La « viande de culture » : une alternative crédible ?

« Viande cellulaire », « viande de culture », « viande in vitro », « viande de synthèse », « viande artificielle »… la controverse est vive autour des techniques de l’« agriculture cellulaire », c’est-à-dire de la production de produits animaux à partir de cultures de cellules.

Il existe aujourd’hui deux manières de produire de la « viande artificielle », c’est-à-dire sans recours direct à des animaux. La première consiste à reproduire l’aspect et la texture de la viande exclusivement à partir d’ingrédients végétaux. Ces « steaks végétaux » sont aujourd’hui commercialisés dans de nombreux pays. La seconde s’appuie sur des cultures de cellules animales. L’idée est de produire de grandes quantités d’aliments à partir d’un petit nombre de cellules prélevées sur des animaux vivants puis cultivées dans un environnement contrôlé. C’est spécifiquement de cette viande in vitro (culture de cellules animales) qu’il sera question ici.

Une histoire aux origines lointaines

Au début du XX^e siècle, le médecin français Alexis Carrel (1873-1944) s’intéresse à la culture d’organes à des fins de transplantation. En 1912, il maintint un fragment de muscle en culture [1]. En 1932, Winston Churchill écrivit : « Dans 50 ans, nous échapperons à l’absurdité de faire croître un poulet dans le but de manger les suprêmes et les cuisses, en faisant croître ces morceaux, séparément dans un milieu approprié » [2]. En 2013, un premier burger artificiel est l’objet d’une dégustation publique [3]. Il est constitué de 10 000 bandelettes de « viande » produite in vitro à partir de cellules souches bovines. Ce burger aura coûté 330 000 $.

Des produits issus de ces techniques sont déjà à la disposition des consommateurs à Singapour depuis 2020, aux États-Unis depuis 2022 et en Israël depuis 2024 [4].

Production

Produire de la « viande » in vitro se résume en quelques étapes (voir encadré ci-après).

Cette production met en jeu trois facteurs : un matériel biologique de départ, un milieu de culture et un support de culture.

Le matériel biologique
Le matériel biologique doit être composé de cellules capables de se différencier en cellules musculaires. Il peut avoir diverses origines [5, 6] comme par exemple des cellules souches spécifiques présentes dans les muscles et qui interviennent dans la régénération musculaire après traumatisme ou des cellules souches présentes dans le liquide amniotique, la moelle osseuse… Leur isolement est également possible à partir d’embryons mais entraîne la destruction de ce dernier, ce qui peut soulever des préoccupations éthiques.

Le milieu de culture
L’obtention de fibres musculaires à partir du matériel biologique de départ nécessite un milieu de culture adapté [7] : composition ionique du plasma sanguin, source d’énergie et de « matériaux de construction » (glucose, acides aminés et acides gras essentiels, etc.), vitamines et oligoéléments.

En outre, le milieu de culture doit contenir des facteurs de croissance assurant la prolifération des cellules et leur différenciation en cellules musculaires. Ces facteurs sont encore souvent apportés par l’ajout de sérum de veau fœtal prélevé lors de l’abattage de vaches gestantes. Ce sérum est largement utilisé pour produire des médicaments et des vaccins et la Commission européenne a estimé, en 2023, sa production mondiale annuelle entre 600 000 et 800 000 litres [8], mais certains experts estiment que le marché mondial des biotechnologies nécessiterait environ un million de litres par an (communication personnelle). Là aussi, un problème éthique est soulevé car il est difficile de concilier cela avec le bien-être animal.

Ensuite, la qualité et le coût (parfois plus de 1 000 $/litre) du sérum peuvent poser problème. Enfin, il y a un risque de contamination par des virus, des bactéries ou des prions (comme celui responsable de l’encéphalopathie spongiforme bovine). Des alternatives existent : le lysat de plaquettes humaines, produit à partir de lots sanguins périmés, mais son prix dépasse 2 000 $ le litre et les productions sont insuffisantes. L’approche la plus rationnelle est l’utilisation de facteurs de croissance produits par biotechnologie, mais, là aussi, les coûts demeurent très élevés.

