Conception raisonnée d’emballages alimentaires sûrs

Les emballages alimentaires sont gérés en Europe par des règles peu harmonisées, qui varient en fonction des matériaux utilisés (plastiques, adhésifs, encres d’impression, papiers et cartons, vernis…) et qui ne prennent pas forcément en compte l’évolution des pratiques industrielles de la filière emballage-alimentaire et les évolutions des usages (augmentation du nombre de composants, des matériaux et des surfaces de contact avec l’aliment, usages multiples, préparations domestiques…). Ce n’est que lorsqu’une crise sanitaire apparait qu’une recherche des causes de contamination est effectuée. Cette situation tend à rendre le consommateur méfiant vis-à-vis des emballages, alors même que l’industriel de l’agroalimentaire peut difficilement apporter des garanties sur un produit dont il ne maitrise pas la fabrication.

Une plateforme de simulation au service de la prévention

Le projet ANR SafeFoodPackDesign propose un cadre général pour identifier et  prévenir les défauts de conception de systèmes d’emballage et de leurs usages, à tous les stades de leur cycle de vie.
Le paradigme initial est que la sécurité peut être construite grâce à des outils de prédiction des transferts, des outils d’aide à la déformulation des matériaux et de prévision de leurs propriétés barrières. Toutes ces méthodes existent déjà plus ou moins dans la littérature. Elles ont été améliorées pour certaines et des données complémentaires ont été produites. Il était en effet, inenvisageable de collecter, de façon exhaustive, des données sur l’ensemble des matériaux (>100), substances (>8000) et conditions de contact/transfert. C’est pourquoi il a été privilégié la construction d’un système-expert capable d’apprendre et d’extrapoler, à partir des résultats (données, modèles) déjà disponibles. Des méthodes de déformulation rapide (RMN, Spectrométrie de masse) ont été développées et appliquées à de nombreux échantillons d’emballage collectés avec l’aide des industriels, afin d’appuyer la création d’une base de données sur la composition des emballages sur le marché français. Ainsi toutes les substances utilisées par l’industrie de l’emballage peuvent potentiellement être reconnues. De même, différents modèles décrivant les mécanismes moléculaires de transport ont été élaborés et intégrés au système expert.

Ces outils de calcul (simulation, base de données, système expert) ont été intégrés dans une même approche de conception et d’évaluation de type FMECA (Failure Mode, Effects, and Criticality Analysis ou AMDEC en français). Cette approche, directement adaptée d’une pratique de conception largement répandue dans l’industrie aéronautique, est aujourd’hui implémentée numériquement dans un outil open-source appelé FMECAengine.

Une application immédiate des résultats auprès des industriels

L’idée centrale est que chaque acteur le long de la filière puisse évaluer, via des simulations numériques, les conséquences des choix techniques (de substances, de matériaux, d’étapes ou pratiques industrielles, d’utilisation domestique…) sur la contamination finale de l’aliment emballé.

La plateforme FMECAengine est diffusée via des actions de formation spécifiques (cours, ateliers, guides). Plus de 280 cadres de l’industrie alimentaire (70%) et de l’emballage (30%) ont ainsi déjà été formés aux méthodes d’évaluation de la migration par le calcul. D’autres sessions de formations sont par ailleurs prévues sur 2015.