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Bien plus que de simples cartons...

MURIEL DE VERICOURT mvericourt@industrei-technologies.com
Bien plus que de simples cartons...

3. L'UN DES OBJECTIFS DE CES CALCULS

© D.R.

Protéger, mais aussi mettre en valeur, maintenir les coûts, faciliter la vie de l'utilisateur, limiter l'impact environnemental, voire communiquer : soucieux de satisfaire les attentes de leurs clients, les fabricants d'emballages alimentaires proposent des fonctions de plus en plus diverses. Autant d'objectifs moteurs d'innovation qui impliquent le recours à un éventail de technologies.

Nos emballages font leur mue. De simples contenants capables, au mieux, d'afficher quelques mentions publicitaires ou quelques recettes, ils deviennent peu à peu des objets véritablement innovants. Si l'Europe a longtemps fait figure de retardataire dans ce domaine par rapport aux États-Unis ou au Japon, entre autres, la donne est sur le point de changer. La réglementation, fondée sur le souci de limiter l'impact du contenant sur le contenu a freiné, sur notre continent, l'essor des technologies innovantes permettant à l'emballage d'interagir avec l'aliment. Mais la législation vient d'évoluer (lire ci-contre). La porte est désormais ouverte pour l'apparition d'une nouvelle génération de récipients. Les conditionnements de demain seront capables de conserver mieux, de préserver davantage les qualités nutritionnelles des produits, de faire la chasse aux micro-organismes mais aussi de rassurer le consommateur sur leur impact écologique ou leur non-toxicité. Ils sont déjà dans les cartons des techniciens et ne devraient pas tarder à sortir de leur boîte... Revue de détail des services que nos emballages seront de plus en plus nombreux à nous rendre.

Au-delà des simples fonctions de praticité, comme les ouvertures faciles ou même les boîtes, sachets et autres films qui participent à une bonne cuisson du produit, le premier graal des innovateurs cherchant à proposer des technologies de rupture aux industriels de l'agroalimentaire consiste à augmenter la durée de vie des produits. Un objectif que les premiers conditionnements sous atmosphère modifiée, avec injection d'un gaz ou d'un mélange de gaz à l'intérieur duquel l'aliment se conserve plus longtemps, se sont attelés à remplir depuis plusieurs décennies. Mais si la technique est ancienne, elle n'en finit pas de faire des émules. Deux exemples parmi d'autres. Un ostréiculteur de Marennes-Oléron (Charente-Maritime) annonce en novembre dernier la signature d'un contrat avec le distributeur de gaz Messer. Il pourra ainsi conditionner des huîtres avec du gaz alimentaire, jusqu'ici plutôt utilisé pour des fruits de mer moins fragiles. Par ailleurs, l'Institut national de la recherche agronomique (Inra) de Saint-Pée-sur-Nivelle (Pyrénées-Atlantiques) a mis au point un conditionnement du filet de truite utilisant l'argon. Cela permet une meilleure conservation que les atmosphères modifiées traditionnelles reposant sur un mélange d'azote et de dioxyde de carbone.

Mais la durée de conservation n'est pas tout. La préservation des qualités du produit jusqu'à la date limite de consommation constitue également un enjeu majeur pour les industriels. Le groupe Charal et le groupe SVA-Jean Rozé, filiale d'Intermarché, ont ainsi opté pour le procédé Mirabella, de la société Cryovac, destiné à préserver l'aspect des produits carnés (notre infographie page 32). Le consommateur est également de plus en plus sensible à la conservation des qualités nutritionnelles. À cet égard, les travaux de chercheurs montpelliérains s'avèrent particulièrement prometteurs. Ils ont constaté que le conditionnement dans un emballage à base de papier imprégné de protéines issues du gluten de blé permet de conserver du persil vert pendant huit jours, avec un taux de vitamine C réduit de moins de 40 %. Ce même persil conservé dans un emballage traditionnel à base de plastique pendant la même durée devient jaune et perd plus de 70 % de sa vitamine C.

Autre enjeu lié à la bonne conservation du produit : la capacité à détruire activement les micro-organismes. C'est ce que proposent certains emballages libérant des substances antimicrobiennes ou antibactériennes, notamment des ions argent. En Europe, la réglementation restreignant la migration de substances issues de l'emballage dans l'aliment a conduit jusqu'ici à opter pour des alternatives visant à limiter la croissance des micro-organismes plutôt que de les détruire, par exemple par absorption de l'humidité ou de l'oxygène. Mais des exemples commerciaux existent ailleurs dans le monde, à l'instar des films Microgard du groupe Danisco, qui détruisent activement les micro-organismes. Et le sujet commence à intéresser les Européens, comme en témoignent les travaux de Fréderic Debeaufort, chercheur à l'École nationale supérieure de biologie appliquée à la nutrition et à l'alimentation (Ensbana). « Dans le cadre du réseau Propack Food (lire p.30 ), je travaille sur un projet d'insertion de substances antimicrobiennes et antioxydantes dans des protéines alimentaires associées à du papier par enduction », explique-t-il.

