Anne-Marie RIQUET, Unité de recherches sur la sécurité et la qualité des aliments emballés, INRA, Jouy-en-Josas.

Les emballages sont omniprésents dans la vie du consommateur. Parmi eux, les emballages en matière plastique sont en constante évolution et donnent lieu à une surprenante diversification. L’agroalimentaire représente aujourd’hui en Europe plus de 50% du marché des plastiques. Or, il existe des problèmes de compatibilité entre les emballages plastiques et les aliments. En effet, les interactions entre plastique et aliment sont inévitables, mais elles entraînent parfois des défauts de qualité tant sur des plans organoleptique que toxicologique. Le plus connu de ces phénomènes est la migration de monomères (unités élémentaires du plastique) résiduels ou d’adjuvants technologiques qui peuvent être relargués par l’emballage et contaminer les aliments.

La grande majorité des plastiques d’emballage est fabriquée à partir d’un nombre réduit de monomères. Cinq polymères représentent à eux seuls 90% du marché : le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène, le PVC et le PET. Par contre, les adjuvants technologiques se comptent par milliers. Ce sont eux qui permettent d’ajuster les propriétés et la forme du matériau. Le domaine des matériaux plastiques s’étend aussi aux boîtes de conserves, où des vernis très minces séparent les aliments acides du métal.

Entre l’usine qui va fabriquer les granulés de matériaux plastiques et les consommateurs qui achèteront les produits finis, il y a toute une chaîne de transformations de l’emballage ou du couple emballage/produit. Il faut absolument connaître cette chaîne si l’on veut limiter les phénomènes de migration, préserver les qualités organoleptiques du produit et surtout éviter tout danger pour le consommateur.

Un autre problème se pose aux scientifiques : dans un souci d’éviter le gâchis du « plastique jetable », et sous la pression des écologistes, on parle aujourd’hui du « plastique recyclable », mais la fabrication d’emballages alimentaires à partir de matériaux récupérés pose de nombreux problèmes et leur usage n’est pas, à ce jour, sans risque pour le consommateur. Il est déjà difficile de savoir ce que relargue un plastique propre et neuf ; que dire d’un matériau usagé dont on ne connaît ni l’origine, ni l’utilisation qui en a été faite par des consommateurs avant d’être recyclé.

I - Pourquoi cet engouement pour les plastiques ?

Le plastique est, après le papier, le deuxième matériau utilisé par l’industrie française de l’emballage avec 25% du marché.

Sans lui, notre quotidien serait modifié : plus de « briques » de lait ou de jus de fruits, plus de sachets de salades préemballées, plus de pâtes boulangères crues, plus de poêles antiadhérentes, plus de boîtes de conserves revêtues d’un vernis protecteur, plus de petits pots d’aliments pour bébé dont les joints sont faits avec des plastiques. A cette diversité d’usages s’ajoute une grande diversité de formes : films, sacs, poches, barquettes, bouteilles, pots, boîtes, capsules, tubes, joints, ...

Plusieurs qualités permettent d’expliquer cet engouement pour l’emballage plastique : facilité de mise en oeuvre à l’aide de technologies variées (extrusion, injection, thermoformage, moulage...), conditionnements à haute cadence, aptitude à des usages variés, matériau que l’on peut colorer et imprimer, performances remarquables pour une faible consommation de matière, solidité et légèreté.

En effet, l’une des principales caractéristiques du plastique est son remarquable rapport qualité/poids. Ainsi par exemple, un sac de sortie de caisse, un pot de yaourt, un flacon d’adoucissant, un film de palettisation ont vu leur poids réduit de 45 à 70% en moins de 20 ans. Cette performance des plastiques permet le meilleur rapport poids contenant/contenu. Il en résulte de considérables économies de trans-port. On peut, par exemple, transporter 10 kg dans un sac à bretelles de 6 g, conditionner 9 litres d’eau avec 250 g de bouteilles, et un film de 14 g regroupe 6 bouteilles de 1,5 l chacune. Des développements technologiques permettront sans doute encore des réductions de poids.

