Un emballage intelligent garantit la qualité et la sécurité

Les emballages actifs et intelligents contribuent à la lutte contre le gaspillage alimentaire

L'emballage alimentaire a une longue tradition, mais il devient une arme de plus en plus importante pour garantir la qualité et la sécurité des aliments et prévenir le gaspillage alimentaire. L'utilisation d'emballages intelligents et actifs en est un parfait exemple. Sous l'appellation d'emballages 'intelligents', ils contribuent chacun à leur manière – certains en surveillant la durée de conservation, d'autres en interagissant avec les aliments – à notre expérience alimentaire ainsi qu'à la réduction du gaspillage alimentaire.

Tournant

L'industrie de l'alimentation et de l'emballage est confrontée à des défis constants. Cela s'explique par la demande constante d'amélioration de la qualité et de la sécurité des produits, ainsi que de la traçabilité des aliments. L'un des principaux 'obstacles' à surmonter à cet égard est le consommateur, qui se débat constamment avec la date de péremption et qui n'est pas très enthousiaste à l'idée d'une surabondance de matériaux d'emballage.

L'arrivée/l'essor de l'emballage intelligent pourrait bien marquer un tournant dans le gaspillage alimentaire

Par exemple, un concombre emballé individuellement suscite encore beaucoup d'incompréhension. Pourtant, ce film permet de prolonger la durée de conservation de 10 jours et d'éviter ainsi le gaspillage alimentaire. Et c'est bien nécessaire, car rien qu'en Europe, ce dernier représente 92 millions de tonnes. L'arrivée/l'essor de l'emballage intelligent pourrait bien marquer un tournant à cet égard.

FONCTIONNALITÉ

Bien qu'il y ait eu une nette tendance à la professionnalisation, les fonctions de l'emballage sont restées pratiquement inchangées:

• Protection: l'emballage primaire (voir l'encadré 'Niveaux d'emballage') constitue une barrière entre le produit et l'environnement extérieur, par exemple le paquet de chips et la canette de bière.
• Prolongation de la durée de conservation: les matériaux d'emballage y parviennent notamment en créant une barrière contre l'oxygène et la vapeur d'eau. L'effet de cette barrière varie d'un matériau à l'autre.
• Faciliter le transport, par exemple en utilisant des emballages de transport et des emballages en vrac spéciaux.
• Fournir des informations: indiquer sur l'emballage des informations sur les ingrédients, le mode de préparation et la présence d'allergènes, entre autres.

Progressivement, l'emballage est également devenu un puissant outil de marketing qui peut renforcer la notoriété d'une marque. Les emballages intelligents sont (beaucoup) plus récents. Ils permettent de prolonger la durée de conservation des aliments et d'éviter le gaspillage. L'intérêt pour ces emballages ne cesse donc de croître. Parmi ce type d'emballage, on distingue les emballages intelligents et les emballages actifs.

Niveaux d'emballage
On distingue trois niveaux d'emballage:
– Le premier niveau d'emballage, l'emballage primaire, est le matériau en contact direct avec le produit alimentaire. Il correspond généralement à l'unité de vente.
– Le deuxième niveau d'emballage, l'emballage secondaire, concerne les multipacks: par exemple, un grand sachet contenant des chocolats emballés, un film rétractable entourant des cartons de boissons ou une boîte en carton contenant des canettes de bière.
– Le troisième niveau d'emballage, l'emballage tertiaire, comprend les palettes emballées sous film rétractable pour le transport de produits en vrac, la palette elle-même relevant également de l'emballage tertiaire.
En matière d'emballage intelligent, chaque niveau offre des possibilités de recyclage et de réutilisation.

