Nanofibrilles de protéines issues des déchets alimentaires pour des cosmétiques durables

par Mohammad Peydayesh

Cette idée innovante vise à exploiter le potentiel des nanofibrilles de protéines dérivées des déchets alimentaires et à les valoriser pour des applications cosmétiques. L’industrie agroalimentaire génère une quantité significative de déchets et de sous-produits contenant des protéines précieuses, telles que le lactosérum, les protéines végétales et la kératine. Ces protéines peuvent être transformées pour enrichir des produits cosmétiques tels que les shampoings, les crèmes et les masques.

La transformation et l’auto-assemblage de ces protéines en nanofibrilles offrent de nombreux avantages. Grâce à leur rapport surface/volume élevé, ces structures améliorent leur interaction avec la peau et les cheveux, optimisant ainsi leur efficacité dans les applications cosmétiques. De plus, la surface externe des nanofibrilles est riche en acides aminés essentiels, ce qui renforce leur valeur nutritionnelle et leurs performances dans les formulations cosmétiques finales.

Ce projet constitue une stratégie gagnante pour les industries agroalimentaire et cosmétique. Pour l’industrie alimentaire, certaines protéines issues des déchets, comme la kératine, sont non comestibles, tandis que d’autres sous-produits contiennent des composés antinutritionnels comme l’acide phytique, ce qui rend difficile leur réintroduction dans la chaîne alimentaire. Toutefois, d’autres composants précieux présents dans les déchets alimentaires, notamment les lipides, les polyphénols et les polysaccharides, peuvent être efficacement utilisés dans les soins de la peau et des cheveux.

En réutilisant ces protéines dans les cosmétiques, il devient possible de réduire l’empreinte carbone associée aux déchets alimentaires. Plutôt que d’être enfouis ou incinérés, ces déchets sont transformés en produits de haute valeur ajoutée, bénéficiant ainsi à l’environnement et permettant à l’industrie agroalimentaire de maximiser l’exploitation de ses ressources.

De plus, cette initiative a un impact majeur sur l’industrie cosmétique, en favorisant le développement de produits plus durables et respectueux de l’environnement. L’intégration des nanofibrilles de protéines dérivées des déchets alimentaires dans les formulations cosmétiques permet aux entreprises de proposer des produits naturels et efficaces, répondant à une demande croissante des consommateurs pour des choix écoresponsables et des pratiques de beauté durables.

Pourquoi votre idée/projet est-il radical ?

Le caractère radical de cette idée repose sur plusieurs aspects clés. Tout d’abord, elle exploite les nanofibrilles de protéines dérivées des déchets alimentaires pour des applications cosmétiques, révolutionnant ainsi la manière dont les ingrédients sont sourcés dans l’industrie cosmétique. La transformation et l’auto-assemblage des protéines en nanofibrilles créent une nouvelle classe de biomatériaux dotée d’un rapport surface/volume élevé et d’un profil diversifié en acides aminés, améliorant ainsi l’efficacité et la performance des produits cosmétiques.

Ensuite, cette approche favorise une utilisation durable des ressources en réutilisant les protéines issues des déchets alimentaires, contribuant ainsi à réduire la production de déchets et à établir une économie circulaire entre les industries agroalimentaire et cosmétique. De plus, elle résout le problème du recyclage des protéines non comestibles ou contenant des composés antinutritionnels, qui ne peuvent pas être facilement réintégrées dans la chaîne alimentaire.

En réimaginant le potentiel des protéines issues des déchets alimentaires pour les cosmétiques, cette innovation ouvre la voie à un changement transformateur, apportant des avantages à la fois pour l’environnement et pour les industries concernées.

Qui sont les acteurs et parties prenantes de votre idée et comment allez-vous interagir avec vos clients et utilisateurs potentiels pendant la phase du projet ?

Les principales parties prenantes sont le Food and Soft Materials Lab (FSM) de l’ETH Zurich, Mibelle Group, ZHAW et des entreprises agroalimentaires telles que ELSA-MIFROMA, Fredag et Frigemo Fenaco.

Les principaux acteurs impliqués sont :

  • FSM Lab, ETH Zurich : Mohammad Peydayesh, Massimo Bagnani et Raffaele Mezzenga, inventeurs de la technologie.
  • Mibelle Group : Michael Peck, responsable du développement des produits en R&D.
  • ZHAW : Petra Huber, experte en cosmétiques et toxicologie.

Durant la phase du projet, l’équipe interagira avec les clients et utilisateurs potentiels par plusieurs moyens :

  1. Études de marché : analyse des tendances de recherche, enquêtes et études consommateurs pour comprendre la demande en cosmétiques durables.
  2. Tests des produits : participation des clients potentiels pour évaluer la performance, la sécurité et l’expérience utilisateur des cosmétiques développés.
  3. Collaboration avec les fabricants de cosmétiques : co-création des formulations afin de garantir qu’elles répondent aux attentes du marché.
  4. Campagnes digitales : sensibilisation du public aux bienfaits des ingrédients innovants et des pratiques de beauté durable pour promouvoir une consommation consciente.

