Les films plastiques ou les laminés destinés aux emballages alimentaires constituent une des premières applications des films barrières aux Gaz et à la Vapeur d’eau. Les propriétés barrières des emballages plastiques alimentaires garantissent en effet le maintien du goût des aliments tout en offrant une protection contre les contaminations externes. Les supports souples (films plastiques, feuille d’aluminium…) sont combinés selon une architecture adéquate qui permettra d’emballer l’aliment dans les meilleures conditions possibles de conservation.
Le but de l’emballage alimentaire consiste ainsi à former une barrière entre le contenu et les agressions extérieures. L’emballage permet donc de garantir la qualité du produit et de prolonger la durée de conservation et de vente des denrées alimentaires.
Une fonction barrière requiert généralement un agencement complexe, composé de plusieurs couches de polymères et d’enduction.
- Barrière à la vapeur d’eau
Les aliments frais dessèchent lorsqu’ils restent longtemps à l’air libre sans emballage. Les aliments déshydratés s’agglomèrent en grumeaux et les produits surgelés (les snacks par exemple) perdent leur croquant lorsqu’ils absorbent l’eau de leur environnement. Une barrière adéquate à la vapeur d’eau est donc indispensable pour protéger les aliments contre une perte d’eau et pour éviter qu’ils n’absorbent l’eau de leur environnement.
Les propriétés barrières diffèrent d’un polymère à l’autre et dépendent en outre de l’épaisseur de la matière. En règle générale, les polyoléfines, notamment le polyéthylène et le polypropylène, présentent d’excellentes propriétés barrière à la vapeur d’eau (< 10 g/m2 par jour, mesure à 23°C et 50% à 90% HR) contrairement aux polymères plus sensibles à l’humidité tels que le polyamide et l’EVOH (Ethylène- Vinyl- Alcool) (> 40 g/m2 par jour, mesure à 23°C et 90% HR).
La plupart des produits alimentaires sont conditionnés dans des emballages laminés qui se composent de différents types de polymères, dont généralement le polyéthylène qui assure « l’étanchéité » (soudure). Pour les produits qui sont particulièrement exigeants en matière de protection contre l’eau, les producteurs de films ou complexes destinés à l’emballage alimentaire combinent des couches métallisées (ex : métallisation à l’aluminium) avec d’autres polymères, la feuille d’aluminium peut être également laminée avec d’autres films. Les barrières telles les films métallisés et les couches d’enduction à base d’oxydes de silicium et d’aluminium permettent de diminuer la perméabilité à l’humidité des emballages flexibles. Ces couches sont déposées à l’aide d’un processus d’évaporation sous vide. D’autres enductions barrières telles que les enductions à base de PVdC (Chlorure de PolyVinylidène) ou PVOH (Alcool Polyvinylique) sont appliquées par des procédés d’enduction héliogravure. Il existe également des films flexibles où la barrière est incorporée dans le film par co-extrusion. C’est le cas notamment pour l’EVOH (Ethylène-Alcool vinylique) qui peut être intégré, par exemple, avec du polyéthylène pour réaliser des films PE-EVOH-PE.
Les barrières à la vapeur d’eau sont exprimées en WVTR (Water Vapour Transmission Rate). Les tests mesurent la transmission de la vapeur d’eau à travers l’emballage. Ces mesures sont effectuées selon des normes, souvent réalisées à 38°C -90% HR (Humidité Relative).
- Barrière à l’oxygène
La présence d’oxygène détériore en effet la qualité des produits et conduit à une prolifération microbiologique non désirée, une rancidité, une décoloration et une perte de nutriments. Nous pouvons noter également que certaines substances alimentaires s’oxydent sous l’effet de la lumière, ce qui conduit à une odeur et à un goût désagréables. Certaines vitamines disparaissent et les pigments perdent leur couleur.
Dans le cas d’emballage réalisé sous atmosphère modifié (gaz protecteurs CO2 et N2), il est indispensable que l’emballage soit très performant au niveau barrière à l’oxygène, et également barrière aux gaz protecteurs.
Il ne faut pas que l’oxygène rentre dans l’emballage, mais il ne faut pas également que les gaz protecteurs s’échappent. Le rapport entre les teneurs en N2 (Azote), O2 (Oxygène) et CO2 (Dioxyde de Carbone) est de 1: 4: 20.
Pour obtenir une bonne barrière à l’oxygène, l’emballage souple sera conçu en utilisant des films ou laminés barrières aux gaz, on peut noter que le PVdC (déjà cité en tant que barrière à la vapeur d’eau) peut être utilisé aussi pour sa bonne barrière aux gaz.
Les barrières à l’oxygène sont exprimées en OTR (Oxygen Transmission Rate). Les tests mesurent la transmission de l’oxygène à travers l’emballage. Ces mesures sont effectuées selon des normes, et souvent réalisées à 23°C -50% HR (Humidité Relative).
Pascal Rousset
Directeur R&D