EMBALLAGE INTELLIGENT

Ce type d'emballage – qui est en fait un terme générique pour une variété de technologies – remplit toutes les fonctions d'un emballage traditionnel, mais fournit également des informations sur la durée de conservation. L'emballage est capable de surveiller, de mesurer et de 'signaler' les modifications du produit sans affecter le produit alimentaire proprement dit. Les dispositifs les plus couramment utilisés sont les suivants:

supports de données ou d'informations

Ils sont conçus pour faciliter la gestion de la chaîne. Des exemples simples sont le code-barres et le QR-code, mais il y en a aussi de plus complexes:

• Identification par radiofréquence (RFID): système électronique qui lit les données sur les étiquettes par radiofréquence.
• Near-field communication (NFC): système permettant d'échanger sans fil de petites quantités d'informations dans un rayon de 10 cm.
• Ecrans électroluminescents (ELD): des atomes sont mis dans un état d'excitation (niveau d'excitation plus élevé) à l'aide d'un courant électrique. En variant le niveau d'excitation des atomes, on peut faire changer de couleur la lumière visible émise.
• La réalité augmentée (RA) consiste à ajouter une couche numérique à l'emballage, par exemple avec des informations supplémentaires dans différentes langues.

Indicateurs

Ils fournissent des informations qualitatives ou semi-quantitatives sur le produit par le biais d'un changement de couleur (irréversible) ou d'un changement d'intensité de couleur, mais ils ne peuvent pas stocker ces informations. Il existe plusieurs types d'indicateurs:

• Les indicateurs date/température qui vérifient la chaîne du froid: la température de l'aliment emballé et le fait que le produit ait été stocké dans de bonnes conditions.
• Les indicateurs qui suivent les substances de signalisation, des substances volatiles qui sont une indication de la fraîcheur: par exemple, le CO₂ ou l'ammoniac.
• Les indicateurs qui permettent de détecter les fuites dans les emballages. Ils réagissent à la présence ou à l'absence de gaz tels que l'oxygène ou le CO₂.
• L'encre thermochromique: une encre intelligente qui affiche la température de consommation optimale d'un produit.

Capteurs

Situés sur ou dans l'emballage, ils détectent, enregistrent et transmettent des informations sur les modifications de l'environnement, l'état et/ou l'historique du produit emballé. Les capteurs appropriés surveillent des paramètres tels que le pH, le temps et la température, la présence de sulfure d'hydrogène, d'oxygène, de dioxyde de carbone et d'éthylène. Cependant, leur utilisation n'est pas sans risque: un capteur qui ne fonctionne pas (correctement) peut faussement suggérer la sécurité, avec toutes les conséquences que cela implique. En outre, les capteurs les plus complexes sont encore trop chers, ce qui constitue pour l'instant un obstacle à une application commerciale à grande échelle.

Ces dispositifs sont incorporés dans les emballages primaires lorsque les informations demandées sont liées aux caractéristiques des aliments. Pour des informations sur les conditions d'expédition ou de stockage, mieux vaut les incorporer dans les emballages secondaires et tertiaires. La saisie et l'analyse de ces flux d'informations constituent un défi de taille, dans lequel l'intelligence artificielle – des algorithmes qui apprennent de manière autonome des modèles et des corrélations à partir des données disponibles (ci-après 'IA') – joue un rôle de plus en plus important.

EMBALLAGE ACTIF

Les emballages actifs sont des emballages qui régulent l'humidité ou le gaz et qui ont donc des propriétés antimicrobiennes. Ils interagissent activement avec le produit et/ou l'atmosphère à l'intérieur de l'emballage, empêchant la perte de qualité et prolongeant la durée de conservation.

Élément actif

L'élément actif peut être ajouté à l'emballage, par exemple un déshydratant – un absorbeur d'humidité qui absorbe immédiatement l'humidité pénétrante afin, par exemple, que des biscuits restent croustillants et que la formation de moisissures soit évitée. L'élément actif peut également être entièrement intégré à l'emballage, comme c'est le cas pour les emballages ESD (contre les décharges électrostatiques). Comme la cause de la perte de qualité diffère selon le type de produit, il existe une grande variété d'emballages actifs.

