Noam Sobel : illusions olfactives et perception des odeurs

Neurobiologiste dans un très prestigieux institut de recherche en Israël, le Weizmann Institute of Science, le professeur Noam Sobel s’intéresse aux mécanismes de perception des odeurs. Mais plutôt que d’étudier l’odorat avec un microscope en scrutant les neurones un par un, il se concentre sur les perceptions globales des odeurs et comment les êtres humains les comparent et les classent. Son travail s’apparente ainsi plus à celui d’un statisticien, en comparant des études et des tests de reconnaissance de mélanges odorants et en tirant de conclusions des résultats. Il a ainsi fait deux découvertes importantes qui nous renseignent sur la façon dont notre cerveau appréhende les odeurs complexes : l’existence d’une « odeur blanche », dans une étude publiée en 2012, et la possibilité de mélanges « métamériques » parue dans la très renommée revue Nature en 2020. En quoi consistent ces deux phénomènes, et qu’impliquent-ils sur la façon que nous avons de percevoir les odeurs du monde ?

Laurax : le blanc olfactif

Alors que la plupart des chercheurs tentent de classifier l’infinie variété des odeurs et leurs descriptions, toutes subjectives et liées à nos expériences individuelles, Noam Sobel a très simplement entrepris une large étude de comparaison de composés odorants, en présentant à un panel de cobayes des couples de molécules et en leur demandant à quel degré ils ou elles trouvaient ces odeurs semblables, sans chercher à décrire les différences. Après avoir établi un grand nombre de comparaisons, on peut ainsi dessiner un « espace olfactif », dans lequel chaque molécule est un point et où la distance entre chaque point est proportionnelle à leur différence (dissemblance) olfactive perçue.

Dans une seconde étape, un algorithme est chargé de créer des mélanges en piochant dans l’espace olfactif de façon à faire des mélanges avec une dizaine de molécules bien réparties dans toutes les zones de cet espace. À leur grande surprise, ces mélanges ont une tendance à se ressembler, même s’ils ne sont pas composés des mêmes molécules. Du moment que les mélanges comportent des composés odorants bien répartis dans tout l’espace olfactif, ils ont tendance à sentir la même chose. Cette observation se vérifie quand des mélanges comportant 30 ou 60 ingrédients sont préparés de la même façon, les cobayes du test ne sont alors plus capables de différencier les compositions. On dit alors que ces mélanges convergent vers une odeur commune, que Noam Sobel appelle le « blanc olfactif », et les mélanges qui présentent cette odeur sont nommés des « laurax ».

Le phénomène est donc comparable à la « couleur blanche » constituée d’un mélange équilibré de longueurs d’ondes de la lumière visible, et où l’on ne distingue plus de couleurs précises ; ou bien encore au « bruit blanc », qui résulte de l’addition de fréquences équilibrées dans tout le spectre audible, et donne une impression de bourdonnement indistinct. 

Mais que sent ce laurax ? C’est surtout l’indécision qui caractérise ce blanc olfactif, même venant des parfumeurs, ces professionnels de la description des odeurs, qui ont toutes les peines du monde à définir ce qu’il sent : un peu tout ! C’est doux et chimique à la fois, aromatique et fruité, médicinal, floral et savonneux en même temps. Et tous s’accordent pour dire que « ça sent la parfumerie », justement l’endroit où toutes les odeurs se mélangent et vont naturellement former un blanc olfactif indéfini. 

Métamères

Après avoir étudié cette sorte d’« odeur du tout », Noam Sobel et son équipe ont poursuivi leurs investigations sur la comparaison des odeurs complexes, en développant une méthode qui permet de prévoir les différences de perceptions olfactives en fonction des caractéristiques mesurables des molécules (point d’ébullition, volatilité, masse moléculaire, etc.). En combinant les résultats d’un très grand nombre de tests, l’équipe a réussi à mettre au point un algorithme de prédiction fiable de la ressemblance entre des mélanges de molécules connues. Au cours de l’étude, ils ont constaté que des mélanges de molécules différentes pouvaient avoir des odeurs très proches.

