Dopés par les exigences de la traçabilité et de la sûreté, les emballages alimentaires deviennent toujours plus intelligents, conférant un surcroît de valeur ajoutée aux produits conditionnés.
Article rédigé par Dominique Selse et Michel Fantin, Agence Tech&Co.
Focus :
La chaîne du froid en bref
Son principe est simple : elle s'oppose au principe thermodynamique voulant que la température d'un corps tend spontanément vers celle de son milieu ambiant. L'objectif ici est de maintenir des produits réfrigérés à basse température pour conserver leurs qualités nutritionnelles et les garder sains, du lieu de production à l'endroit de leur consommation.
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La traçabilité est un problème essentiel dans la chaîne des produits alimentaires. C'est aussi un exemple emblématique des progrès réalisés par les emballages. "Technique", "actif" et "communiquant", le "paquet" devient intelligent grâce aux nouveaux systèmes d'étiquetage. De façon générale, la R&D bouleverse la manière même de concevoir un emballage, qui apporte désormais une valeur ajoutée supplémentaire au produit.
Un "packaging" qui repousse les insectes : c'est au Japon. Un film transparent qui absorbe certaines longueurs d'ondes pour protéger les aliments : c'est en Allemagne. Des plastiques biodégradables pas chers : c'est en Australie. Une puce sur les boîtes de médicaments pour surveiller la prise par le patient : c'est en Suède... L'emballage est vraiment devenu un produit high-tech ! Les exemples de nouvelles technologies foisonnent de par le monde.
L'agroalimentaire au coeur du sujet
Cas particulier : les techniques liées à la conservation via l'étiquetage. Ici, l'emballage devient "actif" et "communicant". Il recèle et traite lui-même des informations pour son identification, mais aussi pour contrôler ses conditions de fabrication et de transport... Qu'il s'agisse des matériaux ou de la microélectronique, les nouvelles technologies envahissent les "boîtes". Il faut voir ces systèmes comme apportant une valeur ajoutée aux produits. Souvent au stade de la R&D, certaines applications entrent toutefois déjà dans la composition des emballages (voir "La chaîne du froid en bref" ci-contre).
L'enjeu est important : la chaîne du froid. L'emballage doit proposer des dispositifs d'information qui "parlent" directement au consommateur. Les exemples multiples de rupture de cette chaîne, à l'origine d'intoxications alimentaires souvent très médiatisées, mettent le doigt sur sa gestion, qui intervient pour l'essentiel lors du transport. Au menu des nouveaux emballages : DLC bien sûr ("Date limite de consommation"), mais surtout "indicateurs temps température" (ITT) avec, dans l'emballage même, des capteurs de température et de fraîcheur qui le rendent "intelligent" par le biais d'étiquettes proposant une information claire et objective sur l'état de conservation d'un produit. Ces "marqueurs", apportant une information sur l'état de conservation des produits, vont bien au-delà de l'agroalimentaire : sont touchés le secteur médical, les tests de diagnostics, la pharmacie, les vaccins, la transfusion et le transfert d'organes... Plusieurs technologies s'affrontent.
Les encres thermochromiques
Ainsi, appliquée directement sur un produit, une bouteille, un emballage, un carton, etc., voici une méthode sûre pour contrôler la chaîne du froid, tant durant le transport que le stockage. Depuis une quinzaine d'années, les indicateurs à encres thermochromiques, sous forme de pastilles colorées ou transparentes, irréversibles et infalsifiables, surtout développés aux Etats-Unis, possèdent en effet une zone qui change de couleur si la chaîne de froid a été rompue. Ils utilisent des pigments qui sont des leucodérivés (cristaux liquides thermotropes), dont une variation de température de quelques degrés modifie la couleur. Lors du réchauffement, à la température d'activation, les monomères qui constituent l'encre se recombinent et polymérisent, provoquant le changement de couleur.
L'étiquette à micro-organismes
La société française Cryolog a mis au point une solution très innovante : Traceo, un indicateur microbiologique de rupture de la chaîne du froid. C'est une étiquette qui indique par la couleur une accumulation de ruptures de la chaîne du froid. Elle s'appuie sur une réaction biologique due à la présence de flore bactérienne. Un témoin informe sur l'état de fraîcheur et sur la validité de la date limite de consommation du produit. Un film transparent sur le code barre détecte automatiquement une accumulation des ruptures de chaîne du froid. En se colorant, il rend alors impossible la lecture du code barres en caisse.