L'emballage alertera l'utilisateur en cas de problème

Une autre piste liée au contrôle des micro-organismes consisterait à affiner l'intervention en détectant les contaminants présents dans l'aliment. L'emballage devient alors intelligent, c'est-à-dire capable de communiquer avec l'utilisateur et de l'alerter en cas de problème. « En Australie, le ministère de l'Agriculture s'est récemment fait l'écho de travaux industriels visant, grâce à des nanocapteurs, à détecter l'ADN de salmonelles et de listeria, des contaminants majeurs des produits alimentaires », indique Alain Mimouni, responsable innovation au Centre technique de la conservation des produits agricoles (CTCPA). Avant de préciser qu'en France, les industriels affirment qu'aucun emballage intégrant des nanotechnologies n'est commercialisé. L'expert pense pourtant que les perspectives de ce secteur sont loin d'être négligeables. « C'est principalement via les emballages "intelligents" que les nanoparticules pénétreront sur le marché, que ce soit au niveau de l'écoconception (poids, résistance physique), de la sécurité et de la conservation des aliments (perméabilité variable aux gaz, bactéricides...) ou bien de la nanodétection (micro-organismes pathogènes, niveau de fraîcheur...) », estime-t-il. Avec un impact non négligeable sur le prix de ces dispositifs intelligents. « Avec le recours aux nanotechnologies, on peut s'attendre à une division du prix par dix. C'est en tout cas ce qui s'est passé pour les capteurs RFID. »

Bardés de dispositifs divers, les emballages qui peuplent nos supermarchés sont-ils sur le point de se transformer en véritables mille-feuilles de technologie ? Peut-être. Reste que l'intégration de fonctions variées au sein d'un même support semble intéresser un nombre croissant d'acteurs. C'est par exemple la piste retenue par l'américain Sira Technologies, avec ses codes-barres Food Sentinel System. Leur particularité ? Ils intègrent un biocapteur capable de détecter en continu les organismes pathogènes dans l'emballage. Un anticorps spécifique à un élément pathogène donné est attaché à une membrane qui forme ainsi une partie du code-barres. En cas d'attaque bactérienne, une barre noire se forme, rendant impossible la lecture du code en caisse. Autre exemple : les films d'emballage activés par les UV, qui contiennent une couche capable d'absorber l'oxygène, extrudée dans un film multicouche pour limiter l'oxydation liée à la lumière. Ou encore les travaux prospectifs de la société Alcan Packaging, qui s'intéresse à la possibilité d'imprimer des fonctionnalités RFID directement sur l'emballage et cherche à rendre actifs les films d'emballage. « Nous espérons pouvoir commercialiser dans quelques mois des films rendus actifs par dépôt sur la surface d'un additif, un catalyseur capable d'absorber l'oxygène et le transformer en eau », indique Jean-Claude Jammet, responsable d'un groupe de recherche et développement sur le sujet au sein de la société.

Des films complexes et multifonctions

Seul hic : alors que l'objectif des équipes de R et D d'Alcan Packaging consiste à contenir le renchérissement du film dans la limite de 20 % au plus, les différentes pistes étudiées par l'industriel conduiraient plutôt à un surcoût de 30 à 150 %. De plus, « les films absorbeurs d'oxygène que nous connaissons ont une vitesse d'absorption cent fois plus faible que celle des étiquettes ajoutées au produit, contenant de fines particules de fer capables de capter l'oxygène en s'oxydant », glisse Marc Legrand, le directeur général des laboratoires Standa, qui commercialisent des absorbeurs d'oxygène depuis les années 1990. La société réfléchit pourtant elle aussi à l'opportunité d'intégrer plusieurs fonctions dans un même dispositif, puisqu'elle a lancé un programme de R et D sur des produits capables de relarguer des antibactériens, « une fonctionnalité que l'on pourrait imaginer de combiner avec un absorbeur d'oxygène », note Marc Legrand.

