Certifier la qualité des sucres spéciaux par Spectroscopie Résolue Spatialement

L'usine sucrière du Gol à la Réunion, du groupe TEREOS, produit à partir de la canne à sucre, des sucres " spéciaux " à haute valeur ajoutée. Ces sucres, de 4 qualités différentes, sont caractérisés par leurs granulométries et leurs couleurs, avec des limites d'acceptation ou de rejet pour les deux critères. Durand la campagne 2023, 72 320 tonnes de sucres ont été produites. Les sucres encours de production ont été analysés, pour leur couleur et leur granulométrie, par le laboratoire de contrôle qualité et la mesure de leurs spectres a été réalisée At-line avec le système SAM-SPEC© de la société INDATECH-CHAUVIN-ARNOUX (Jacou, France). Ce système d'analyse multipoints par spectroscopie NIR combine la puissance de l'imagerie hyper-spectrale (HSI) et la précision de la mesure par Spectroscopie à Résolution Spatiale proche infrarouge (NIR-SRS). Cette complémentarité permet d'obtenir une analyse de produits physiquement et chimiquement dense à haut débit. Le système utilisé pour l'analyse des sucres est équipé de 9 points (sondes) de mesures répartis spatialement par rapport à la source lumineuse. Les échantillons de sucres ont été analysés en dynamique (écoulement). Environ 3 kg de sucres sont utilisés afin d'acquérir par échantillon 9 x 100 = 900 spectres. Pendant la campagne sucrière, 842 échantillons couvrant les 4 qualités de sucres ont été analysés. Les données ont ensuite été traitées sous R (R Core Team (2024). Vienna, Austria) avec les packages : rchemo (Brandolini-Bunlon M, Jaillais B, Roger J, Lesnoff M (2023). https://CRAN.Rproject.org/package=rchemo) et multiblock: Liland K (2024). _multiblock: Multiblock https://CRAN.R-project.org/package=multiblock. Plusieurs approches chimiométriques ont été testée : PLSR, LW-PLSR, MB-PLSR, CovSEL-PLSR, SO-PLS… sur les données en blocs lignes (9 sondes en ligne) et sur les données en blocs colonnes (9 sondes en colonnes). Le modèle LW-PLSR sur les données en blocs colonnes présente les meilleures performances en prédiction sur un jeu test, avec un RMSEP de 0.02 mm. Ce modèle permet un suivi de la qualité des sucres avec des performances comparables aux analyses de contrôles. La prochaine étape, pour la campagne 2024, concerne l'adaptation du système et des modèles à la mesure en ligne, avec les contraintes que cela implique : poussières, variations de température, débit de production élevé (20 tonnes heures), vibrations...