Unité Mixte Technologique ACTIA « SAFEMAT » 22.07

Le renouvellement de l’UMT SAFEMAT 22.07 pour une nouvelle période de 5 années (2022-2026) est le résultat de notre réflexion collective engagée depuis 2020 au sein de l’UMT SAFEMAT 17.09. Le nouveau programme de travail proposé, dans la continuité des travaux déjà engagés, tient compte d’une évolution profonde du contexte règlementaire français et européen et prépare les nécessaires évolutions de la règlementation européenne sur les matériaux au contact des aliments pour accompagner la transition d’une économie linéaire vers une économie circulaire, où les matériaux sont de plus en plus recyclés, réutilisés et réemployés. Notre positionnement est ancré dans les approches de type ingénierie et est au service des filières industrielles et des consommateurs :

- analyse des risques de la molécule au système de distribution, de collecte et de recyclage ;

- développement de méthodes rapides et in-situ de caractérisation et d’analyse des risques de transfert de substance (de l’emballage à la cuve) ;

- incorporation des approches précédentes dans des méthodes de prototypage d’articles, de procédés de mise en forme.

Les compétences variées et adaptées aux objectifs recherchés sont réunies au sein de l’UMT SafeMat 22.07 : chimie analytique, physico-chimie, sciences des matériaux, génie des procédés, modélisation et simulation numérique multiéchelle. L’UMT bénéficie de la consolidation et dynamique du pôle « Agro » de l’Université Paris-Saclay (site commun, unité de recherche UMR 0782 SayFood Paris-Saclay Food and Bioproduct, équipe Modélisation et Ingénierie par le Calcul). Notre capacité à prédire et orienter les choix technologiques associés aux emballages alimentaires fait de l’UMT SafeMat une structure de choix pour appuyer les politiques publiques et les stratégies industrielles en toute indépendance.

Axes R&D

Pour son renouvellement en 2022, l’UMT SafeMat 22.07 vise à permettre une évaluation et une gestion sanitaire de l’emballage (i) de son état de matière avant mise en forme, (ii) d’article fini jetable, réutilisable ou réemployable, (iii) jusqu’à sa collecte finale et (iv) recyclage en matière réutilisable. Tout au long du cycle, la composition de la matière est amenée à évoluer du fait de la perte de substances (migration, décontamination), du gain de substances (absorption des constituants de l’aliment, contaminations croisées), mais aussi du fait du vieillissement chimique des matériaux (substances néoformées). L’intrication progressive des boucles de matière recyclée amènera très probablement des évolutions insoupçonnées aujourd’hui du fait de notre méconnaissance des pratiques de l’amont et de l’aval de la filière, et de l’intensité des échanges entre pays de la matière recyclée. Dans cette logique, l’UMT SafeMat 22.07 anticipe et prépare les solutions de demain pour permettre une implémentation efficace et économiquement viable des évolutions voulues par la loi AGEC et la directive SUP

Les orientations générales de l’UMT SafeMat 22.07 sont déclinées sous forme de trois axes R&D complémentaires :

l’alimentarité des recyclats (axe déjà reconnu par les partenaires académiques, techniques et industriels de l’UMT) ;
le vieillissement des matériaux recyclés, réutilisés, réemployés, compostables (axe à développer en s’appuyant sur une expertise technique déjà présente au LNE) ;
l’ingénierie intégrant le couple produit-emballage (axe à fédérer et pour lequel l’UMT a déjà une contribution).

Composition

Coordinateurs

Jean Mario Julien, Ph.D., Ingénieur de Recherche (LNE)

Olivier Vitrac, Ph.D., Directeur de Recherche (INRAe)

Animateurs scientifiques

Sandra Domenek, Ph.D., Professeur (AgroParisTech)

Phuong-Mai Nguyen, Ph.D., Ingénieur de Recherche (LNE)

Cédric Lyathaud, Ingénieur de Recherche (LNE)

Moyens techniques

Les principaux outils et dispositifs mutualisés au sein de l’UMT SafeMat sont présentés dans le tableau ci-dessous

Outils et moyens de calcul

Caractérisation

et mise en forme des matériaux

Chimie analytique

Cluster de calcul (1200 cœurs)

Chimiométrie (ACP, ICA, méthodes multitableaux…)

