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En quoi l’emballage mono-matériau améliore-t-il la durabilité des produits de grande consommation ?
Par : Gustavo Morais et Marta Clavero
À l’approche de l’échéance des engagements 2025 en matière de durabilité des emballages, la voie à suivre pourrait être celle des solutions recyclables innovantes telles que les solutions mono-matériaux, et ce, grâce à de nouveaux développements qui procurent certains des avantages offerts par les revêtements multi-matériaux traditionnels.
Face à l’évidence de l’impact de l’activité humaine sur l’environnement, les entreprises sont soumises à une pression croissante les incitant à opter pour une approche d’économie circulaire. Alors que la dynamique s’accélère en vue des objectifs de 2025 en matière de conditionnement durable, les solutions d’emballage innovantes gagnent du terrain auprès des industriels et des marques.
Les emballages mono-matériaux offrent une solution clé pour combler le déficit de circularité dans le secteur du conditionnement souple. Dans la mesure où ils sont plus faciles à recycler que les emballages multi-matériaux et multicouches, moins de matériaux finissent dans les décharges.
Cet article examine l’essor de l’emballage souple mono-matériau et souligne ses avantages en termes de durabilité tout en évaluant les principaux défis auxquels sont confrontés les industriels en matière de traitement.
Comprendre les différents types d’emballages souples
L’emballage souple désigne tout simplement un contenant ou un emballage qui peut être plié ou mis en forme sans se casser. En d’autres termes, ces emballages protègent leur contenu de la poussière, de l’humidité, des moisissures et d’autres contaminants présents dans l’environnement tout en préservant la qualité du produit et sa durée de conservation. Ils sont généralement légers, économiques et malléables.
Ces emballages sont généralement composés de plusieurs couches, de sorte que la fonction globale du produit combine les avantages de chaque couche individuelle, tels que la solidité, la capacité de stockage et la stabilité. Ces avantages sont extrêmement importants pour des secteurs comme l’alimentation, les boissons, les cosmétiques, les soins corporels et les produits pharmaceutiques dans lesquels les emballages souples multicouches sont très répandus.
Globalement, il existe deux principaux types d’emballages souples multicouches ou composites destinés au conditionnement des produits.
Les structures mono-matériaux peuvent comporter jusqu’à trois couches de la même matrice. Elles ne nécessitent pas d’adhésif pour les assembler et peuvent être facilement recyclées car les couches sont toutes fabriquées à partir du même plastique.
De leur côté, les structures multicouches comportent plus de trois couches de matériaux (3, 5, 7, 9, 11). Chaque couche peut présenter une polarité différente, ou un mélange de différents substrats. L’assemblage de ces couches nécessite l’utilisation d’un adhésif. Le type d’adhésif employé dépend de la méthode de traitement. Parmi les exemples de tels adhésifs figurent les couches de liaison, les adhésifs de laminage et les revêtements thermoscellables.
Découvrez les avantages du conditionnement souple à structure multicouche.
Contribution des mono-matériaux au caractère recyclable des emballages
Le secteur mondial de l’emballage plastique souple devrait voir son chiffre d’affaires passer de 160,8 milliards USD en 2020 à 200,5 milliards USD d’ici à 2025 sous l’impulsion de tendances majeures telles que l’urbanisation croissante et l’essor du commerce en ligne. Selon une étude menée par MarketsandMarkets, cette progression représente un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 4,5 %.[1]
Cette croissance en volume s’accompagnera d’une hausse correspondante des besoins en matière de recyclabilité, mais aussi en matière d’innovation et d’investissement pour parvenir à une économie circulaire.
Jusqu’à présent, les emballages plastiques souples étaient fabriqués à partir de multi-matériaux complexes, les entreprises préférant privilégier la fonction, la polyvalence et le coût. Le caractère recyclable était jusqu’à récemment rarement pris en compte dans leur conception.
On constate aujourd’hui que le recyclage des structures multi-matériaux peut être à la fois long et difficile. Pour obtenir des produits recyclés de première qualité, il faut séparer les éléments constitutifs de ces emballages afin que chaque couche puisse suivre son propre processus de recyclage.
Recyclage des emballages mono-matériaux
Le processus est plus simple avec les solutions mono-matériaux. Dans la mesure où les emballages mono-matériaux sont composés d’un seul matériau ou d’une seule fibre, le processus de recyclage est plus rapide et plus simple que pour les produits composés de plusieurs plastiques ou associés à d’autres matériaux comme le carton ou le verre. De même, le processus de séparation des différents matériaux constitutifs est moins énergivore. Les gains d’efficacité résultant du recyclage des mono-matériaux se traduisent également par des avantages en termes de temps et de coût.
En conséquence, les acteurs du secteur ont identifié la nécessité d’évaluer les exigences fonctionnelles des emballages souples. Pour instaurer une réelle circularité, les marques vont sans doute devoir se remettre au travail et transformer les solutions multi-matériaux existantes en conditionnements mono-matériaux recyclables.