Ils ont alors poussé le principe plus loin en demandant à l’ordinateur de créer des mélanges qui ne possèdent aucunes molécules communes mais qui sentent strictement la même chose. Ils ont ainsi formulé trois paires de mélanges qui ne sont pas différentiables par le panel “d’olfacteurs” et qu’ils nomment métamères. Ce mot provient de la physique de la lumière, et a pour définition : « deux couleurs métamères ou homochromes sont deux lumières visibles dont les spectres physiques sont différents, mais que la vision humaine ne différencie pas. » On pourrait aussi tenter le néologisme pour l’odorat de mélanges « homosmiques » : qui «  sentent pareil », sans avoir de formules identiques.

Cela vérifie scientifiquement ce que les parfumeurs pratiquent depuis toujours, à savoir qu’il est possible de faire des formules qui sentent comme une fleur ou un aliment sans utiliser les molécules présentes dans la matière naturelle. Ainsi un parfum de tilleul, de muguet, etc. peut être recomposé sans les molécules dégagées réellement par ces plantes. Le parfum et l’odeur naturelle de la fleur sont donc homosmiques et trompent notre nez. 

Ces phénomènes, qui peuvent sembler amusants car ils s’apparentent aux illusions d’optiques, sont pourtant des preuves précieuses qui valident les modèles informatiques mis au point par le laboratoire de Noam Sobel, et valident leur système de prédiction de la proximité, ou non, des odeurs. C’est une chose très importante car jusqu’ici aucun algorithme n’avait réussi à prédire fidèlement les perceptions de produits odorants. C’est donc un premier pas vers la numérisation des odeurs, ces dernières restant cependant rétives à livrer leurs secrets car il est encore impossible de prévoir ce que peut sentir une molécule ou un mélange en examinant seulement sa structure. Noam Sobel peut dire si deux parfums, ou odeurs complexes, vont se ressembler ou non, mais ne peut rien dire sur ce que cela va sentir ; la science avance pas à pas !


Portrait Noam Sobel : source weizmann-usa.org ©Tomer Appelbaum


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En 2017, lors d’une réunion d’équipe, Jean-Yves Parisot, alors Président Symrise Nutrition, informe de la création d’un projet portant le nom de code « Garden » entre une de ses divisions, DianaDiana est une société acquise par le pôle nutrition de Symrise en 2014 et transforme notamment des légumes en aliments pour bébés depuis plus de 30 ans en accord avec les standards internationaux exigés par les multinationales telles que Nestlé, Unilever ou Danone., et les arômes développés par un autre pôle au sein de Symrise. L’objectif de cette collaboration rebaptisée depuis « Garden Lab » est de permettre aux aromaticiens d’avoir à leur palette des extraits de légumes 100% naturels. « Si cela sent, cela nous intéresse aussi ! » s’exclame la créatrice de parfum Alexandra Carlin, présente lors de cette discussion. Pour cette adepte de Top Chef, toujours à l'affût d’inspirations olfactives et de nouvelles matières avec lesquelles travailler, l’excitation est palpable à la simple évocation des noms d’asperge, artichaut, oignon, chou-fleur, ou poireau. « De nouveaux ingrédients pour apporter une nouvelle naturalité, une autre végétalité et offrir une nouvelle gourmandise à notre palette, cest une opportunité qui ne se loupe pas ! » affirme-t-elle.

Collaboration à 360 degrés

Croiser des savoir-faire, exploiter les technologies exclusives à la maison sans s’enfermer dans un seul champ d’application constitue l’ADN de Symrise. « La synergie la plus évidente entre les différents pôles du groupe concerne les arômes, mais il y en a d’autres, certaines plus futuristes, avec lesquelles nous pouvons générer, ensemble, de la création de valeur, et c’est le cas de la parfumerie fine » insiste Jean-Yves Parisot.   