II - Un matériau doit s’adapter à l’aliment

Parmi les matériaux plastiques les plus courants, on trouve :

- le polystyrène (PS) : ce polymère du styrène est surtout utilisé dans les emballages de produits laitiers (yaourts, crème fraîche, desserts lactés) et les gobelets pour distributeurs automatiques. Le polystyrène expansé (PSE) intervient dans la fabrication des barquettes et des matériaux de calage (électro-ménager) ou la coque des téléviseurs.

- le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP) : ils font partie de la famille des polyoléfines, constitués essentiellement à partir d’éthylène et de propène. Ils entrent principalement dans la fabrication de films d’emballage. Le polyéthylène basse densité est sur-tout utilisé dans la fabrication des films rétractables ou étirables pour la palettisation. Le polyéthylène haute densité intervient dans la fabrication de bouteilles, flacons, bidons (huiles de moteurs, phyto-sanitaires), conteneurs, caisses et casiers, ou films pour expédition. Les films d’emballage de paquets de cigarettes, de fleurs, bonneterie, produits alimentaires secs sont eux en polypropylène.

- le polychlorure de vinyle (PVC) : il est utilisé pour faire des conduites d’alimentation d’eau ou dans la fabrication de films à usage alimentaire ou médical (poches à sang), mais l’exemple le plus connu est celui des bouteilles d’eau, d’huile, de vin ou de vinaigre. Si le même polymère de base entre dans la fabrication de ces bouteilles, la nature des additifs, elle, est différente. En effet, si on remplissait d’huile une bouteille d’eau, la bouteille se ramolirait car une grande quantité d’additifs spécifiques à la formu-lation passerait dans l’huile, mais surtout parce que la formulation de la bouteille d’eau ne présente pas la même perméabilité à l’huile que la formulation de la bouteille d’huile. En conséquence, l’huile peut pénétrer dans la paroi de la bouteille d’eau et jouer le rôle du plastifiant.

- le polyéthylène téréphtalate (PET) : ce plastique de la famille des polyesters a, contrairement au PVC, une très faible perméabilité au CO2. Il est donc employé dans la fabrication des bouteilles de boissons gazeuses ; il intervient aussi dans la fabrication de flacons de produits cosmétiques.

- le polytétrafluoréthylène (PTFE) : ce sont des polymères fluorés que l’on trouve dans les revêtements anti-adhésifs comme les poêles Tefal.

III - Les sources de contamination de l’aliment

Elles sont au nombre de trois :

- la première source de contamination est due à l’emballage et en particulier aux additifs ajoutés au matériau plastique en vue d’améliorer sa qualité, de le stabiliser, de le rendre plus souple, de le plastifier ou encore de le teinter. Des monomères peuvent aussi être transférés à l’aliment ; ce phénomène de migration peut avoir des conséquences tant sur les plans organoleptique que toxicologique.

- la deuxième source est due à l’aliment lui-même. En effet, certains de ses constituants sont susceptibles d’être transférés à l’emballage et d’en modifier la structure, activant ainsi la migration du contenant vers le contenu. C’est le cas des aliments gras pour lesquels les interactions avec l’emballage augmentent avec le temps, la chaleur et leur richesse en matières grasses. C’est aussi le cas des arômes, molécules vola-tiles dont la fuite, dans ou au travers de l’emballage entraine une baisse de la qualité organoleptique (arôme et goût) du produit.

- la troisième source est une contamination par l’environnement ; les odeurs résiduelles d’un lieu de stockage, les constituants d’encres de la paroi externe de l’emballage peuvent traverser le contenant et venir altérer l’aliment, tant au niveau organoleptique que toxicologique.

IV - Paramètres influençant les migrations d’additifs

Les conditions de contact et de conservation : la migration augmente avec la durée et la température de stockage. Elle est aussi fonction de la surface et de l’épaisseur du matériau au contact de l’aliment, mais il existe aussi des matériaux très fins susceptibles de transférer des additifs.

La nature de l’aliment emballé : il existe des phéno-mènes d’affinité entre le migrant et le produit emballé ; comme la plupart des monomères et des adjuvants sont lipophiles, le migrant migrera mieux dans un milieu gras que dans un milieu aqueux.