Les supports de culture
Les supports (scaffolds) pour la culture des cellules sont généralement des microporteurs constitués de polymères de synthèse recouverts de collagène d’origine animale. Leurs propriétés physico-chimiques et l’exposition de signaux reconnus par les cellules favorisent leur ancrage, la diffusion des nutriments et de l’oxygène, et l’élimination des déchets. Ils aident aussi à la fusion des cellules, étape nécessaire à la formation des myotubes et des fibres musculaires. Pour la culture de « viande », les producteurs se tournent vers des supports d’origine végétale, microbienne ou synthétique qui combinent la performance et le caractère comestible (dans le cas contraire, il faut alors détacher les cellules du support avant consommation). Le tout doit être fabriqué en grande quantité à des prix abordables.

Pour pouvoir produire en masse cette « viande », une technicité et une expertise sont nécessaires. Celles acquises dans le domaine des vaccins et des protéines thérapeutiques peuvent être mises à contribution avec profit.

S’agissant des milieux de culture, des supports et des bioréacteurs, les informations sont peu nombreuses : vu les enjeux industriels et commerciaux, les firmes ne communiquent que des généralités et publient peu de données vérifiables dans des revues scientifiques.

Les éléments de la controverse

La viande artificielle suscite diverses controverses. Pour certains, la production de viande in vitro évite certains problèmes associés à l’abattage des animaux et aux effets environnementaux [7]. L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (Inrae) met en garde contre des généralisations abusives à propos des élevages et souligne que les supprimer totalement « se traduirait par une perte de services environnementaux et culturels, aussi bien au niveau local qu’au niveau global » [9].

Aujourd’hui, 70 milliards d’animaux sont élevés et abattus chaque année dans le monde [7] pour une production de viandes estimée à 363 millions de tonnes en 2023 [10]. La production annuelle devrait atteindre, selon la FAO (Food and Agriculture Organisation, l’agence de l’ONU chargée de l’alimentation et de l’agriculture), 465 millions de tonnes en 2030 [11].

Reprenons les principaux arguments échangés en nous appuyant sur un dossier complet réalisé par l’Inrae en 2017 [9].

Émissions de gaz à effet de serre et consommation énergétique
Dans leur processus de digestion, les ruminants transforment la matière végétale en nutriments utilisables par l’animal. Lors de cette fermentation, ils rejettent du méthane, un puissant gaz à effet de serre. L’élevage est ainsi responsable, selon la FAO, de 14,5 % des émissions totales de gaz à effet de serre [7]. Cette valeur est parfois comparée aux 14 % attribués par le Giec aux transports, mais l’Inrae précise que si l’émission de gaz à effet de serre par les composantes de la « filière élevage » est incontestable, ces deux chiffres sont obtenus par des méthodes différentes : la FAO intègre le cycle de vie complet (production des aliments et intrants, transformation des aliments, transports, consommation d’énergie, etc.) alors que le Giec ne prend en compte que les émissions des véhicules en circulation. L’Inrae note par ailleurs que « le stockage de carbone des prairies compense l’équivalent de 30 à 80 % des émissions de méthane des ruminants » [12].

La « viande » cultivée serait-elle alors plus vertueuse pour le climat ? Une étude qui a comparé les deux modes de production selon différents scénarios de consommation conclut que celle-ci « n’est pas à première vue supérieure au bétail sur le plan climatique ; son impact relatif dépend plutôt de la disponibilité de la production d’énergie décarbonée et des systèmes de production spécifiques qui sont réalisés » [13].

Occupation des sols
Selon la FAO [14], 26 % des terres sont utilisées par les pâturages et environ 4 % par les cultures permettant de nourrir les animaux de rente. L’agence précise en outre que « l’expansion des pâturages et des terres cultivées pour nourrir le bétail est un facteur important de changement d’affectation des sols et de déforestation ». D’un autre côté, l’Inrae indique que « l’élevage occupe majoritairement des terres non cultivables » et que « leurs sols sont plus riches en biomasse microbienne et en biodiversité que les sols des cultures, stockent plus de carbone, sont vingt fois moins sensibles à l’érosion et filtrent mieux les eaux » [9].

