Bien que plus qu’assez de nourriture soit produite pour nourrir tout le monde dans le monde, jusqu’à 828 millions de personnes souffrent de la faim aujourd’hui. La pauvreté, les inégalités sociales, le changement climatique, les catastrophes naturelles et les conflits politiques contribuent tous à entraver l’accès à la nourriture. Pendant des décennies, le Bureau d’aide humanitaire (BHA) de l’Agence américaine pour le développement international (USAID) a été un chef de file de l’aide alimentaire mondiale, fournissant des millions de tonnes métriques de nourriture aux bénéficiaires du monde entier. La lutte contre la faim, ainsi que les causes du conflit et de l’instabilité causées par la faim, est essentielle à la sécurité nationale des États-Unis.
Mais BHA n’est qu’un acteur au sein d’une chaîne d’approvisionnement vaste et complexe dans laquelle les denrées alimentaires sont transférées entre plus de 100 organisations partenaires avant d’atteindre leur destination finale. Traditionnellement, le mouvement de la nourriture à travers la chaîne d’approvisionnement a été une opération de boîte noire, les parties prenantes étant largement ignorées quant à ce qu’il advient de la nourriture une fois qu’elle quitte leur garde. Ce manque de visibilité directe sur les opérations est dû aux référentiels de données cloisonnés, au partage insuffisant des données entre les parties prenantes et aux différents formats de données que les opérateurs doivent trier et normaliser manuellement. Par conséquent, des informations précises et en temps réel, telles que l’emplacement des expéditions de nourriture à un moment donné, les expéditions affectées par des retards ou des rappels d’aliments, et le moment où les expéditions sont arrivées à leur destination finale, font défaut. Un système centralisé capable de retracer la nourriture tout au long de son parcours, de la fabrication à la livraison, permettrait une réponse humanitaire plus efficace aux besoins d’aide alimentaire.
En 2020, une équipe du MIT Lincoln Laboratory a commencé à s’engager avec BHA pour créer un tableau de bord intelligent pour leurs opérations de chaîne d’approvisionnement. Ce tableau de bord rassemble les vastes ensembles de données sur l’aide alimentaire des systèmes existants de BHA en une seule plate-forme, avec des outils de visualisation et d’analyse des données. Lorsque l’équipe a commencé à développer le tableau de bord, elle a rapidement compris qu’elle avait besoin de beaucoup plus de données que celles auxquelles BHA avait accès.
« C’est là qu’intervient la traçabilité, chaque partenaire de transfert fournissant des informations clés au fur et à mesure que les aliments se déplacent dans la chaîne d’approvisionnement », explique Megan Richardson, chercheuse au sein du groupe des systèmes d’aide humanitaire et de secours en cas de catastrophe du laboratoire.
Richardson et le reste de l’équipe ont travaillé avec BHA et leurs partenaires pour définir, construire et mettre en œuvre un tel système de traçabilité de bout en bout. Ce système se compose d’identificateurs (ID) uniques sérialisés, semblables à des empreintes digitales, qui sont attribués à des aliments individuels au moment de leur production. Ces identifiants individuels restent liés aux articles car ils sont agrégés le long de la chaîne d’approvisionnement, d’abord au niveau national, puis au niveau international. Par exemple, des bidons d’huile végétale étiquetés individuellement sont emballés dans des cartons ; les cartons sont placés sur des palettes et transportés par chemin de fer et camion vers les entrepôts ; les palettes sont chargées sur des conteneurs d’expédition dans les ports américains ; et les palettes sont déchargées et les cartons sont déballés à l’étranger.
Avec une trace
Aujourd’hui, la visibilité au niveau de l’élément unique n’existe pas. La plupart des fournisseurs marquent les palettes avec un numéro de lot (un lot est un lot d’articles produits dans le même cycle), mais c’est à des fins internes (c’est-à-dire pour suivre les problèmes liés à leur approvisionnement de production, comme des ingrédients trop enrichis ou un dysfonctionnement des machines ), pas de partage de données. Ainsi, les organisations savent à quel lot de fournisseur une palette et un carton sont associés, mais elles ne peuvent pas suivre l’historique unique d’un carton ou d’un article individuel dans cette palette. Au fur et à mesure que les lots se déplacent plus en aval vers leur destination finale, ils sont souvent mélangés avec des lots d’autres productions, et éventuellement d’autres types de produits, en raison des contraintes d’espace. Du côté international, un tel mélange et le manque de granularité rendent difficile le retrait rapide des produits de la chaîne d’approvisionnement en cas de problèmes de sécurité alimentaire. Les temps de réponse actuels peuvent s’étendre sur plusieurs mois.