Types de solutions d'emballage actif

Les deux types les plus couramment utilisés sont les suivants:

• Les scavengers qui absorbent les substances présentes dans l'atmosphère à l'intérieur de l'emballage ou dans son voisinage immédiat, par exemple l'oxygène, l'humidité ou l'éthylène. Le scavenger entre en réaction avec ces substances, réduisant ainsi leur taux dans l'emballage.
• Les adaptators ou emitters fixés dans ou sur l'emballage. Ils libèrent des substances dans l'emballage – par exemple du CO₂ ou des oxydants – qui migrent ensuite vers le produit, entraînant le changement chimique ou biologique souhaité pour le produit ou pour l'atmosphère dans l'emballage. Les objectifs sont notamment d'inhiber la respiration des produits frais ou d'empêcher la prolifération de micro-organismes.

CONCEPTS D'EMBALLAGE

Pendant ce temps, l'industrie de l'emballage travaille déjà sur de nouveaux concepts d'emballage. L'utilisation des nanotechnologies, de la photonique et de l'électronique imprimée permet d'obtenir du matériel peu coûteux et de grande capacité pour détecter et mesurer les changements dans les produits alimentaires. Dans le cas de l'électronique, les facteurs de réutilisation et de recyclabilité (écoconception) doivent être pris en compte dès le stade de la conception de l'emballage. Outre une standardisation, cela nécessite des innovations en matière de traitement des données et d'application de l'IA.

Les emballages intelligents nécessitent des consommateurs intelligents

On s'emploie également à améliorer les concepts d'emballage existants. Un exemple est un matériau imperméable composé de zéine – un type de protéine de maïs –, d'amidon et d'autres biopolymères d'origine naturelle. Ces fibres d'emballage sont 'imprégnées' avec un cocktail d'agents antimicrobiens naturels qui sont ensuite libérés et tuent les micro-organismes présents. Pour l'instant, deux problèmes s'opposent à une adoption à grande échelle:

• Dans les années à venir, l'accent sera mis sur le recyclage de haute qualité des matériaux d'emballage, auquel la présence de composants biodégradables pourrait nuire.
• La législation européenne n'autorise ces applications que dans une mesure limitée. Ce n'est que lorsque la sécurité sera garantie et que l'impact social sera (rendu) suffisamment démontrable que l'adaptation de la législation existante sera envisagée.

Législation
L'emballage peut également présenter un risque en soi, par exemple parce que le matériau d'emballage libère des substances dans l'aliment (migration) ou parce que de l'encre pénètre dans l'emballage et s'infiltre dans l'aliment. La loi est claire à ce sujet: aucune substance nocive ne peut pénétrer dans les aliments à partir de l'emballage, et le goût, l'odeur, la couleur et/ou la texture du produit emballé ne doivent pas être altérés. Il existe des directives européennes spéciales pour les plastiques, la cellulose régénérée (par exemple la cellophane) et les céramiques, entre autres. Les exigences relatives aux autres matériaux sont fixées par la législation nationale.

RESPONSABILITÉ PARTAGÉe

L'industrie de l'emballage est un grand consommateur de plastiques synthétiques et est donc en partie responsable de la grande majorité des déchets plastiques. C'est pourquoi des emballages circulaires sont en cours de développement. Ils sont conçus sur base de l'écoconception, c'est-à-dire que les combinaisons produit-emballage – y compris les emballages intelligents – sont conçues de manière à ce que les matières premières puissent continuer à circuler.

Toutefois, les entreprises d'emballage et les fabricants de produits alimentaires ne sont pas les seuls à devoir apporter leur contribution. L'attitude des consommateurs à l'égard des emballages doit également changer. Les consommateurs devront jouer un rôle actif, non seulement en ce qui concerne l'acceptation, mais aussi et surtout en étant prêts à payer un peu plus pour que les techniques d'emballage innovantes deviennent monnaie courante: les emballages intelligents nécessitent des consommateurs intelligents.

Avec la collaboration d'Imec et de Pack4Food