché ou élevé pour être tué, mais aura poussé en cuve à partir d’un simple échantillon de l’espèce menacée.

Dans cette opération, Mike Selden et Brian Wyrwas ne sont pas seuls. À IndieBio, le plus grand incubateur de biotechnologie du monde, ils partagent leur open space et leurs paillasses de laboratoire avec d’autres compagnons d’audace. Clara Foods élabore du blanc d’œuf sans œuf, NotCo du yaourt et du fromage sans lait. Non loin de là, Geltor planche sur de la gélatine synthétique, dans le même laboratoire où Memphis Meats développe de la viande de culture.

Vue sur le laboratoire de l'incubateur de biotechnologie Indie Bio, à San Francisco. Le laboratoire est partagé par les équipes des start-up recrutées, accueillies pour un trimestre et dotées de 250 000 dollars.
Vue sur le laboratoire de l'incubateur de biotechnologie Indie Bio, à San Francisco. Le laboratoire est partagé par les équipes des start-up recrutées, accueillies pour un trimestre et dotées de 250 000 dollars.
Image : © Laure Andrillon

Vue sur le laboratoire de l'incubateur de biotechnologie Indie Bio, à San Francisco. Le laboratoire est partagé par les équipes des start-up recrutées, accueillies pour un trimestre et dotées de 250 000 dollars. / © Laure Andrillon

Dans la baie de San Francisco émerge depuis quelques années toute une génération d’entrepreneurs qui se sont mis en tête d’inventer la nourriture du futur en supprimant l’animal de l’équation. Ces scientifiques comptent utiliser des technologies de pointe variées pour proposer une issue à un système alimentaire qu’ils jugent aujourd’hui dans l’impasse : trop cruel envers les animaux, trop polluant, trop gourmand en terres, en eau et en énergie, et surtout incapable de nourrir de manière durable les 10 milliards d’humains attendus à l’horizon 2050.

« Impossible burger »

En 2011, Pat Brown, un ancien professeur de biochimie de l’université de Stanford, fait naître son entreprise, Impossible Foods, d’un double constat : « L’industrie de l’agriculture animale est responsable de 25 % de la consommation mondiale d’eau douce et de 15 % des émissions de gaz à effet de serre, s’exclame-t-il. Soit davantage que toutes les voitures, les camions, les bus, les bateaux, les avions et les fusées réunis ! Mais les humains adorent la viande… » Pat a donc élaboré l’« impossible burger », commercialisé depuis 2016 dans 250 restaurants américains. Conçu en laboratoire à partir de plantes uniquement, il cible non pas un public vegan mais bien les mordus de viande, particulièrement nombreux aux États-Unis, où chaque habitant en consomme en moyenne 120 kg par an – contre 80 en France.

Le burger conçu par Impossible Foods n’a besoin que d’un neuvième de l’eau et d'un douzième des terres nécessaires pour produire un steak

Le bras droit de Pat Brown, Celeste Holz-Schietinger, nous reçoit dans leurs locaux de Redwood City, à une quarantaine de kilomètres de San Francisco, pour nous présenter son « burger sans compromis ». Selon Impossible Foods, ce burger n’a besoin que d’un neuvième de l’eau et un douzième des terres nécessaires pour produire un steak, et il n’engendre qu’un quart des émissions de gaz à effet de serre causées par son homologue traditionnel. Équipée d’une blouse, de lunettes de protection et d’une charlotte de cantinière, la docteure en biologie moléculaire mélange dans un grand saladier des protéines de blé et des pommes de terre, de l’huile de coco ainsi qu’un liquide d’un rouge profond, leur grande découverte aujourd’hui brevetée. « Ce qui fait le goût et l’aspect juteux du burger, c’est l’hème, explique-t-elle. C’est la partie qui, dans le sang, contient le fer et transporte l’oxygène. On le trouve de manière particulièrement dense dans la viande, mais il est aussi présent dans chaque plante. »

Celeste Holz-Sietinger confectionne un « impossible burger » entièrement élaboré à partir de plantes, dans un laboratoire du siège de l'entreprise Impossible Foods à Redwood City (Californie).
Celeste Holz-Sietinger confectionne un « impossible burger » entièrement élaboré à partir de plantes, dans un laboratoire du siège de l'entreprise Impossible Foods à Redwood City (Californie).
Image : © Laure Andrillon

Pat Brown a découvert que le nodule de la pousse de soja contenait une molécule d’hème identique à l’atome près à celle que l’on trouve dans la viande. « Faire pousser suffisamment de soja ne serait pas une solution viable à l’échelle commerciale, et serait surtout mauvais pour l’environnement », commente Celeste. Son équipe élabore donc cette molécule par une manipulation génétique fréquemment utilisée dans l’industrie pharmaceutique : en introduisant l’ADN responsable de l’hème dans une levure qui fermente dans de grandes cuves, Impossible Foods parvient à en produire rapidement en quantité industrielle, et surtout à très bas coût. Une fois les résidus de levure filtrés, il ne reste plus que cette solution rouge, qui laisse en bouche une sensation de froid et un goût métallique persistants. Une heure après l’avoir goûtée, on garde l’étrange impression d’avoir bu une cuillerée de sang.