La complexification des emballages et leur tendance à faire remplir à une structure unique plusieurs fonctions fait surgir une autre interrogation : celle de la fin de vie. « Une question importante est la recyclabilité de produits qui intégreraient, au sein même de l'emballage, des fonctions avancées comme le captage de molécules indésirables (par exemple des gaz) ou encore la libération d'éléments bénéfiques », reconnaît Anne Endrizzi, de la filiale de valorisation de la recherche de l'Université de Bourgogne, Welience, qui travaille à la mise au point de telles technologies. La piste de l'enduction par des substances comestibles pourrait constituer une solution intéressante : plus fragiles que les autres matériaux d'emballage, elles pourraient en effet être dégradées facilement lors d'une première étape, par exemple par chauffage ou par hydrolyse chimique ou enzymatique. Le recyclage du support s'en trouverait facilité.

Intégrer les préoccupations des consommateurs

La question est en tout cas cruciale, tant la durabilité des emballages s'avère un enjeu d'importance pour les consommateurs, mais aussi pour les industriels de l'agroalimentaire, engagés dans la foulée du Grenelle de l'environnement à prêter une attention croissante à cette thématique. Ce qui oblige leurs fournisseurs à s'adapter. « Nous avons abandonné le PVC et travaillons majoritairement avec des produits à base de polyéthylène, plus facilement recyclables et plus légers », témoigne par exemple Jacques Guérin, de la société Sealed Air. Une démarche largement partagée, d'une façon ou d'une autre, par l'ensemble de la filière (lire sur ce sujet notre article page 34)

Au centre des préoccupations des consommateurs, comme on l'a encore constaté récemment avec la polémique autour de l'utilisation du BPA (bisphénol A) dans les biberons, figure également l'assurance de non-toxicité des matériaux appelés à se trouver en contact avec les aliments. « Dans les années 1970, les industriels auraient juré que les substances des plastiques ne migrent pas. Mais on a découvert des traces de plastifiants dans des poches de sang destinés à la transfusion et les microbiologistes ont par ailleurs constaté que la croissance des micro-organismes était perturbée sur le plastique. Ces constatations ont abouti dans les années 1980 à une réglementation stricte des matériaux en plastique destinés à l'usage alimentaire. Depuis, les phtalates ont quasiment disparu des applications alimentaires », rappelle Olivier Vitrac, d'AgroParisTech. Ce dernier travaille à l'enrichissement d'un outil de prédiction de migration des produits de l'emballage dans l'aliment, afin qu'il soit plus facilement utilisable par les industriels lors de la conception de nouveaux produits. Attentifs à l'intérêt des consommateurs pour cette théma-tique, les industriels ont tout intérêt à multiplier les garanties sur le sujet.

À cet égard, l'alternative consistant à privilégier les matériaux d'emballage comestibles s'avère rassurante. « L'enduction de surface de films traditionnels comme du plastique par des produits comestibles, par exemple des polysaccharides végétaux, issus notamment des algues est une piste d'amélioration des performances barrières pour mieux conserver les arômes, sachant que les sachets souples traditionnels, des mélanges de polyéthylène et de polypropylène, sont de véritables éponges à arôme », indique Frédéric Debeaufort. « Les performances barrières à l'oxygène de certaines protéines sont équivalentes à celles de l'EVOH (acide polyvinylique), voire meilleures », indique-t-il. Mais ces prototypes devront faire la preuve de leur compétitivité, avec une matière première onéreuse : les protéines de blé coûtent plusieurs euros le kilogramme, alors que le polyéthylène est commercialisé à moins d'un euro le kg. Plus généralement, c'est bien la capacité des industriels de l'emballage à proposer des fonctionnalités innovantes à des prix compétitifs qui déterminera effectivement l'essor ou non de ces technologies de rupture.

LES EMBALLAGES "INTELLIGENTS" FACILITERONT L'ARRIVÉE DES NANOPARTICULES SUR LE MARCHÉ.

2,5 MILLIARDS D'EUROS

Le marché mondial des emballages alimentaires actifs atteindra ce montant en 2014, avec une croissance annuelle de 7,5 % en cinq ans. Source Pira International

Emballages innovants : quelle réglementation ?

En Europe, la réglementation a longtemps freiné l'essor des emballages actifs. L'emballage était en effet considéré comme devant être inerte. Le règlement européen daté de 2004 relatif aux matériaux au contact des aliments précisait ainsi que les additifs alimentaires présents dans la formule des produits d'emballage ne devaient pas migrer au-delà de 60 mg par kg d'aliment, en tout. Une exigence qui bridait le largage volontaire de substances, visant par exemple à améliorer la conservation. Du coup, alors que ces produits se sont développés ailleurs, la France a surtout vu apparaître des absorbeurs (d'oxygène...). La donne a changé le 19 décembre dernier avec l'entrée en vigueur d'un texte qui autorise le dépassement de ce seuil pour les emballages dits actifs et ouvre la voie à l'explosion de ces technologies.