Les parfumeurs utilisent depuis toujours des ingrédients issus de l’industrie alimentaire, et 50% de leur palette est semblable à celle des aromaticiens. « Il y a beaucoup dentraide entre nous » apprécie Leslie Gauthier, parfumeur. « Quand on veut faire une note « fruits mûrs » on va voir nos collègues en arômes pour comprendre comment ils réussissent à être fidèles à ce fruit. On sinspire aussi de la dimension naturelle de leurs arômes pour pouvoir les intégrer dans nos créations, en les transposant et en les traduisant en parfums ». Ainsi, lorsque l’idée d’intégrer des légumes 100% naturels à la palette se diffuse au sein des équipes de la parfumerie, l’enthousiasme est contagieux. Leslie Gauthier, alors encore étudiante à l’école de parfumerie interne de Symrise, décide même d’en faire son sujet de mémoire. 

Symtrap, la technologie Symrise au service des Garden Lab

Le réel premier défi à relever est de réussir à extraire les molécules odorantes de ces légumes reconnus pour leur aquosité. Comme le rappelle la parfumeuse Suzy Le Helley « distiller de leau est très compliqué et les extractions traditionnelles ne fonctionnent pas dans ce cas-là ». C’est alors qu’intervient une innovation exclusive à la maison Symrise : le Symtrap. Brevetée en 2008 cette technologie permet d’extraire des molécules odorantes d’une phase aqueuse. Il peut s’agir d’eaux de rinçage, de résidus d’extraction, de distillation ou de lyophilisation de plantes, fruits ou légumes. Ces eaux généralement considérées comme des déchets peuvent désormais être vues comme « des pépites potentielles » selon l’expression consacrée de Jean-Yves Parisot qui se décrit comme « l'industriel de notre cuisine - à l’échelle 1000 ! ».

Pour les Garden Lab ce sont les eaux de cuisson des légumes transformés par Diana qui intéressent parfumeurs et aromaticiens. « Quand vous cuisez votre poireau, des buées aromatiques en émanent. On récupère alors les molécules odorantes de ces eaux par un procédé hydro-alcoolique. Le résultat est lobtention dalcoolats qui constituent des extraits 100% naturels très concentrés » explique Jean-Yves Parisot. Obtenus sans traitements chimiques et extraits avec très peu d’énergie, ces alcools sont utilisables par les parfumeurs aussi facilement que s’il s’agissait d’huiles essentielles, d’après les parfumeurs maison. 

« Quand on pense à loignon, il est difficile de simaginer que cela puisse s'intégrer à une fragrance ! » s’exclame Leslie Gauthier. Il suffit pourtant de revenir à la fonction première de ces ingrédients « en cuisine, loignon est rarement un légume que lon mange cru, cest un exhausteur de goût ». La jeune créatrice s’est donc intéressée aux facettes olfactives offertes par ces légumes aussi bien que les nuances qu’ils exhaussent. Ainsi, l’odeur soufrée de l’oignon accompagne parfaitement les fruits exotiques et vient remplacer à merveille les molécules de synthèse souvent instables mais généralement utilisées pour traduire ce même côté soufré souligne Leslie Gauthier. 

L’une des complexités dans le travail avec des matières premières naturelles est de s’assurer d’un approvisionnement constant pour planifier la production et garantir une qualité stable. Or avec un approvisionnement en légumes 100% européen et une transformation réalisée dans ses usines bretonnes, Symrise s’appuie sur une capacité de production durable. Sans oublier que « stabiliser, standardiser et authentifier une matière première naturelle qui par définition est variable, c’est 30 ans de travail, c’est notre savoir-faire et c’est ce que recherchent nos clients en venant chez Diana » assure Jean-Yves Parisot, nommé depuis Président Symrise Flavor & Nutrition. 