Utilisation de l’eau
La consommation d’eau pour produire un kilogramme de viande varie, selon la FAO, de 4 300 litres pour le poulet à 15 400 litres pour la viande bovine [14]. L’Inrae précise que la méthode de calcul utilisée (water footprint ou empreinte d’eau virtuelle [15]) a été conçue pour des sites industriels et ne tient pas compte des cycles biologiques. L’évaluation ainsi produite « englobe l’eau bleue (eau réellement consommée par les animaux et l’irrigation des cultures), l’eau grise (eau utilisée pour dépolluer les effluents et les recycler) et l’eau verte (eau de pluie) ». En réalité, « 95 % de cette empreinte eau correspond à l’eau de pluie, captée dans les sols et évapotranspirée par les plantes, et qui retourne de fait dans le cycle de l’eau ». Ce cycle continuera même s’il n’y a plus d’animaux. L’Inrae, s’appuyant sur un rapport d’expertise collective réalisé en 2016, considère qu’il faut entre 550 à 700 litres d’eau pour produire 1 kg de viande de bœuf (en quantifiant les eaux bleue et grise, mais pas l’eau verte – eau de pluie) [9].

Par ailleurs, l’utilisation d’eau pour les milieux de culture de viande nécessite un traitement pour éliminer hormones et différents additifs, par exemple des antibiotiques ajoutés lors du prélèvement des cellules souches à partir de tissus animaux.

Autres éléments
L’élevage produit de grandes quantités d’excréments qui peuvent être utilisés pour fertiliser les terres destinées à la culture. Faut-il y renoncer ? Les remplacer par des engrais de synthèse ?

Enfin, une trop importante consommation de viande rouge est associée à des problèmes de santé, notamment des maladies cardiovasculaires, le diabète et le cancer colorectal. Qu’en est-il de la viande artificielle ?

La technologie est encore récente et les agences sanitaires mettent en place les procédures d’évaluation. Par ailleurs, la FAO et l’OMS expliquent que, « bien que la production d’aliments issus de cultures cellulaires soit nouvelle, les méthodes permettant d’assurer la sécurité sanitaire de ces aliments peuvent être très similaires à celles utilisées pour d’autres formes de produits issus de l’agriculture » [16].

Aspects réglementaires

L’Union européenne définit la viande, en général, comme un « muscle squelettique avec graisse et tissu conjonctif naturellement inclus ou adhérents » [17]. La « viande » de culture est constituée de cellules musculaires assemblées en fibres musculaires : le terme de « viande », au sens de la définition donnée par l’Union européenne, est donc inapproprié.

L’Autorité européenne de sécurité alimentaire (Efsa) et les instances nationales considèrent ainsi toute « viande » de culture comme entrant dans la catégorie de « nouvel aliment » (novel food [18]). À ce titre, ils devront être soumis à des contrôles stricts qui doivent encore être spécifiés pour préciser ce qui est autorisé ou interdit, ce qui doit figurer sur les étiquettes, etc. : présence d’OGM – cas de cellules souches rendues « immortelles » –, de facteurs de croissance dont l’utilisation est interdite dans l’élevage, de sérum de veau fœtal ou substituts, de polymères divers pouvant relâcher des perturbateurs endocriniens et des micro et nanoparticules, d’absence de contamination microbienne ou virale, etc.

Aux États-Unis, le terme à retenir pour désigner ces viandes de culture fait débat au sein des autorités de régulation [19]. Une étude menée sur de potentiels consommateurs aux États-Unis et au Royaume-Uni indique que ceux-ci préfèrent les termes « de culture » ou « cultivé » plutôt que « culture de cellule » [20].

Au niveau européen, le sujet divise, entre certains États qui voient dans les « viandes » cultivées une « menace pour les méthodes authentiques de production alimentaire » quand d’autres craignent à l’inverse qu’une innovation potentiellement prometteuse soit étouffée avant de sortir des laboratoires [21].

Aspects économiques

On l’a vu, la FAO estime qu’en 2030, avec 8,5 milliards d’habitants [22, 23], la consommation mondiale de viande devrait atteindre environ 465 millions de tonnes par an, à comparer aux 364 millions de tonnes de 2023.

Lors d’un colloque de l’Académie d’agriculture de France [24], les représentants de deux entreprises – Aleph Farms et Orbillion – ont envisagé des productions à terme de l’ordre du million de tonnes et estimé que l’approche biotechnologique resterait ainsi un marché de niche adapté à des contrées où l’élevage est très compliqué.