Materials Studio, Lammps

Matlab, Octave, R

Comsol Multiphysics

Bibliothèques logicielles INRAE pour l’évaluation des risques de migration, la conception sûre et l’écoconception d’emballages

Perméamètres aux gaz

Microbalances

TGA / DSC

Mélangeur interne

Presses à compression

Machines de traction

MFI (plastomètre)

Microscopie UV/VIS, Fluo, FTIR–ATR, MEB

Microscopie Raman

Enceintes de vieillissement UV / climatiques

GC×GC–MS

GC–MS

HSGC-MS

GC-FID

Py-TD-GC-MS

SP-ICP-MS

HPLC–UV / RI /Fluo

ICP OES / ICP-MS

RMN ¹H

Évaporateur/concentrateur cryogénique

Productions scientifiques

Articles scientifiques

Sévérin, I.; Dahbi, L.; Domenek, S.; Platel, A.; Vitrac , O.; Nguyen, P. M.; Chagnon, M.-C., Stratégie pour une sécurité chimique intégrée des matériaux d’emballage au contact des denrées alimentaires. Cahiers de Nutrition et de Diététique 2023, 58 (2), 134-141.

https://doi.org/10.1016/j.cnd.2022.12.005

Biant, L.; Hayert, M.; Ayoub, H.; Nguyen, P.-M.; Vitrac, O. Chemical imaging of contaminated recycled paper and board: Towards identification of the causality of food contamination. MATEC Web Conference 2023, 379, 01006.

https://doi.org/10.1051/matecconf/202337901006

Daoud, N.; Breysse, C.; Domenek, S.; Vitrac, O. J. M. W. C., Time of protection equivalence principle to allow design barrier layers for promoting the use of recycled materials for food contact. MATEC Web Conference 2023, 379, 06001.

https://doi.org/10.1051/matecconf/202337906001

Datta, A.; Nicolaï, B.; Vitrac, O.; Verboven, P.; Erdogdu, F.; Marra, F.; Sarghini, F.; Koh, C. Computer-aided food engineering. Nature Food. 2022, 3, 894-904; DOI: 10.1038/s43016-022-00617-5.

https://www.nature.com/articles/s43016-022-00617-5

Vitrac O, Nguyen P-M, Hayert M. In Silico Prediction of Food Properties: A Multiscale Perspective. Frontiers in Chemical Engineering - Biochemical Engineering. 2022;3:786879. doi: 10.3389/fceng.2021.786879.

https://doi.org/10.3389/fceng.2021.786879

Le Delliou B, Vitrac O, Castro M, Bruzaud S, Domenek S. Characterization of new bio-based and biodegradable polymer blend: Application to poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) / poly(butylene-co-succinate-co-adipate) blends. Journal of Applied Polymer Science. 2022:52124, doi: 10.1002/app.52124.

https://doi.org/10.1002/app.52124

L. Stoll, S. Domenek, S.H. Flores, S.M.B. Nachtigall, A.D. Rios, Polylactide films produced with bixin and acetyl tributyl citrate: Functional properties for active packaging, J. Appl. Polym. Sci., 2021, 138(17):50302.

https://doi.org/10.1002/app.50302

G. Almeida, S. Domenek, P. Perré, TransPoly: A theoretical model to quantify the dynamics of water transfer through nanostructured polymer films, Polymer, 2020, 191, 122256.

https://doi.org/10.1016/j.polymer.2020.122256

Vitrac, O. and M. Hayert, Modeling in food across the scales: towards a universal mass transfer simulator of small molecules in food. SN Applied Sciences, 2020. 2, 1509.

https://doi.org/10.1007/s42452-020-03272-2

M. Gerometta, J.R. Rocca-Smith, S. Domenek, T. Karbowiak, Physical and Chemical Stability of PLA in Food Packaging, Reference Module in Food Science, Elsevier. 2019.