Face à ce besoin, la demande d’emballages polymères souples mono-matériaux devrait stimuler la croissance du marché, lequel devrait atteindre 26,03 millions de tonnes pour une valeur de 71 milliards USD en 2025 selon un récent rapport du cabinet d’études de marché Smithers[2]. Ces chiffres sont à comparer aux 21,51 millions de tonnes évaluées à 58,9 milliards USD en 2020, soit un TCAC de 3,8 % sur la période.
Cette croissance de la demande en faveur de solutions plus durables répondant aux attentes des marques et des consommateurs sera particulièrement significative dans des secteurs comme l’alimentation, la confiserie, les soins corporels et les produits pharmaceutiques.
Types de solutions mono-matériaux
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Type de structure mono-matériau |
Caractéristiques |
Avantages en termes de circularité/Recyclabilité |
Usage industriel |
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Polypropylene (PP) |
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Thermoplastique léger, transparent et résistant aux moisissures |
100% recyclable et réutilisable |
Film |
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Polypropylène orienté (OPP), polypropylène à orientation biaxiale (BOPP) et polypropylène coulé (CPP) |
Multicouche |
Films légers, transparents et hygiéniques compatibles avec la surimpression |
Il est possible d’utiliser une combinaison de ces films pour remplacer les laminages à base de matériaux mixtes comme ceux composés de papier, de PET ou de feuilles d’aluminium |
Film d’emballage alimentaire |
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Polyéthylène (PE) |
Monocouche ou multicouche |
Léger, résistant à la chaleur et à l’humidité, transparent, durable et souple |
Facile à recycler en tant que mono-matériau |
Représente la moitié du marché mondial du conditionnement (emballage sous film, produits médicaux et de santé, tubes et raccords, produits ménagers, agriculture, câblage) |
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MDO (Machine Direction Orientation) + Polyéthylène (PE) |
Monocouche ou multicouche |
La technologie MDO améliore les propriétés fondamentales du film PE (cf. ci-dessus), tout en offrant les mêmes propriétés que les films PET et PA |
Écologique et recyclable |
Produits alimentaires et boissons, santé, produits pharmaceutiques, cosmétiques, soins corporels et produits ménagers |
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Polychlorure de vinyle (PVC) |
Monocouche |
Transparent, facilement extrudable, résistant aux basses températures et aux produits chimiques |
100% recyclable |
Produits alimentaires, santé |
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Polyéthylène téréphtalate (PET) |
Monocouche. Grâce aux progrès récents, il est possible de réaliser des emballages mono-matériaux à partir de ce mono-polymère |
Léger et transparent |
100 % recyclable et polyvalent |
Produits alimentaires et boissons, cosmétiques |
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Polyéthylène téréphtalate à orientation biaxiale (BoPET) |
Monocouche |
Poids le plus léger et coût le plus bas à l’unité |
Empreinte CO2 la plus faible. Les laminages plastiques mixtes à base de films BoPET sont compatibles avec la plupart des processus de recyclage des matières premières |
Représente jusqu’à 25 % de l’ensemble des emballages souples actuels, dont 11 % de la demande de films alimentaires |
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Polyamide (PA) |
Monocouche et multicouche |
Grande résistance thermique et mécanique, forte résistance à la traction, grandes propriétés optiques, excellentes propriétés barrière à l’oxygène et à d’autres éléments |
Recyclable |
Aliments périssables |
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Polystyrene |
Monocouche. Peut être utilisé sous forme de plastique solide et de mousse |
Thermoplastique, léger et souple |
100% recyclable |
Récipients pour la restauration, isolation, emballage de protection |
Demande mondiale de films mono-matériaux dans le conditionnement alimentaire
Applications industrielles pour les solutions mono-matériaux
Les solutions d’emballage mono-matériaux sont très répandues dans le monde industriel. Elles sont essentiellement utilisées dans le secteur de l’alimentation et des boissons, pour les produits pharmaceutiques et les fournitures médicales, ainsi que pour des applications industrielles et de spécialité.
Il est important ici de souligner que mono-matériau ne signifie pas monocouche. Les scientifiques travaillent à la mise au point de solutions conférant aux emballages mono-matériaux les avantages des structures multicouches multilatérales. Ces solutions « intermédiaires » ou « alternatives » sont désormais disponibles sous forme de matériaux multicouches mono-matériaux.
IMCD propose une assistance technique en matière de conception et de sélection des produits afin de faciliter la transition vers des solutions mono-matériaux de pointe.
Quelques exemples de la manière dont IMCD travaille avec les emballages mono-matériaux sont présentés ci-dessous.
1. La technologie MDO permet de concilier les exigences thermiques liées au thermoscellage et à l’impression
Le thermoscellage est la technologie de scellage la plus répandue en raison de la qualité et de la solidité de la fermeture. Toutefois, bien que les emballages mono-matériaux puissent être scellés dans des fenêtres de scellage plus petites, le problème se pose lorsqu’ils doivent être imprimés. Les deux processus sont réalisés à des températures différentes, et les caractéristiques de la couche à imprimer peuvent être plus spécifiques selon la technique d’impression employée.