La nature du matériau d’emballage : certains additifs ont plus ou moins d’affinité pour le milieu de contact. Prenons l’exemple du polystyrène : pour améliorer sa souplesse, les fabricants lui ajoutent généralement des huiles minérales (hydrocarbures d’origine minérale). Plus la concentration d’huile augmente, plus la migration est importante.

V - Une responsabilité multiple ?

Les incidents de qualité d’origine toxicologique sont la hantise des industriels de l’agroalimentaire. C’est l’image de marque de leur produit qui est exposée, alors qu’ils ne maîtrisent pas la fabrication de matériaux dont ils ne sont que les utilisateurs. Il y a souvent des échelons multiples entre eux et le fabricant de polymères, ce qui rend difficile l’attribution des responsabilités en cas d’incident ; or à ce jour, le remplisseur est toujours considéré comme responsable. C’est pourquoi les industriels de l’agro-alimentaire demandent de plus en plus souvent à leurs fournisseurs de plastiques de certifier que ces matériaux sont conformes à la réglementation européenne. C’est indéniablement un progrès, mais de tels certificats de conformité ne constituent pas une garantie totale, et ceci pour trois raisons essentielles :

- la réglementation définit très bien les phénomènes de migration, mais d’autres interactions existent.

- le fabricant de plastiques ne peut garantir que ce qu’il fournit ; il ne saurait être responsable de ce que l’industriel de l’agroalimentaire fait de ses bobines de plastique : thermoformage, impressions, stérilisation, ionisation, ...

- le fabricant de plastiques effectue des tests sur des simulateurs d’aliments, dans des conditions standards de température et de temps de contact. Or si incident il y a, il se produit avec des aliments réels et dans des conditions souvent très différentes.

Des méthodes de contrôle existent mais elles sont souvent laborieuses et inapplicables à un contrôle en ligne. Sur le plan des contaminations potentielles, il est pratiquement impossible d’effectuer des analyses systématiques pour identifier tout ce qui migre. De plus, il n’est pas possible d’effectuer des essais pendant toute la durée de vie d’un produit alimentaire (plusieurs années dans le cas des conserves) avant de décider si un matériau ou un lot de plastique est apte au contact alimentaire. A cela, il convient d’ajouter d’autres difficultés : la confidentialité des compositions de matériaux et une structure industrielle très segmentée.

Il importe donc que les scientifiques d’organismes publics comme l’INRA mettent au point de nouvelles méthodes d’évaluation de la compatibilité embal-lages/aliments et acquièrent de nouvelles connnaissances sur les interactions entre contenant et contenu.

VI - Vers une harmonisation européenne

Les autorités de différents pays de la communauté européenne ont récemment fixé des seuils d’acceptation sur la base de deux types d’évaluation des phénomènes de migration qui vont permettre de définir « l’alimentarité » d’un plastique :

- la migration spécifique d’un constituant donné (par exemple, les monomères de styrène, du poly-styrène). Cette migration doit être telle que le consommateur n’ingère pas chaque jour une quantité supérieure à la dose journalière tolérable.

- la migration globale. Elle correspond à la somme des migrations spécifiques de tous les migrants. Aujourd’hui, la norme acceptée par de nombreux pays pour les emballages alimentaires usuels est de 10mg/dm2 de matériau ou de 60 mg/kg d’aliment. Au-delà, on considère que l’altération de l’aliment est inacceptable (adultération), même s’il n’y a pas d’effet toxicologique ou organoleptique.

A ce jour, une directive européenne a été adoptée. Elle concerne les monomères et toutes les substances entrant dans la fabrication du plastique, mais les produits de dégradation des adjuvants (formés lors de la transformation du matériau à haute tempé-rature) sont encore mal couverts par la réglementation.

Un préalable au travail d’harmonisation européenne entrepris il y a plus de 20 ans était de définir des règles et des critères reposant sur des données scientifiques indiscutables auxquelles les experts scientifiques des états membres pourraient se rallier.