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Zhu, Y., P.-M. Nguyen, and O. Vitrac, Risk Assessment of Migration From Packaging Materials Into Food, in Reference Module in Food Science. 2019, Elsevier. p.64.

https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100596-5.22501-8

Nguyen, P.-M.; Dorey, S.; Vitrac, O., The Ubiquitous Issue of Cross-Mass Transfer: Applications to Single-Use Systems. Molecules. 2019, 24 (19):3467.

https://doi.org/10.3390/molecules24193467

Zhu Y, Guillemat B, Vitrac O. Rational Design of Packaging: Toward Safer and Ecodesigned Food Packaging Systems. Frontiers in Chemistry. 2019, 7.

https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00349

Zhu Y, Welle F, Vitrac O. A blob model to parameterize polymer hole free volumes and solute diffusion. Soft-Matter. 2019;15(43):912-8932.

https://doi.org/10.1039/c9sm01556f

Mohammed Lounis, Stéphane Leconte, Christophe Rousselle, Luc P. Belzunces, Valérie Desauzier, José-Marie Lopez-Cuesta, Jean Mario Julien, Dominique Guenot, Damien Bourgeois, Fireproofing of domestic upholstered furniture: Migration of flame retardants and potential risks, Journal of Hazardous Materials, 2019, 366:556–562.

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.11.110

Nguyen, P.-M., J. M. Julien, C. Breysse, C. Lyathaud, J. Thébault and O. Vitrac. "Project SafeFoodPack Design: case study “indirect migration from paper and boards”." Food Additives and Contaminants: Part A, 2017, 34(10): 1703-1720.

http://dx.doi.org/10.1080/19440049.2017.1315777

Nguyen, P.-M.; Guiga, W.; Dkhissi, A.; Vitrac, O., Off-Lattice Flory–Huggins Approximations for the Tailored Calculation of Activity Coefficients of Organic Solutes in Random and Block Copolymers. Industrial & Engineering Chemistry Research 2017, 56 (3): 774-787

https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6b03683

Nguyen, P.-M.; Guiga, W.; Vitrac, O., Molecular thermodynamics for food science and engineering. Food Research International 2016, 88, Part A, 91-104.

https://doi.org/10.1016/j.foodres.2016.03.014

Fang, X. Y., & Vitrac, O. Predicting diffusion coefficients of chemicals in and through packaging materials. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2017, 57(2): 275-312.

https://doi.org/10.1080/10408398.2013.849654

Salazar, R., Domenek, S., Plessis, C., & Ducruet, V. Quantitative determination of volatile organic compounds formed during Polylactide processing by MHS-SPME. Polymer Degradation and Stability, 2017, 136: 80-88.

https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2016.12.010

Ouvrages

Erdogdu, F.; Datta, A.; Vitrac, O.; Marra, F.; Verboven, P.; Sarghini, F.; Nicolai, B. 16 - Mathematical modeling—Computer-aided food engineering. In Food Engineering Innovations Across the Food Supply Chain, Juliano, P.; Buckow, R.; Nguyen, M. H.; Knoerzer, K.; Sellahewa, J., Eds. Academic Press: 2022; pp 277-290.

Description de l'ouvrage

Le Delliou, B., O. Vitrac, and S. Domenek, Chapter 13: Bringing new function to packaging materials by agricultural byproducts, in Agricultural, Forestry and Bioindustry Biotechnology and Biodiscovery, , P.A. Chong Aguirre, D.J. Newman, and D.A. Steinmacher, Editors. Springer Nature: Switzerland, 2020, p 227-257.

Description de l'ouvrage

Vitrac O, Touffet M. Food Process Modeling. In: Ferranti P, Berry E, Jock A, (editors). Encyclopedia of Food Security and Sustainability 1st Edition. Amsterdam, NL: Elsevier; 2019. p. 434-454.

Description de l'ouvrage

Julien J.M, Launay P. Chapitre 20 : Tests réalisés sur prélèvements d’emballages. In: Dole P, (editor). Les 7 fonctions de l'emballage. Paris, France: Lavoisier, Sciences et techniques AgroAlimentaires; 2018, p. 145-148.

Description de l'ouvrage

Font E., Neuveu S. Chapitre 21 : Tests réalisés sur emballages finis. In: Dole P, (editor). Les 7 fonctions de l'emballage. Paris, France: Lavoisier, Sciences et techniques AgroAlimentaires; 2018, p. 155-160.

Description de l'ouvrage

Nguyen M, Vitrac O. Chapitre 30. Bien comprendre la diffusion des migrants, vue à l'échelle moléculaire. In: Dole P, (editor). Les 7 fonctions de l'emballage. Paris, France: Lavoisier, Sciences et techniques AgroAlimentaires; 2018. p. 221-230.

