Projet « SafeFoodPackDesign » : Conception raisonnée d’emballages alimentaires sûrs

Les emballages alimentaires sont gérés en Europe par des règles encore peu harmonisées, qui varient en fonction des matériaux utilisés (plastiques, adhésifs, encres d’impression, papiers et cartons, vernis, etc.). Elles suivent, par ailleurs, très indirectement les pratiques industrielles de la filière emballage-alimentaire et les évolutions des usages (augmentation du nombre de composants, des matériaux et des surfaces de contact avec l’aliment, usages multiples, préparation domestique, etc.). Les origines et les causes de contamination ne sont aujourd’hui étudiées qu’après l’apparition des crises sanitaires. Les pratiques actuelles tendent à produire une situation doublement paradoxale : i) les consommateurs perdent confiance dans la sécurité des matériaux qui sont nécessaires à la bonne conservation des aliments et aux fonctions d’usage voulues par le consommateur (ouverture facile/refermable, micro-ondable) ; ii) les industriels agroalimentaires peuvent difficilement assurer la gestion de la sécurité des matériaux ou des systèmes d’emballage, qu’ils ne fabriquent pas eux-mêmes. Le projet SFPD propose un cadre général pour identifier, prévenir les défauts de conception de systèmes d’emballage et de leurs usages à tous les stades de leur cycle de vie.

Il n’est pas possible d’aborder de front une problématique mettant en jeu approximativement 8 000 substances, des centaines de matériaux, des milliers de composants d’emballage et des pratiques industrielles variées. Le projet s’est appuyé sur un cadre formel robuste offert par la modélisation des transferts de matière entre les composants de l’emballage pour construire une approche préventive du risque de contamination tout au long de la chaîne d’approvisionnement. La modélisation mathématique est une démarche introduite dès 2002 dans la règlementation européenne, d’abord sur des principes de surestimation, puis progressivement complexifiée pour prendre en compte des scénarios réalistes ou probabilisés. Le projet contribue à passer d’une modélisation « bas-débit », pour évaluer le risque de contamination d’une substance, à une modélisation très « haut-débit » capable d’identifier une étape, un composant ou une substance critique parmi des centaines ou des milliers de références ou de situations. Plusieurs innovations ont été introduites : utilisation de la modélisation moléculaire pour estimer les propriétés de diffusion des contaminants à partir leur structure chimique, mise en place de systèmes-experts, intégration des diagrammes d’approvisionnement et de fabrication dans des outils de simulation chaînée, formation des acteurs de la filière.

Avec l’appui de l’industrie agro-alimentaire, une image réaliste des principaux contaminants issus des matériaux d’emballage sur le marché français a été établie. Elle a été possible grâce au développement de techniques spectroscopiques de déformulation rapide et aveugle. Par ailleurs, l’effort cognitif, engagé via trois thèses de doctorat et quatre stages postdoctoraux, a permis d’améliorer fortement nos connaissances des comportements thermodynamiques des contaminants dans de nombreuses situations. Les risques de contamination associés au transport des contaminants par voie gazeuse et à l’utilisation des traitements thermiques à haute température (cuisson, pasteurisation, stérilisation) ont été particulièrement caractérisés. Ces risques sont peu ou ne sont pas pris en compte dans les règlementations actuelles. De nouvelles théories et techniques de calcul moléculaire ont été proposées pour étendre les comportements ou les prédictions à des contaminants arbitraires. L’ensemble des résultats connus avant le démarrage projet et les nouveaux a été synthétisé au sein d’une approche unifiée des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité (AMDEC) pour la sécurité finale de l’aliment. Les bases de données, les outils de simulation et les systèmes-experts ont été intégrés dans un projet opensource, appelé FMECAengine. Il est en cours de transfert auprès des centres techniques, d’industriels volontaires, des autorités de contrôle en Europe et aux États-Unis.

Le projet a servi de cadre à trois thèses de doctorat, il a d’ores et déjà produit neuf publications internationales (auxquelles s’ajoutent deux publications en cours de finalisation et six autres en cours de rédaction), trois chapitres d’ouvrage, onze communications internationales, deux guides à destination de l’industrie. Il a permis de former 280 cadres de l’industrie agroalimentaire et de l’emballage via onze actions de formation aux quatre coins de la France. Deux projets logiciels opensource ont été développés : un sur les approches préventives des risques et un autre sur la déformulation rapide des matériaux plastiques. Le projet a été suivi attentivement par la Commission Européenne (DG-SANCO) car le projet propose une alternative élégante pour la gestion des matériaux non-règlementés spécifiquement.  À l’issue du projet, des recommandations doivent être établies par les partenaires en vue d’une application dans le cadre du règlement 2023/2006/CE sur les bonnes pratiques de fabrication.

Thèse "Ingénierie de la sécurité sanitaire des emballages alimentaires"

Pour plus de détails