VII - Plastiques, environnement et recyclage

Contrairement aux verre, papier et métal qui sont récupérés, le plastique donne l’image d’un gâchis. Si l’on veut valoriser les plastiques et empêcher qu’ils n’encombrent les décharges ou partent en fumée, il faut les réutiliser. Pour des raisons de préservation de l’environnement et sous la pression des écologistes, le recyclage des plastiques est à l’ordre du jour.

Au vu des tonnages en jeu et des rythmes de pro-duction, la réutilisation suppose que l’on fasse de nouveaux emballages alimentaires avec les embal-lages récupérés ; mais ceci n’est pas sans risques pour le consommateur. Imaginons, par exemple, qu’après avoir consommé le contenu d’une bouteille d’eau, un utilisateur y mette une substance toxique (essence, détergent, pesticide, ...) avant de la jeter à la décharge. Si elle est recyclée, cette bouteille risque de relarguer le polluant dans son nouveau contenu, et nous n’aimerions pas le retouver, même à l’état de traces, dans notre alimentation.

Plusieurs procédés de recyclage existent ; ils vont du simple lavage des bouteilles à une dépolymérisation complète du matériau en monomères qui sont ensuite purifiés puis repolymérisés pour fabriquer une bouteille neuve. Les procédés de lavage ne sont guère efficaces : le PET par exemple devient opaque s’il est lavé à des températures trop élevées, mais un lavage à des températures trop basses est inefficace. On peut dire que plus le procédé est sûr, plus il requiert d’énergie et moins il est rentable autant sur le plan de l’environnement que de l’économie.

A ce jour, une idée s’impose : celle de ne pas mettre un matériau plastique recyclé directement  au contact de l’aliment. Si l’on veut empêcher toute migration incontrôlée pouvant avoir des conséquences sur la sécurité alimentaire, il serait nécessaire de mettre une couche de plastique neuf entre l’aliment et le ma-tériau déjà employé. A cette seule condition, l’utilisation de matériaux recyclés pourra présenter un intérêt, notamment en réduisant la quantité des déchets dans les décharges. Mais quel en sera le coût de fabrication et donc de vente pour des emballages qui aujourd’hui ne dépassent pas 10% du prix de l’aliment. En utilisant des plastiques déjà recyclés et en additionnant des surcouches, ne risque-t-on pas de perdre les avantages qui ont fait l’engouement pour ces matériaux et de reporter le problème ? La valorisation des matériaux usagés sera obligatoire dès 2002. Un recyclage par les industriels de l’agro-alimentaire à des fins non alimentaires (vêtements, routes, fenêtres) serait moins risqué.

Une autre voie moins polluante serait de fabriquer des emballages comestibles. Ce serait de plus un débouché pour les protéines agricoles. Par exemple, un film de plastique à base de gluten de blé a été mis au point en 1992 par des chercheurs du CIRAD. Il est souple, résistant, transparent, entièrement biodégra-dable et il peut être mis en forme avec les mêmes procédés que pour les matériaux issus du pétrole.

Conclusion

Dans ce contexte, l’INRA a créé en 1986 une unité de recherches sur la sécurité et la qualité des aliments emballés (SQUALE). Elle a pour objectif, dans un souci de préserver la sécurité du consommateur, d’apporter un soutien aux industries agro-alimentaires, grâce à la mise en place d’une méthode d’évaluation de la qualité des matériaux plus fiable et plus rapide que celles qui existent actuellement. Cette démarche analytique s’appuie sur la mise au point de milieux simples simulant en quelques heures le comportement d’un aliment pendant toute sa durée de conservation et sur l’élaboration de modèles mathématiques permettant de prévoir la migration tout en réduisant le nombre d’expériences. Elle étudie également le mécanisme des interactions contenant/contenu pour que soient mis au point de nouveaux matériaux présentant moins de migrations et moins de fuite d’arômes. Cette unité, qui a été coordonnatrice d’un programme européen de 1994 à 1997, participe également à l’élaboration d’une réglementation européenne en gestation pour de nombreuses directives et à la création d’une base de données sur les additifs des plastiques.