« Les produits sont regroupés différemment à différentes étapes de la chaîne d’approvisionnement, il est donc logique de les suivre dans ces groupements si nécessaire », explique Richardson. « Notre granularité au niveau des articles sert de forme de Rosetta Stone pour permettre aux parties prenantes de communiquer efficacement tout au long de ces étapes. Nous essayons de permettre un moyen de suivre non seulement le mouvement des marchandises, y compris via leurs informations de lot, mais aussi tout problème survenant indépendamment du lot, comme l’exposition à des niveaux d’humidité élevés dans un entrepôt. À l’heure actuelle, nous n’avons aucun moyen d’associer les marchandises à des historiques qui ont pu entraîner un problème. »
« Vous pouvez désormais suivre vos bagages enregistrés à travers le monde et le poisson dans votre assiette », ajoute Brice MacLaren, également chercheur au sein du groupe des systèmes d’assistance humanitaire et de secours en cas de catastrophe du laboratoire. « Donc, cette technologie n’est pas nouvelle, mais elle est nouvelle pour BHA à mesure qu’ils font évoluer leur méthodologie de traçage des produits. Le système de traçabilité doit être polyvalent, fonctionnant avec une grande variété d’opérateurs qui prennent la garde des produits tout au long de la chaîne d’approvisionnement et s’inscrivant dans leurs meilleures pratiques existantes. »
Au fur et à mesure que les produits alimentaires progressent dans la chaîne d’approvisionnement, les opérateurs de chaque point de réception pourraient scanner ces identifiants via une application mobile (application) développée par Lincoln Laboratory pour indiquer l’emplacement actuel d’un produit et l’état de la transaction, par exemple, qu’il est en route sur un conteneur d’expédition particulier ou stocké dans un certain entrepôt. Ces informations seraient téléchargées sur un serveur de traçabilité sécurisé. En scannant un produit, les opérateurs verraient également son historique jusqu’à ce point.
Frapper la marque
Au laboratoire, l’équipe a testé la faisabilité de sa technologie de traçabilité, en explorant différentes façons de marquer et de numériser des articles. Lors de leurs tests, ils ont pris en compte les codes-barres et les étiquettes d’identification par radiofréquence (RFID) et les scanners portables et fixes. Leur analyse a révélé que les codes-barres 2D (en particulier les matrices de données) et les scanners basés sur smartphone étaient les options les plus réalisables en termes de fonctionnement de la technologie et d’intégration dans les opérations et l’infrastructure existantes.
« Nous devions trouver une solution qui serait pratique et durable sur le terrain », déclare MacLaren. « Alors que les scanners peuvent automatiquement lire toutes les étiquettes RFID à proximité lorsque quelqu’un passe, ils ne peuvent pas distinguer exactement d’où viennent les étiquettes. La RFID coûte cher et il est difficile de lire les marchandises en vrac. D’un autre côté, un Le téléphone peut scanner un code-barres sur une boîte particulière et vous dire que le code va avec cette boîte. Le défi consiste alors à trouver comment présenter les codes pour que les gens puissent facilement les scanner sans interrompre de manière significative leurs processus habituels de manipulation et de déplacement des produits.
Comme l’équipe l’a appris des représentants des partenaires au Kenya et à Djibouti, le déchargement dans les ports est une opération chaotique et rapide. Dans les entrepôts manuels, les porteurs jettent des sacs sur leurs épaules ou empilent des cartons sur leur tête dans tous les sens et les dirigent vers un point de chute ; aux terminaux d’ensachage, les marchandises descendent sur un tapis roulant et atterrissent dans un sens ou dans l’autre. Cette variabilité s’accompagne de plusieurs questions : de combien de codes-barres avez-vous besoin sur un article ? Où faut-il les placer ? De quelle taille doivent-ils être ? Combien coûteront-ils ? L’équipe du laboratoire se penche sur ces questions, en gardant à l’esprit que les réponses varieront selon le type de produit ; les cartons d’huile végétale auront des spécifications différentes de celles, disons, des sacs de 50 kilogrammes de blé ou de pois.
Laisser une trace
Tirant parti des résultats de leurs tests et des informations de partenaires internationaux, l’équipe a mené un projet pilote de traçabilité évaluant comment leur système proposé s’intègre aux opérations nationales et internationales du monde réel. Le pilote actuel comprend une composante nationale à Houston, au Texas, et une composante internationale en Éthiopie, et se concentre sur le suivi des cartons individuels d’huile végétale et l’identification des canettes endommagées. L’équipe éthiopienne de Catholic Relief Services a récemment reçu un conteneur rempli de palettes de cartons de bidons d’huile végétale à code-barres unique (dans le prochain projet pilote, les bidons porteront également un code-barres). Ils scannent maintenant les articles et collectent des données sur les dommages aux produits en utilisant des smartphones avec l’application de traçabilité mobile développée en laboratoire sur laquelle ils ont été formés.