LE MARCHÉ

25 % des emballages alimentaires pourraient recourir aux nanotechnologies dans quelques années. Aujourd'hui, on estime entre 400 et 500 le nombre de nano-emballages commercialisés dans le monde. Source Alain Mimouni, CTCPA 7,03 milliards d'euros C'est le chiffre d'affaires du secteur de l'emballage français. 73 % des entreprises clientes de l'emballage plastique et souple sont dans le secteur de l'agroalimentaire. Source Elipso, 2008

LES LOGICIELS MALMÈNENT LES BOÎTES DE CONSERVE

1. CHEZ LE SPÉCIALISTE DES EMBALLAGES MÉTALLIQUES IMPRESS, le service simulation utilise le logiciel Solidworks pour modéliser les nouveaux projets de boîtes. 2. L'OUTIL DE SIMULATION basé sur le calcul par la méthode des éléments finis de MSC Software, SimXpert, sert ensuite pour l'étape de calcul des performances. 3. L'UN DES OBJECTIFS DE CES CALCULS consiste à estimer la résistance de la boîte aux contraintes auxquelles elle sera soumise, notamment lors du process. Grâce à ces outils, les allers et retours entre le bureau d'études et la ligne pilote sont moins nombreux et le temps de développement moyen a été réduit d'un tiers.

De la pharmacie à l'agroalimentaire

Conditionner des médicaments ou des poissons frais, mêmes contraintes, même combat ? C'est en tout cas à deux entreprises également spécialistes du transport de produits pharmaceutiques que se sont adressées les Pêcheries Guilvinistes et la société PoissonFrais.fr pour livrer des poissons pêchés en mer Celtique et au large de la Bretagne. L'emballage retenu est un sachet réfrigérant produit par l'entreprise Lisotherme, contenant un emballage en carton au fond duquel est placée une mousse à cellules fermées métallisée sur deux faces de la société Medicold. Grâce à la très faible conductivité thermique de cet isolant, le vendeur garantit plus de trente heures de conservation, même à des températures allant jusqu'à 40 °C, selon une étude réalisée par un centre technique indépendant.

Laurent Dervillez RESPONSABLE DU DÉVELOPPEMENT EMBALLAGES CHEZ KRAFT FOODSLa fin de vie est une préoccupation dès le premier coup de crayon

I.T. : Dans le domaine de l'emballage, privilégiez-vous la R et D en interne ou attendez-vous de vos fournisseurs qu'ils soient moteurs d'innovation ? Laurent Dervillez. Les deux démarches existent. Souvent, notre réflexion part de questions posées par le service marketing. Mais très rapidement, la capacité de nos fournisseurs entre en ligne de compte. C'est par exemple ce qui s'est passé il y a un an et demi lorsque nous avons cherché une rupture dans le conditionnement de nos tablettes de chocolat. Nos fabricants de machines nous ont offert la possibilité de passer à des étuis en plastique, permettant une bonne protection après ouverture. I.T. : En tant qu'industriel de l'agroalimentaire, quelles sont vos préoccupations lorsque vous choisissez un emballage ? L. D. Les contraintes concernant la fin de vie étant de plus en plus présentes, nous devons désormais y penser dès la conception. C'est devenu un prérequis pour toute innovation. I.T. : Outre cette démarche d'écoconception, quelles autres fonctionnalités vous semblent prometteuses ? L. D. Celles qui apportent un véritable service au consommateur. Faire comprendre le mode d'utilisation du produit, lui être, évidemment, parfaitement approprié et offrir une véritable promesse fonctionnelle, par exemple une bonne conservation ou une facilité d'utilisation sont des axes très importants. Les emballages intelligents, permettant d'allonger la durée de vie des produits sont prometteurs, même si nous ne sommes pas directement concernés vue notre gamme de produits. Et de manière beaucoup plus prospective, si l'on pouvait imaginer un emballage qui disparaisse au fur et à mesure de la consommation du produit, ce serait idéal...

Propack Food planche sur le conditionnement de demain

Évaluer l'impact de nouvelles technologies de conservation, par exemple le conditionnement sous atmosphère modifiée, sur la sécurité sanitaire et la qualité des aliments, développer des technologies d'évaluation du risque adaptées à l'emballage et développer des matériaux d'emballage s'appuyant sur des matériaux actifs ou biosourcés : les objectifs du réseau mixte technologique Propack Food répondent directement aux besoins des industriels du secteur. Coordonné par le laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) et rassemblant des centres techniques de l'agroalimentaire, ce réseau a été labellisé en 2008 pour trois ans par le ministère de l'Agriculture et de la Pêche.

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