Selon le Good Food Institute (une organisation à but non lucratif qui promeut des alternatives végétales et cultivées aux produits d’origine animale) [25], au niveau mondial, 174 entreprises sont impliquées dans la « viande et les produits de la mer cultivés », plus de 17 centres de production sont ouverts ou annoncés, et les investissements cumulés depuis le début de cette industrie en 2016 s’élèvent à 3,1 milliards de dollars dans un marché hautement concurrentiel. Ces analystes notent un recul de l’investissement de 2022 (922 millions) à 2023 (226 millions), ainsi qu’un impact important de l’inflation.

Un problème des « viandes » de synthèse est le prix. En 2014, le premier prototype de hamburger était estimé, on l’a vu, à 330 000 $.

Les progrès technologiques et la montée en échelle devraient faire baisser ces prix et pourraient atteindre la grande distribution. Certaines évaluations évoquent un prix de gros à 63 $/kg et un prix de détail de 18 $ ou plus pour un hamburger de 140 grammes, ce qui en ferait plutôt un produit de niche [26]. Aleph Farm a précisé que « les produits lancés au cours du dernier trimestre 2023 devraient être au même niveau de prix que celui d’un morceau de bœuf premium » [27].

Conclusions

Les impacts sur la santé humaine, le bien-être animal et l’environnement associés à la surproduction et à la surconsommation de viandes rouges sont de mieux en mieux documentés par la communauté scientifique [28]. Un remplacement, partiel ou total, de l’élevage d’animaux de rente par la « viande » de synthèse est-il une solution ou reflète-t-il simplement les actions de communication et de marketing au profit d’intérêts financiers [29] ? L’engouement de scientifiques, des médias, d’investisseurs, d’industriels et de politiques n’a fait que progresser depuis la première réalisation en 2013, mais il reste toujours difficile de trouver des données scientifiques vérifiables sur le sujet.

Dans le domaine des biotechnologies en général, les réalisations sont remarquables. Mais peut-on transposer aussi simplement ces avancées dans le domaine de la production d’ingrédients alimentaires ?

En ce qui concerne la sécurité alimentaire, les contrôles multiples pour préserver les consommateurs et la protection de l’environnement sont essentiels. La confiance des consommateurs repose en partie sur les garanties de sécurité données par les gouvernements et indiquées sur l’étiquette du produit [20].

Les protéines animales présentent des avantages nutritionnels par rapport à celles d’origine végétale, en termes de composition en acides aminés essentiels, de présence dans la viande de vitamine B12… [30]. Utiliser d’autres sources pourrait pallier certains des problèmes environnementaux liés à l’élevage de bovins. Par exemple, des insectes pourraient intervenir à différents niveaux : alimentation de poissons d’élevage, d’animaux, mais aussi humaine.

Du point de vue socio-économique, la question du prix reste centrale pour ne pas limiter ces produits à une partie de la population.

Ces produits n’atteindront sans doute jamais la qualité, la typicité, le terroir d’une viande, produit d’une agriculture raisonnable, respectueuse de l’environnement et des animaux. Repensons ainsi au film de Claude Zidi, L’Aile ou la Cuisse (1976), opposant l’industriel « Tricatel » (J. Guiomar) au guide gastronomique « Duchemin » (L. de Funès) car il est difficile de trouver des produits plus ultra-transformés que ces « viandes » dans lesquelles l’industrie agroalimentaire s’efforce d’inclure de multiples ingrédients pour approcher les qualités d’un produit naturel, pour lequel au-delà de l’élevage, le processus de maturation – au cours duquel les muscles se rigidifient et où le glycogène est converti en acide lactique qui attendrit la viande et lui donne une texture particulière – a toute son importance.

Des facteurs socio-culturels conditionneront l’acceptabilité de l’agriculture cellulaire par les consommateurs [31] et il faudrait différencier selon les particularités géographiques, sociales, culturelles, religieuses… Dans des régions où l’agriculture est peu présente – conditions climatiques, densité de population, forte industrie agroalimentaire, etc. – l’acceptation de « viandes » de synthèse pourrait s’avérer relativement facile, contrairement à d’autres – agriculture traditionnelle basée sur des prairies et une large autonomie alimentaire des animaux, géographie et climat favorables, etc. – mais aussi traditions gastronomiques très fortes, où cette implantation serait beaucoup plus difficile.