Les étiquettes RFID
Les RFID (Radio Frequency Identification) sont parmi les solutions les plus sophistiquées. Appelées tour à tour étiquettes intelligentes, étiquettes à puces, tags, transpondeurs, elles permettent une identification rapide et fiable dans la grande distribution. Principale différence avec le code barre : celui-ci se lit avec un laser optique, alors que le lecteur RFID utilise des signaux de fréquence radio. L'étiquette RFID aboutit à un meilleur suivi des produits au cours de leur transport. Couplée à un système de contrôle de température, elle permet de mieux déterminer les ruptures dans la chaîne du froid et surtout les responsabilités des intervenants. S'il offre des capacités d'information plus importantes que le code barre, cet outil est sensible aux perturbations électromagnétiques.
Le must en la matière : un capteur à enzymes a été incorporé dans un circuit de radio fréquence. Ce biodétecteur réagit au temps et la température en amplifiant le signal électrique, qui est enregistré et transféré à un logiciel.
Les traceurs de température électroniques
Il existe enfin des systèmes de traçabilité des températures utilisant des enregistreurs de température sous forme de puce. Le capteur est capable d'enregistrer l'historique de la température d'un produit lors de la fabrication, du stockage, du transport et de l'enregistrer dans sa mémoire, et ainsi révéler chaque limite dépassée. La plage de mesures s'étend de -40 °C à +85 °C avec une précision de 0,5 °C. Il sert également d'étiquette électronique inviolable et sécurise les informations liées à la traçabilité des produits contrôlés (identification, origine, numéro du lot) (voir "Une étiquette pour deviner la saveur d'un fruit" en fin d'article).
L'émergence des nanotechnologies ?
Toutes ces technologies sont arrivées récemment. Mais les perspectives sont importantes, car la demande d'informations des consommateurs est de plus en plus importante. L'emballage change presque de fonction : il affiche l'état du produit.
Reste le problème du coût. Pour le RFID par exemple, le prix de certaines applications visuelles fait encore hésiter les industriels (plus de 5 centimes d'euro). L'arrivée de certains polymères conducteurs imprimables devrait faire baisser le prix des étiquettes. Dans ce contexte, le potentiel des nanotechnologies est impressionnant pour l'emballage : il représenterait 34% des développements de ce secteur.
Le point sur :
Une étiquette pour deviner la saveur d'un fruit
De sa maturité dépend la saveur d'un fruit. Une société néozélandaise, Jenkins, a donc développé, en collaboration avec l'Institut HortResearch, spécialiste des végétaux, une étiquette très novatrice qui indique au consommateur le degré de maturité. Ce concept se fonde sur un capteur d'arome intégré dans une étiquette. Les molécules libérées par le fruit qui murit font changer l'étiquette de couleur même lors d'un stockage au réfrigérateur. Il vire ainsi du rouge au jaune en passant par l'orange selon que le fruit est croquant, ferme ou juteux. L'étiquette "intelligente" mesure et affiche le degré de maturité du fruit.
L'avenir reste au papier-carton !
Lors d'une conférence de l'Association technique de l'industrie papetière (ATIP), tenue en juin 2006, les tendances du matériau papier-carton dans l'emballage (40% du marché mondial) ont été mises en évidence.
Côté design, d'abord. Quatre tendances : individualisation des comportements, demande croissante pour des produits esthétiquement "propres", besoin de transparence et... les seniors. Résultat : un design qui joue de plus en plus avec les couleurs pour aller vers le haut de gamme et le luxe ; une référence permanente aux jeunes ; l'individualisation des portions avec l'idée du "juste nécessaire" et enfin des marques qui jouent beaucoup avec les évocations d'artisanal et de "fait main".
Sur un plan plus technique, le produit d'avenir c'est le carton à nanocannelure. Le carton ondulé est constitué de l'assemblage de papiers de couverture plane maintenus à distance par des papiers de cannelure de forme ondulée dont l'épaisseur est de 0,6 mm. Grâce à ces nanocannelures, l'image est plus soignée tout en assurant une très bonne protection.
Pour en savoir plus :
- Ecole franÁaise de papeterie et des industries graphiques - Institut national polytechnique de Grenoble, http://www.efpg.inpg.fr - Centre d'études et de ressources des industries graphiques (CERIG), sur Les étiquettes RFID et Les encres thermo- chromiques, http://cerig.efpg.inpg.fr A consulter également : - Agrisalon, http://www.agrisalon.com l'emballage : il représenterait 34% des développements de ce secteur.