Quelles compétences l’équipe apporte-t-elle pour concrétiser l’idée proposée ?

  • ETH Zurich – FSM Lab : expertise en extraction des protéines, transformation en nanofibrilles et développement de procédés.
  • Nanotechnologie, ingénierie des protéines et science des formulations :
    • Mohammad Peydayesh (ingénieur chimiste) : spécialisé en durabilité des procédés et en analyse du cycle de vie.
    • Massimo Bagnani (ingénieur biomédical) : expert en auto-assemblage des protéines et en développement de biomatériaux.
    • Raffaele Mezzenga (professeur de matériaux mous) : pionnier dans le développement de matériaux avancés à base de protéines.
  • Industrie cosmétique :
    • Michael Peck (responsable R&D, Mibelle Group) : spécialiste de l’innovation et de la production industrielle de cosmétiques.
    • Petra Huber (pharmacienne et chercheuse) : expérience dans la recherche et l’innovation en cosmétiques (ex. L’Oréal Group).
  • Partenaires industriels agroalimentaires : apportent une connaissance approfondie des flux de déchets alimentaires et un accès aux protéines valorisables.

Décrivez l’impact de votre idée/projet sur la durabilité (économique, sociale, environnementale).

  • Économique : cette idée crée de nouvelles opportunités de marché et des sources de revenus alternatives en convertissant des déchets alimentaires en ingrédients cosmétiques à haute valeur ajoutée. Elle stimule également l’innovation et la transformation du secteur cosmétique vers des pratiques plus durables et économes en ressources.
  • Social : elle favorise le développement de pratiques de beauté durables, offrant aux consommateurs des alternatives écologiques et efficaces, tout en sensibilisant à la consommation responsable.
  • Environnemental : elle réduit les émissions de gaz à effet de serre et soulage les systèmes de gestion des déchets en détournant les déchets alimentaires des décharges et de l’incinération. Par exemple, l’industrie avicole génère 40 millions de tonnes de plumes de poulet par an, un sous-produit largement sous-utilisé en raison de sa lente biodégradation et de son faible intérêt nutritionnel. Son incinération libère des gaz soufrés nocifs. La valorisation de la kératine contenue dans ces plumes permet de produire des cosmétiques verts et d’éviter ces pollutions.

L’intégration des nanofibrilles de protéines issues des déchets alimentaires améliore la performance des cosmétiques tout en réduisant leur empreinte carbone. En encourageant une économie circulaire, ce projet transforme les déchets en ressources précieuses, conservant ainsi les matières premières et minimisant l’impact environnemental de l’industrie.

Comment utiliserez-vous les fonds potentiellement accordés par l’Innovation Booster ?

Ce projet comprend trois axes de travail :

  1. Développement de nouveaux cosmétiques (WP1) – 10 000 CHF

    • Développement de films et de revêtements pour la peau et les cheveux contenant les nanofibrilles de protéines comme ingrédients actifs principaux.
    • Évaluation de différentes formulations pour tester les effets synergiques des nanofibrilles et d’autres ingrédients bioactifs.
    • Budget alloué à l’achat de matières premières et aux coûts de caractérisation et de transformation.

  2. Tests et caractérisation (WP2) – 20 000 CHF

    • Évaluation de la stabilité et des performances des produits.
    • Comparaison avec les cosmétiques disponibles sur le marché.

  3. Production pilote à l’échelle industrielle (WP3) – 10 000 CHF

    • Basé sur les résultats des WP1 et WP2, les partenaires industriels testeront la production pilote de nouveaux cosmétiques.
    • Analyse de la faisabilité industrielle des formulations et des ingrédients innovants.

Votre projet s’est développé avec succès pendant la période de financement de l’Innovation Booster, quelle serait votre prochaine étape ?

Après le succès de ce projet Innobooster, notre objectif est d’introduire cette technologie sur le marché via la création d’une spin-off de l’ETH Zurich.

Pour cela, nous :

  • Évaluerons le potentiel commercial de ces nouveaux matériaux en développant un business case.
  • Travaillerons avec des partenaires stratégiques du secteur cosmétique, comme Mibelle Group.
  • Solliciterons des financements supplémentaires pour accélérer l’industrialisation, via :
    • Investisseurs privés (business angels, fonds de capital-risque).
    • Financements publics (Fonds national suisse – SNF, Innosuisse).

Les fonds additionnels serviront à :

  • Augmenter la production des nanofibrilles à l’échelle industrielle.
  • Développer une gamme diversifiée de cosmétiques (lotions, sérums, après-shampoings).
  • Renforcer notre équipe pour assurer la mise sur le marché et la commercialisation de ces produits durables.

Cette innovation représente une avancée majeure en matière d’économie circulaire, transformant les déchets alimentaires en ingrédients cosmétiques hautement performants, et ouvrant de nouvelles opportunités économiques et écologiques pour les industries agroalimentaire et cosmétique.