« Il y a trois ans, seulement 4 % des testeurs préféraient notre burger au burger étalon. Aujourd’hui, nous en sommes à 46 % ! »

Dans la poêle, le simulacre de burger surprend : l’huile de coco, fondant avec la chaleur, laisse apparaître de petites taches de graisse et libère une odeur caramélisée. Mélangée à l’hème et à la protéine de pomme de terre, elle forme une croûte brune qui rappelle celle du bœuf grillé. On appuie avec une fourchette et le burger grésille, il semble saigner. « Nous avons presque rattrapé la vache ! s’exclame joyeusement Celeste. Il y a trois ans, seulement 4 % des testeurs préféraient notre burger au burger étalon, le plus vendu du supermarché Safeway. Aujourd’hui, nous en sommes à 46 % ! »

Pâte à cookies au sorgho

Dans le même esprit qu’Impossible Foods, mais sur un autre front, Josh Tetrick et Josh Balk ont créé en 2011 la start-up Hampton Creek, rebaptisée JUST depuis janvier dernier. Tous deux activistes dans des organisations de protection des animaux, ils commencent par produire des « produits laitiers alternatifs » à base de plantes : d’abord une mayonnaise sans œufs faite à partir de pois cassés, puis une pâte à cookies faite de sorgho, populaire parce qu’elle peut se manger crue à même le bocal. Leur dernier prototype, Just Scramble, prend la forme d’un liquide à base de haricot mungo, qui fait office d’œufs brouillés. La texture et l’odeur sont réalistes à s’y méprendre, même si le goût rappelle encore un peu trop le champignon.

 Échantillon de plante mise en poudre, avant son analyse par les robots de JUST, dans les locaux de l'entreprise à San Francisco. /
Échantillon de plante mise en poudre, avant son analyse par les robots de JUST, dans les locaux de l'entreprise à San Francisco. /
Image : © Laure Andrillon

Mais ce qui attire aujourd’hui les investisseurs et les médias dans l’impressionnant hangar de plus de 8 000 m2 – ancienne usine à pain, puis chocolaterie et même studio Pixar –, ce n’est pas seulement la « plantothèque » qui regroupe des échantillons de plantes de plus de 52 pays, ni les robots Randy et Heidi, empruntés à l’industrie pharmaceutique et bidouillés par les ingénieurs. Ni même l’insolite open space où se promènent les chiens des employés, et où les programmeurs codent à côté de chefs qui vont et viennent en tablier. C’est plutôt le laboratoire d’agriculture cellulaire, bien propre et bien rangé, dans lequel Eitan Fischer travaille depuis un an sur la « viande propre » – « projet Jake » de son nom de code, jusqu’à ce que l’annonce soit rendue publique en juin 2017. Cette fois, il ne s’agit plus d’imiter la nature mais de jouer à la recréer.

Le premier steak issu de l’agriculture cellulaire nécessitait l’utilisation de sérum de fœtus bovin. De quoi susciter la controverse.

L’équipe de JUST n’est pas la première à imaginer que l’homme pourrait produire de la viande de synthèse. Winston Churchill lui-même évoquait ce scénario dès 1931, dans un éclair visionnaire : « D’ici cinquante ans, nous nous affranchirons de l’absurdité d’élever un poulet entier pour en manger le blanc ou l’aile, en faisant croître ces parties séparément dans un milieu propice. » Le premier steak issu de l’agriculture cellulaire a été réalisé par le Néerlandais Mark Post, et présenté pour la première fois à Londres, en 2013. Surnommé Frankenmeat, il a fallu deux ans et plus de 325 000 dollars pour le produire. Le processus nécessitait l’utilisation de sérum de fœtus bovin. De quoi susciter la controverse et limiter la perspective d’une production en grands volumes.

Cinq ans plus tard, JUST affirme être en mesure de commercialiser une viande conçue in vitro dès 2018, à un prix comparable à la viande issue des abattoirs, garantie sans hormones, sans antibiotiques et sans toxines. « On produit déjà beaucoup, beaucoup de viande », assure Eitan en riant. À partir d’un simple échantillon de vache obtenu par ponction sur un animal vivant, il lui faut trouver des cellules propices : elles doivent avoir la capacité de proliférer rapidement lorsqu’elles sont maintenues au chaud dans un bioréacteur, et placées dans un milieu de croissance composé de sucre, de vitamines, de minéraux et d’acides aminés trouvés chez des plantes.