Au cours du processus de développement, les équipes ont aussi découvert que ces légumes jusqu’à ce jour inexploités en parfumerie fine offraient des solutions intéressantes pour faire face à de nombreuses restrictions. Véronique Ferval, VP Global Creation Fine Fragrances, voit la note asperge comme une nouvelle facette du galbanum, cette matière originaire d’Iran pour laquelle les maisons sont soumises à une réglementation très stricte et dont les les chaînes d’approvisionnement sont affectées par des tensions géopolitiques. Le poireau « permet de visiter des côtés plus mousses naturelles, minérales ou aqueuses, et constitue un contrepied à certaines mousses d’arbres anciennes - telle que la mousse de chêne - limitée dans son utilisation dû aux nouvelles réglementations » poursuit Leslie Gauthier. Quant au chou-fleur, il apporte une facette animale totalement naturelle et végane !

Cultiver les visionnaires

Comme pour tout nouveau captif, une des difficultés réside dans le fait que les parfumeurs maison s’approprient ces nouvelles matières. Apprendre à doser de nouveaux ingrédients, à les associer, à les faire contraster pour les dompter n’est jamais chose aisée. Mais « travailler avec des captifs 100% naturels, différents des notes naturelles que lon développe aujourd'hui, cest super excitant pour l’équipe. Et cest pour moi lune des plateformes les plus intéressantes sur laquelle on travaille chez Symrise en matière dexploration et de proactivité » raconte Véronique Ferval.

Pour bien appréhender les Garden Lab, Leslie Gauthier recommande de les sentir à l’aveugle, d’oublier leurs noms et de les penser pour leurs textures, d’imaginer leur apport dans une composition et le voyage olfactif qu’elles procurent. Dans le cas de l’asperge, Leslie identifie « un côté gratiné, céréale, un peu noisette qui pourrait être un nouveau thème pour explorer un côté gourmand-salé ». L’artichaut suggère la rose, dont la composition moléculaire est assez proche et il apporte une nuance plus verte à cette majestueuse fleur. Plus généralement, « ce côté vert moelleux, tendre, presquun peu cœur de palmier peut apporter une autre texture olfactive à des nuances florales » développe-t-elle. 

 « Notre rôle en tant que parfumeur cest de comprendre et damorcer les tendances olfactives de demain » affirme Leslie. Même s’il existe déjà des reproductions chimiques de la carotte, de la feuille de tomate ou du fenouil, il n’existait pas à ce jour d’extraits de légumes de nos jardins qui soient 100% naturels. « Après la tendance des parfums gourmands un peu salés, les fruits ont explosé » précise-t-elle, il s’agit désormais d’extrapoler avec ces nouveaux ingrédients pour créer de nouvelles addictions. Suzy Le Helley en est convaincue, c’est une tendance de fond qui va prendre la relève de la gourmandise, on s’oriente « petit à petit vers quelque chose de plus salé, plus légume, plus sain et nos Garden Lab sinscrivent sans aucun doute dans l’évolution de nos modes de vies, notre volonté de nous approvisionner localement et de respecter la saisonnalité des légumes ». Les premiers parfums avec ces extraits ne devraient pas tarder à pénétrer le marché. C’est alors que le verdict tombera : les marques accepteront-elles de revendiquer des compositions avec de l’asperge, de l’artichaut, de l’oignon, du chou-fleur ou du poireau ? Les consommateurs seront-ils prêts à les porter ? Les questions restent entières mais attendant, Symrise travaille déjà à enrichir sa collection.

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Commentaires

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article très intéressant, cela explique sûrement pourquoi pour certains parfums on s’étonne de ne pas trouver les ingredients dans la pyramide olfactive et pourtant on est sûr de reconnaître une note

Bonjour bibiche64,
C’est vrai qu’il est possible de sentir une note alors que les ingrédients typiques ne sont pas utilisés dans la formule !
Mais dans ce cas c’est surement à cause d’autre chose, c’est que la pyramide olfactive que donne le marketing est souvent une invention publicitaire qui reflète très peu la véritable composition du parfum ! Sans compter que la fameuse pyramide ne parle pas de toutes les notes qui composent le parfum !
C’est juste un outil pour la vendeuse afin d’ouvrir sur un peu de rêve mais sans réalité technique du point de vue des matières premières.
La conclusion est toujours la même : c’est votre nez qui a raison quand il s’agit de perceptions olfactives (enfin votre nez et votre cerveau !)

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