« Les partenaires en Éthiopie comparent quelques types de couvercles pour déterminer si certains sont plus résistants que d’autres », explique Richardson. « Avec l’application, qui est conçue pour scanner les produits, collecter les données de transaction et conserver l’historique, les partenaires peuvent prendre des photos de canettes endommagées et voir si une tendance avec le type de couvercle émerge. »
Ensuite, l’équipe organisera une série de projets pilotes avec le Programme alimentaire mondial (PAM), la plus grande organisation humanitaire au monde. Le premier projet pilote se concentrera sur la connectivité et l’interopérabilité des données, et l’équipe collaborera avec les fournisseurs pour imprimer directement des codes-barres sur des produits individuels au lieu d’appliquer des étiquettes à code-barres sur les emballages, comme ils l’ont fait lors des tests de faisabilité initiaux. Le PAM fournira des informations sur les opérations les mieux adaptées pour tester le système de traçabilité, en tenant compte de facteurs tels que la bande passante du réseau du personnel du PAM et des partenaires locaux, les types de produits distribués et le contexte du pays pour la numérisation. Le BHA accordera probablement également la priorité aux emplacements pour les tests du système.
« Notre objectif est de fournir une infrastructure permettant un échange de données en temps réel aussi proche que possible entre toutes les parties, compte tenu de l’alimentation et de la connectivité intermittentes dans ces environnements », a déclaré MacLaren.
Dans les projets pilotes ultérieurs, l’équipe tentera d’intégrer son approche aux systèmes existants sur lesquels les partenaires s’appuient pour suivre les achats, l’inventaire et le mouvement des produits sous leur garde afin que ces informations soient automatiquement transmises au serveur de traçabilité. L’équipe espère également ajouter une capacité d’alerte en temps réel des statuts, comme le départ et l’arrivée des marchandises dans un port ou l’exposition des marchandises non réclamées aux éléments. Des alertes en temps réel permettraient aux parties prenantes de réagir plus efficacement aux événements liés à la sécurité alimentaire. Actuellement, les partenaires sont contraints d’adopter une approche conservatrice, retirant plus de produits de la chaîne d’approvisionnement que ce qui est réellement suspect, afin de réduire le risque de préjudice. BHA et WHP souhaitent tester un événement sur la sécurité alimentaire lors de l’un des projets pilotes pour voir comment le système de traçabilité fonctionne pour permettre une réponse de communication rapide.
La mise en œuvre de cette technologie à grande échelle nécessitera une certaine normalisation pour le marquage des différents types de produits ainsi que des échanges entre les partenaires sur les meilleures pratiques de manipulation des produits. Cela nécessitera également une compréhension des réglementations nationales et des interactions des partenaires avec les sous-traitants, les entités gouvernementales et les autres parties prenantes.
« D’ici plusieurs années, je pense qu’il est possible pour BHA d’utiliser notre système pour marquer et tracer tous leurs aliments achetés aux États-Unis et envoyés à l’étranger », déclare MacLaren.
Une fois collectées, les nombreuses données de traçabilité pourraient être exploitées à d’autres fins, notamment l’analyse des tendances historiques, la prévision de la demande future et l’évaluation de l’empreinte carbone du transport des marchandises. À l’avenir, un système de traçabilité similaire pourrait s’étendre aux articles non alimentaires, y compris les fournitures médicales distribuées aux victimes de catastrophes, les ressources telles que les générateurs et les camions-citernes localisés dans les scénarios d’intervention d’urgence et les vaccins administrés pendant les pandémies. Plusieurs groupes du laboratoire s’intéressent également à un tel système pour suivre des éléments tels que des outils déployés dans l’espace ou des équipements transportés par des personnes dans différents environnements opérationnels.
« Lorsque nous avons lancé ce programme, des collègues nous demandaient pourquoi le laboratoire était impliqué dans des tâches simples comme la création d’un tableau de bord, le marquage d’éléments avec des codes-barres et l’utilisation de scanners manuels », explique MacLaren. « Notre impact ici n’est pas lié à la technologie ; il s’agit de fournir une stratégie pour une réponse d’aide alimentaire coordonnée et de mettre en œuvre avec succès cette stratégie. Plus important encore, il s’agit de nourrir les gens. »
Cette histoire est republiée avec l’aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l’actualité de la recherche, de l’innovation et de l’enseignement au MIT.