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1 - INTRODUCTION AUX MATÉRIAUX PLASTIQUES

2 - APERÇU DE LA RÉGLEMENTATION

3 - POINTS CRITIQUES RESPONSABLES DE LA CONTAMINATION

Article de référence | Réf : AF6930 v1

Introduction aux matériaux plastiques
Contact alimentaire : évaluation de conformité. Partie 1

Auteur(s) : Olivier VITRAC, Catherine JOLY

Date de publication : 10 juil. 2008

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RÉSUMÉ

Pour protéger le consommateur de contaminations chimiques potentielles, les autorités réglementaires incitent les industriels du secteur alimentaire à utiliser des outils de prédiction de la contamination des aliments par des substances de l’emballage. Après une introduction sur les matériaux plastiques, cet article effectue une présentation de la réglementation actuelle. Ensuite, il dresse une liste exhaustive des voies possibles de contamination des aliments à travers les éléments technologiques et physiques rentrant en ligne de compte. Les points critiques relatifs aux matériaux, corps et pièces d’emballage, mais aussi au conditionnement sont détaillés. Pour terminer, il est proposé un classement de tous les contaminants recensés : plastifiants, antioxydants, encres, solvants, colorants…

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ABSTRACT

In order to protect consumers from potential chemical contaminations, the regulatory authorities encourage industrialists from the food sector to use prediction tools for the contamination of food by substances from the packaging. After an introduction on plastic materials, this article presents the current regulation. It then provides an exhaustive list of possible means of food contamination via the technological and physical elements involved. The critical points related to materials, packaging parts and the packaging process are detailed. It concludes with a classification of all identified contaminants: plasticizers, antioxidants, inks, solvents, colorants, etc.

Auteur(s)

  • Olivier VITRAC : Chargé de Recherche INRA (Institut national de la recherche agronomique)

  • Catherine JOLY : Maître de conférences à l'École supérieure d'ingénieurs en emballage et conditionnement

INTRODUCTION

L a prédiction de la contamination des aliments par les substances de l'emballage est une préoccupation récente. Bien que les modèles disponibles aujourd'hui soient encore imparfaits, l'utilisation d'approches prédictives est très fortement encouragée par les autorités réglementaires européennes et nord-américaines. Elle obéit à deux priorités :

  • faciliter la libre circulation des aliments emballés, des emballages et de leurs constituants (polymère, additifs) sur leurs larges marchés intérieurs respectifs ;

  • protéger le consommateur de contaminants chimiques potentiels issus de l'emballage.

Dans cette logique, l'article 14 de la directive européenne « plastiques » 2002/72/CE [16] introduit la possibilité de démontrer la conformité des matériaux plastiques à l'aide d'approches prédictives. Ces mêmes approches peuvent contribuer à répondre aux obligations imposées par la directive cadre 2004/1935/CE [18] : obligation de traçabilité des matériaux au contact des aliments, obligation d'une évaluation et d'une décision de gestion de risque pour l'introduction d'une nouvelle substance.

Ce dossier fait le point sur les mécanismes responsables de la contamination des aliments par les matériaux au contact, dont l'emballage, et sur les moyens pour les prévoir de manière qualitative ou quantitative. Le contenu s'adresse en amont de la filière emballage aux acteurs – producteurs de polymères, fabricants d'additifs, formulateurs – qui souhaitent augmenter la sécurité sanitaire des produits dès la phase de conception. Il s'adresse également en amont aux transformateurs et industriels de l'agroalimentaire, qui doivent démontrer la conformité des matériaux mis sur le marché.

Du fait de la disproportion des connaissances partagées entre utilisateurs de matériaux ou de substances et les fabricants eux-mêmes, ce dossier met l'accent sur l'élaboration de recommandations, qui permettent l'élaboration de scénarios de contamination robustes malgré la non-exhaustivité des informations disponibles (par exemple, la formulation détaillée des matériaux d'emballage, les propriétés physico-chimiques des matériaux, les quantités présentes...). À partir d'une description moléculaire des transferts, des modèles prédictifs des coefficients de transport sont par ailleurs introduits pour étendre les approches prédictives du risque de contamination à un grand nombre de substances, de matériaux et de conditions de température de stockage ou de mise en forme. Les techniques de modélisation robustes par intervalles ou probabilistes de la contamination des aliments emballés et de l'exposition du consommateur sont détaillées dans le dossier [AF 1 446] « La modélisation du risque de contamination d'un aliment emballé » dont il est conseillé de faire la lecture conjointe.

Le document est organisé en deux dossiers [AF 6 930] et [AF 6 931]. Un parcours de lecture pour quatre lecteurs types est donné dans le tableau suivant.

Parce que la modélisation du risque de contamination des aliments emballés requiert également des connaissances techniques et scientifiques très diverses et actualisées – notamment sur les types de matériaux d'emballage, leurs compositions, leurs propriétés et leurs voies technologiques de mise en forme –, nous renvoyons le lecteur, qui recherche plus de détails spécifiques, à une liste non exhaustive de dossiers disponibles dans la collection des Éditions techniques de l'Ingénieur.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-af6930


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1. Introduction aux matériaux plastiques

Les matériaux polymères, appelés matériaux « plastiques », sont des matériaux constitués de macromolécules formulés en présence d'additifs divers. L'enchevêtrement de longues chaînes de polymères, parfois ramifiées, leur niveau d'organisation et la présence d'interactions intermoléculaires assurent la cohésion du matériau et son état condensé. Les chaînes peuvent présenter une forme amorphe (polymère amorphe) ou semi-cristalline (polymère semi-cristallin) et développer également une orientation privilégiée (polymère orienté) selon l'aptitude du polymère à cristalliser et selon son histoire thermomécanique (figure 1).

En fonction de la température, la phase amorphe présente deux états, appelés successivement vitreux puis caoutchoutique, de part et d'autre d'une température caractéristique dite température de transition vitreuse.

Le lecteur trouvera des compléments dans les ouvrages généraux sur les matériaux polymères et composites [8] [20] [27].

Les matériaux thermoplastiques (TP) et thermodurcissables (TD) forment les deux familles de matériaux plastiques présentes sur le marché de l'emballage, aisément différenciées pour le chimiste par l'existence de liaisons covalentes intermoléculaires (pont de réticulation liant les macromolécules) pour les thermodurcissables. Dans le domaine de l'emballage, les TD sont en quantité minoritaire et représentent pour partie les adhésifs, encres et vernis. Les élastomères peuvent être considérés comme des TD faiblement reticulés avec une température de transition vitreuse basse.

Pour obtenir les propriétés d'usage attendues, les matériaux plastiques sont le résultat d'une ou plusieurs étapes de formulation réalisées au cours de leur transformation (polymérisation, mise en forme, assemblage...). La formulation consiste à mélanger un polymère et des substances d'intérêt technologique appelées additifs ou adjuvants (exemple, plastifiants, antioxydants, pigments...). En amont, la synthèse des macromolécules a nécessité...

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