Le secret de cette viande in vitro réside dans le contournement d’un problème central : les cellules qui se reproduisent très facilement ne se mangent pas, tandis que les cellules musculaires, celles que l’on mange, ne se reproduisent pas. Secret industriel oblige, Eitan ne nous dira pas s’il parvient à les faire passer d’un état à l’autre, ou s’il utilise encore un autre type de cellules. « Je commence avec une cellule de vache, et en moins d’un jour elle se reproduit, donc j’en ai deux, et le jour suivant quatre, détaille Eitan. En moins de trois semaines, je produis l’équivalent d’une vache entière, et comme la croissance est exponentielle, plus je produis, plus je peux produire. »

« Grâce à nous, tout le monde pourra manger du bœuf de Kobe ! Pour nous, ce n’est pas plus compliqué ni plus cher de faire de la viande de qualité. »

Dans sa ferme du futur, dessinée en grand sur le mur, des bioréacteurs de 400 000 litres hauts comme 8 étages produisent 38 steaks par seconde, et les « nouveaux fermiers » les emballent sur des tapis roulants. « Grâce à nous, tout le monde pourra manger du bœuf de Kobe ! surenchérit le responsable de la communication, Andrew Noyes, présent à chaque seconde d’une visite bien rodée. Pour nous, ce n’est pas plus compliqué ni plus cher de faire de la viande de qualité. »

Bilan énergétique mitigé

L’agriculture cellulaire pourrait être un tournant historique majeur, comparable à la révolution industrielle, estime Carolyn Mattick, chercheuse en ingénierie durable : « La révolution industrielle se caractérise par le fait que le travail effectué par les muscles des animaux a été confié à des machines, précise-t-elle. Ce qui a eu pour défaut d’augmenter la consommation d’énergies fossiles ! Avec la viande de culture, la production des muscles eux-mêmes est en passe d’être accomplie par des machines plutôt que par des procédés biologiques. » Son étude de 2015 montre que la production de viande in vitro suppose une économie évidente de terres agricoles et de fourrage, mais que le bilan énergétique est bien plus mitigé : à terme, l’impact climatique de la production de viande de synthèse pourrait être plus élevé que celui de la viande d’élevage dans le cas de la volaille et du porc, et ne serait moins important que dans le cas du bœuf.

La course au marché, et les secrets qu’elle implique, rend difficile toute évaluation par les experts

À cette objection, Eitan Fischer répond sans sourciller que la production de sa viande in vitro revient à n’utiliser que 40 % de l’énergie nécessaire dans l’élevage traditionnel. « Ces études se trompent sur la quantité de milieux de croissance dont nous avons besoin », affirme-t-il. Carolyn Mattick estime qu’environ 71 litres de milieux de croissance sont nécessaires à la production d’un kilogramme de viande de synthèse. JUST refuse bien sûr de communiquer sur ce point. Mais Eitan finit par lâcher, sans cacher sa satisfaction : « Je peux vous dire qu’ils se trompent carrément d’ordre de grandeur… » La course au marché, et les secrets qu’elle implique, rend difficile toute évaluation par les experts.

À la recherche du poisson parfait

Une partie du défi consiste à produire la nourriture de synthèse sous une forme à laquelle nous sommes habitués. Le problème se pose notamment pour Finless Foods, puisque le poisson est surtout consommé sous forme de filet. « Certaines cellules se multiplient très vite et il suffit d’arrêter de les nourrir pour qu’elles choisissent de prendre une forme plus stable, comme le muscle ou la graisse, explique Mike Selden. Mais retisser la structure qui lie ces éléments en évitant de simplement les superposer, c’est plus compliqué. »

« Notre poisson sera meilleur que celui pêché dans l’océan. Sans mercure ni plastique, et sans rien tuer »

Un recours possible serait la stéréolithographie, une technologie d’impression 3D pour l’instant développée dans le but de créer des organes de synthèse. En attendant, Mike Selden et Brian Wyrwas sont à la recherche du poisson parfait pour chaque espèce. Il sera dupliqué indéfiniment, évitant ainsi la logistique de l’échantillonnage, et garantissant une qualité constante du produit : « Notre poisson sera meilleur que celui pêché dans l’océan, affirme Mike Selden. Sans mercure ni plastique, et sans rien tuer. On pourra l’enrichir en protéines, en oméga 3, en oméga 6, en tout ce que l’on veut ! Il sera adapté aux besoins du client. »