Description de l'ouvrage

Publications au grand public et aux acteurs du domaine

Gloz J, Loriot C, Dole P, Julien JM, Colin C. Emballages réemployables, l’importance d’une évaluation environnementale robuste. Industries Alimentaires et Agricoles. 2023;Emballage et Conditionnement:13-6.

https://www.revue-iaa.fr/

Nguyen P-M, Kermorvant J, Vitrac, O. L’information chimique dans nos déchets d’emballage devient détectable, elle pourrait être utilisée pour mieux orienter les flux de matières recyclées. Industries Alimentaires et Agricoles. 2023;Emballage et Conditionnement:21-5

https://www.revue-iaa.fr/

Hasanbelliu E, Gastaldi E, Buendia F, Yannou Le-Brios W, Domenek S. Emballage alimentaire et durabilité : L’engagement de la Chaire CoPack dans la Stratégie 3R. Industries Alimentaires et Agricoles. 2023;Emballage et Conditionnement:36-9.

https://www.revue-iaa.fr/

Urena M, Phung T-T, Domenek S, Dole P, Roudaut G, Lagorce A, Karbowiak T. Les polyosides : quel potentiel et quelles limites pour l’emballage alimentaire ? Industries Alimentaires et Agricoles. 202;Emballage et Conditionnement:40-3.

https://www.revue-iaa.fr/

Nguyen P-M, Domenek S, Loriot C, Julien J-M, Vitrac O. L’Unité Mixte Technologique ACTIA 17.09 SAFEMAT «Matériaux Sûrs» prépare l’ingénierie des emballages recyclables, réutilisables, réemployables de demain. Industries Alimentaires et Agricoles. 2021;Emballage Alimentaire:23-8.

Accès à l'article

Vitrac O, Kermorvant J, Ayoub H, Daoud N, Nguyen P-M. Le recyclage et le réemploi des emballages peuvent-ils entraîner un risque systémique de contamination des aliments ? Industries Alimentaires et Agricoles. 2021;Emballage Alimentaire:18-22.

Accès à l'article

Alain Guinault, Patrice Dole, Christophe Cotillon, Jean-Mario Julien, Cyrile Sollogoub, Sébastien Roland, Anne Grandmontagne, Catherine Loriot, PEF et procédé multi-microcouche, une solution pour l’emballage alimentaire de demain ? Industries Alimentaires et Agricoles. 2021;Emballage Alimentaire:36-39.

Accès à l'article

Vitrac, O., Toxicité: quand le danger vient des emballages. Qu'a apporté SOLEIL... dans nos assiettes. 2019, pp 6-7.

Accès à l'article

Nguyen, P.-M.; Julien, J.-M.; Lyathaud, C.; Sauvegrain, P.; Loriot, C.; Vitrac, O. L’approche FMECA pour la gestion des risques de contamination par des substances issues des matériaux au contact des aliments. Industries Alimentaires et Agricoles : Emballage et Conditionnement des Aliments. 2019, 45-48.

Accès à l'article

Kieffer, A.; Loriot, C.; Sauvegrain, P.; Julien, J.-M.; Nguyen, P.-M.; Vitrac, O. FITNESS, première plateforme européeenne sur l'emballage et le conditionnement des aliments. Industries Alimentaires et Agricoles. 2019, 24-26.

Accès à l'article

Dole, P.; Cotillon, C.; Guinault, A.; Julien, J.-M.; Loriot, C. Mypack : un projet européen H2020 pour promouvoir des solutions innovantes et durables pour l’emballage alimentaire !. Industries Alimentaires et Agricoles. 2019, 21-23.

Accès à l'article

Vitrac, O. La sécurité des emballages alimentaires en question / Food Packaging safety called into question. Pratiques en Nutrition. 2018, 14, 30-33.

https://www.em-consulte.com/article/1199255/alertePM

Vitrac, O.; Nguyen, P.-M.; Julien, J.-M.; Guiga, W. La conception d’emballages sûrs est à portée de main. Innovations Agronomiques. 2017, 58, 45-60.

DOI : 10.15454/1.513783598443995E12

Lyathaud, C. La RMN au service de l’identification de la composition des matériaux – Technique incontournable pour l’analyse des NIAS. Industries Alimentaires et Agricoles. 2017.

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