Prenons l’exemple d’un sachet fabriqué à partir d’un film imprimé comportant plusieurs couches. La couche imprimée est constituée de films PET, OPP et OPA, ainsi que d’un adhésif, tandis qu’une couche PE sert de joint d’étanchéité.
Dans un tel cas, l’une des solutions proposées consiste à modifier les substituts du PP ou du PE en changeant le sens de leur orientation. Ce procédé modifie les propriétés du matériau, ce qui permet d’utiliser le même polymère dans une structure multicouche 100 % recyclable.
2. Amélioration des structures monocouches avec des revêtements barrière permettant de renforcer les barrières à l’oxygène
Les propriétés barrière à l’oxygène peuvent présenter un défi technologique important pour les structures monocouches.
Dans ce cas, l’application d’une couche d’apprêt ou de revêtement barrière sur les matériaux polyoléfines permet d’améliorer considérablement les propriétés barrière du polymère initial. Ces structures peuvent ainsi acquérir les propriétés de pointe recherchées. Par exemple, une structure mono-matériau peut être dotée d’une bonne barrière à l’oxygène.
Selon les normes actuelles, une structure comportant plus de 90 % de polyoléfines peut être qualifiée de structure mono-matériau.
IMCD propose différentes options de revêtement dans le cadre de cette solution.
3. Conception de nouvelles structures sans PA pour promouvoir la circularité
L’utilisation du PA est très répandue dans le thermoformage profond car il constitue une excellente barrière et offre des performances de résistance aux perforations.
En revanche, lorsqu’il s’agit de circularité, la séparation du composant PA pose problème. À sa place, l’utilisation de polyoléfines (PE) spécifiques et modifiées avec une faible quantité d’EVOH et de résines de liaison (moins de 5-10 %) peut permettre aux conditionneurs d’atteindre leurs objectifs de recyclabilité des emballages tout en maintenant les niveaux de barrière requis.
Relever les défis liés à l’utilisation de mono-matériaux dans les emballages souples
Les emballages mono-matériaux offrent des avantages considérables en termes de promotion de l’économie circulaire et d’amélioration du profil de durabilité des industriels. Parallèlement, les emballages mono-matériaux traditionnels doivent être affinés et améliorés s’ils doivent remplir les mêmes fonctions de qualité et de sécurité que leurs homologues multi-matériaux.
Toutefois, le remplacement des emballages multi-matériaux par des emballages mono-matériaux pose un certain nombre de difficultés.
La plus importante d’entre elles est sans doute la conception des emballages. Les consommateurs, les marques et les distributeurs attendent désormais des emballages qu’ils prolongent la durée de conservation des produits et qu’ils soient durables. Satisfaire ces exigences avec des options mono-matériau peut nécessiter une révision majeure de la conception des emballages pour ne pas compromettre les fonctions barrière et mécaniques. Les efforts continus de recherche et de développement dans ce domaine permettent de surmonter ces obstacles. Les adhésifs polymères sont par exemple remplacés par des solutions de revêtement, ce qui élimine le besoin de matériaux ou de couches supplémentaires tout en renforçant la protection barrière.
Parallèlement, les limites en matière de conception sont elles aussi en passe d’être surmontées. Alors que les mono-polymères étaient jusqu’alors réputés compromettre la conception et l’esthétique des emballages, les nouveaux plastiques mono-matériaux ont changé la donne. L’utilisation de la mousse plastique, par exemple, a permis d’élargir les options de conception des industriels.
Perspectives de l’emballage mono-matériau
La priorité croissante accordée à la durabilité face à l’évidence des répercussions des dommages environnementaux ne fera qu’accélérer la demande des consommateurs en faveur de solutions écologiques.
Les engagements des entreprises en faveur du conditionnement durable sont axés sur un objectif de 100 % d’emballages réutilisables, recyclables ou compostables d’ici à 2025. Compte tenu de la brièveté du délai, les États légifèrent et imposent des taxes sur le plastique afin d’encourager les investissements dans le recyclage.
Comment votre entreprise peut-elle bénéficier des solutions d’emballage mono-matériaux ? Contactez un consultant IMCD dès aujourd’hui.
Références :
1. Flexible Plastic Packaging Market Global Forecast to 2025. MarketsandMarkets
2. Easy-to-Recycle Mono-Material Film Packs to Grow at 3.8% to Reach $71 Billion in 2025. Smithers
3. AMI
Gustavo Morais
Depuis
près de 10 ans, Gustavo Morais travaille dans l'industrie de l'emballage, et plus
particulièrement dans l'emballage souple. Responsable du marché brésilien, tant
sur le plan technique que commercial, il est également en charge du support
technique des clients d'Amérique latine. Il accompagne ses clients pour les
aider à améliorer leurs processus ou leur produit final grâce aux nouvelles
technologies. Il participe à des événements, salons et conférences spécialisés dans
ce marché, et il suit de près les nouvelles tendances, les processus et les matériaux
qui ont attrait à la durabilité.