Projet H2020 REFUCOAT : Emballage alimentaire entièrement recyclable avec des propriétés de barrière aux gaz améliorées et de nouvelles fonctionnalités grâce à l'utilisation de revêtements haute performance

Les emballages alimentaires multicouches en polymère constituent la norme industrielle, offrant de multiples fonctionnalités essentielles, absentes d'une seule couche. Cependant, les multiples couches collées, qui agissent comme barrière contre l'oxygène et l'humidité, sont difficiles à recycler, et les plastiques synthétiques ne sont pas biodégradables, ce qui crée un problème croissant en fin de vie. Les préoccupations environnementales sont partagées par les gouvernements, les industries et les consommateurs, mais trouver des alternatives monocouches recyclables et/ou biodégradables aussi performantes que les emballages conventionnels représente un défi.

Grâce au financement de l'entreprise commune Bio-based Industries (ouvre dans une nouvelle fenêtre), un partenariat public-privé entre l'UE et l'industrie, l'ambitieux REFUCOAT (ouvre dans une nouvelle fenêtre) a réuni 12 partenaires multidisciplinaires tout au long de la chaîne de valeur de 5 pays de l'UE pour s'attaquer au problème. REFUCOAT a fait progresser le potentiel de deux biopolymères biodégradables prometteurs et a également repoussé les limites de ce qui pourrait être possible, en démontrant l'utilisation d'organismes mangeurs de bactéries (bactériophages) dans les revêtements actifs. Donner vie aux bioemballages en exploitant les microbes et les métabolites naturels De nombreux micro-organismes sont des lignes de production miniatures de polyhydroxyalcanoates (PHA), des bioplastiques entièrement biodégradables aux propriétés ajustables.

Objet de recherches intensives, les PHA de haut poids moléculaire adaptés aux applications d'emballage alimentaire industriel sont restés jusqu'à présent difficiles à cerner. REFUCOAT a exploité avec succès des micro-organismes pour valoriser les déchets agroalimentaires, créant ainsi des revêtements biodégradables à base de PHA pour les emballages alimentaires. L'acide polyglycolique (PGA) est un autre polymère biodégradable, et son produit de dégradation (et élément constitutif ou monomère), l'acide glycolique, est un métabolite naturel. Couramment utilisé comme matériau de suture, sa résistance mécanique élevée et ses excellentes propriétés de barrière aux gaz rendent également le PGA intéressant pour les applications d'emballage alimentaire. Selon Javier Marzo Muñoz, chef de projet chez AIMPLAS (ouvre dans une nouvelle fenêtre) et coordinateur de REFUCOAT, et Lorena Rodríguez, responsable du département d'emballage chez AIMPLAS et chercheuse principale de REFUCOAT : « Actuellement, l'acide glycolique est produit soit par carbonylation du formaldéhyde, soit par hydrolyse alcaline de l'acide chloroacétique à l'aide de substrats toxiques ou nocifs et/ou dans des conditions de réaction défavorables. »

Chez REFUCOAT, nous avons développé un procédé catalytique à base d'or pour convertir le monoéthylène glycol en PGA, permettant ainsi une production plus écologique de ce biopolymère biodégradable. Enfin, l'équipe a exploité les ennemis viraux naturels des bactéries pour former des barrières actives innovantes qui prolongent la durée de conservation des produits. Les données préliminaires ont démontré une inhibition encourageante de la croissance de Salmonella par les bactériophages. Des recherches complémentaires permettront d'obtenir l'approbation de l'Autorité européenne de sécurité des aliments (ouvre une nouvelle fenêtre). Soutenir une stratégie durable à moyen terme.

Depuis plus d'un demi-siècle, les emballages multicouches, composés de ressources non renouvelables comme l'aluminium, préviennent la péremption rapide des produits périssables. Cependant, leur recyclage est difficile et coûteux, ce qui représente un lourd fardeau environnemental et économique. L'expertise diversifiée du consortium REFUCOAT lui a permis de mener des recherches approfondies sur le développement d'emballages alimentaires monocouches, entièrement recyclables et biosourcés. REFUCOAT a développé des polymères bioPGA et PHA prometteurs et entièrement biodégradables pour les emballages alimentaires. De plus, l'utilisation de bactériophages comme revêtements actifs pour les emballages alimentaires a démontré un potentiel évident.

« Dans le cadre de ces activités, nos partenaires ont obtenu des solutions d'emballage intermédiaires et plus durables », résume Marzo Muñoz. Alors que l'équipe poursuit ses recherches sur des emballages monocouches biosourcés répondant aux exigences du marché, les scientifiques espèrent que les politiques encourageront l'écologisation de la chaîne de valeur actuelle des plastiques. REFUCOAT a préparé une note d'orientation (ouvre une nouvelle fenêtre) contenant des recommandations spécifiques pour soutenir cette démarche grâce à une plus grande durabilité, à l'amélioration des processus de recyclage et à un investissement accru dans les industries de la biomasse et des biosourcés.