Mesures de perméabilité gazeuse pour la conservation des aliments emballés

Hors circuits courts et de proximité, les aliments sont conditionnés dans un emballage (ou système d’emballage) à usage unique, parfois recyclable ou (prochainement) ré-employable. L’emballage doit donc être considéré comme un « partenaire » essentiel à la bonne conservation et de la bonne stabilisation des aliments.

Dans cet article, l’emballage en plastique (polymère) est traité comme une membrane dense, dite barrière, séparant deux environnements : l’environnement extérieur (atmosphère ambiante) et l’environnement « confiné », à l’intérieur de l’emballage dénommé « espace de tête » (pour les emballages sous vide, cet espace de tête est très limité mais il existe). Ce dernier peut avoir une composition gazeuse différente de l’air ambiant, qui est initialement fixée lors du conditionnement (atmosphère modifiée ou protectrice par exemple). Cette composition évolue dans le temps, car la membrane qui enveloppe l’aliment est le siège de phénomènes de transports de matière : des gaz et des vapeurs (O ₂ , CO ₂ , N ₂ , eau, arômes, etc.) entrent ou sortent de l’emballage.

La nature du, ou des, matériaux de l’emballage, qui dépend de la partie de l’emballage considérée (bouteille et son bouchon, barquette et son opercule, etc.), la géométrie (épaisseur et surface), la quantité d’aliment et ses propriétés, les conditions d’environnement (température et temps, composition initiale du milieux gazeux de l’espace de tête initial), l’étanchéité du système de fermeture, etc., forment un ensemble de paramètres qui limitent les transferts à une quantité entrante ou sortante tolérable vis-à-vis de la durée de vie du produit ou de sa qualité. Si le couple emballage/produit alimentaire est inapproprié, ces flux entrants et sortants peuvent engendrer des déviations organoleptiques des aliments conditionnés, et réduire leur durée de vie.

Ces flux sont calculables et mesurables. Réfléchir à des compromis (durée de vie/transferts) pour optimiser le conditionnement des produits alimentaires passe par la compréhension fine des propriétés de l’aliment et des mécanismes de transport.

Cet article traite des transferts des principaux gaz (O ₂ , CO ₂ , N ₂ , eau) en rappelant la théorie de la diffusion des gaz à travers des membranes denses que sont les emballages. Les grandeurs telles que les flux, la perméance, le coefficient de perméabilité, sont explicitées, ainsi que leur mesure et leur conversion. Les fonctionnements des divers perméamètres du marché sont présentés. Puis...