Pour améliorer son poisson, Finless Foods explique ouvertement qu’il explore des techniques de modification génétique comme la cisgenèse, qui consiste à transférer des gènes seulement entre des organismes étroitement apparentés, ou la délétion, qui revient à supprimer les parties du génome dont on veut se débarrasser. Pourtant, les États-Unis, plus souples que la France sur ce point, pourraient considérer son produit comme n’étant pas un OGM : « La Food and Drug Administration, qui a autorité sur 80 % du domaine alimentaire aux États-Unis, évalue le produit final, et non le procédé par lequel il a été obtenu », explique Nicole Negowetti, juriste spécialiste des politiques publiques de régulation dans le secteur alimentaire. Pour être étiqueté OGM, le produit final doit être « substantiellement différent » du produit d’origine – ce qui reste une formulation vague, adoptée par le Congrès américain en 2016. De nombreuses manipulations génétiques, comme la cisgenèse ou la délétion, n’entraînent donc pas forcément une appellation OGM.

« Le génie génétique est utilisé depuis des dizaines d’années dans la production de l’insuline pour diabétiques »

L’« impossible burger » pourrait lui aussi échapper au label OGM, alors que l’hème a été obtenu en introduisant dans la levure un ADN d’espèce étrangère, par modification dite transgénétique. « L’altération génétique est utilisée pour produire de l’hème en grande quantité, mais la levure elle-même, qui est l’organisme génétiquement modifié, n’est pas contenue dans le produit consommé, précise Nicole Negowetti. C’est là que réside le vide juridique ! » Ce qui ne semble pas la choquer : « Le génie génétique est utilisé depuis des dizaines d’années dans la production de l’insuline pour diabétiques, ou encore plus couramment lorsqu’on utilise de la présure (un coagulant laitier extrait de l’estomac des bovins, ndlr) pour faire du fromage. »

Bacon en rouleau et nuggets de dodo

Reste qu’en l’état le label peut être trompeur pour le consommateur non averti. Impossible Foods annonce clairement, y compris sur son site Internet, que l’hème qui fait saigner son burger de plantes est le résultat d’une manipulation génétique rendant le processus plus efficace et moins coûteux. Quant à Finless Foods, il ne prévoit pas d’indiquer sur son produit qu’il est sans OGM, même s’il se vendrait probablement mieux ainsi : « Je ne veux pas décrier la notion d’OGM car je suis fondamentalement pro-OGM », insiste Mike Selden. JUST, qui vend sa mayonnaise et sa pâte à cookies avec la mention « sans OGM », est en revanche bien plus évasif sur la question : « La production de notre viande propre, comme d’autres produits alimentaires, peut utiliser des techniques de modification génétique, même si elle ne nécessite pas le recours à ces techniques », nous écrit Eitan par le biais de son responsable communication, plusieurs jours après notre rencontre.

 Un rayon de supermarché reconstitué, sur lequel on peut voir disposé la Just Mayo (mayonnaise sans oeufs), dans les locaux d'Hampton Creek, à San Francisco. L4entreprise s'en sert pour montrer aux investisseurs qu leurs produits à base de plantes sont commercialisés dans de grandes surfaces, dans les mêmes rayons que les produits qu'ils visent à remplacer.
Un rayon de supermarché reconstitué, sur lequel on peut voir disposé la Just Mayo (mayonnaise sans oeufs), dans les locaux d'Hampton Creek, à San Francisco. L4entreprise s'en sert pour montrer aux investisseurs qu leurs produits à base de plantes sont commercialisés dans de grandes surfaces, dans les mêmes rayons que les produits qu'ils visent à remplacer.
Image : © Laure Andrillon

La régulation américaine facilite l’invention de la nourriture du futur, en permettant de mettre un produit sur le marché en moins de deux ans en moyenne. Mais surtout, la Silicon Valley a le goût du disruptif. Les chercheurs-entrepreneurs rencontrés dans la région sont persuadés que le yuck factor, le « facteur beurk », sera bientôt associé à l’abattoir plutôt qu’au laboratoire. Et ils comptent bien changer en quelques années notre vision de la nourriture, et même de la nature. Ce qui aurait forcément des conséquences aujourd’hui difficiles à anticiper, jusque dans nos gestes quotidiens. Un livre de cuisine in vitro existe déjà, qui propose de la viande tricotée en origami, du bacon en rouleau ou même des nuggets de dodo, cet oiseau endémique de l’île Maurice disparu à la fin du XVIIe siècle avec l’arrivée des Européens... Si ces petits plats ne sont encore qu’une fiction pour nous donner à réfléchir, ils pourraient bientôt faire partie de nos menus. Sur Terre, et peut-être un jour sur Mars. Où, si l’on se fie aux trouvailles laborantines des entrepreneurs de la foodtech, nous n’aurons pas besoin d’ouvrir bassins d’élevage ni abattoirs.