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Révision : 09 juin 2006
EFPG Days 2006 : les fibres nous emballent en 3D !
 
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Les éléments de calage des produits dans les emballages et les éléments thermoformés de présentation ou d’emballage des produits ont un point commun : ces emballages 3D fabriqués aujourd’hui avec des matériaux issus du pétrole, non renouvelables, seront faits demain de fibres cellulosiques et de polymères renouvelables mélangés, parfaitement recyclables. Tel est en tout cas le challenge relevé par les acteurs du sous-projet SP5 « Emballages composites 3 D » coordonné par l’École Française de Papeterie et des Industries Graphiques (EFPG) dans le cadre de SustainPack.
SustainPack est un projet de recherche européen de grande envergure. Son ambition est de développer des emballages innovants à base de fibres cellulosiques associées à d’autres matériaux renouvelables. Démarré en juin 2004, il est planifié sur quatre ans et bénéficie d’un budget global de 30 millions d’euros. Sous la houlette du centre de recherche suédois STFI-Packforsk, un consortium de 35 partenaires (12 universités, 15 centres techniques et 8 industriels) de 12 pays travaille à la réalisation de cet objectif, au sein de 6 sous-projets (SP).
Le 10 mai dernier, l'EFPG a organisé dans ses locaux la 5e édition de son séminaire EFPG Days sur les thématiques de recherche du SP5 "Emballages composites 3D".  Ce workshop a accueilli 52 participants - partenaires SustainPack et extérieurs -  et a fait le point à mi-parcours sur les premiers résultats des travaux menés sur les deux axes de recherche du sous-projet.

Anne Pandolfi
(08 juin 2006)

Une recherche au plus près des besoins des utilisateurs finaux

   
En savoir plus...

Sous le pilotage de l’EFPG, les travaux de recherche du sous-projet SP5 "Emballages composites 3D" sont menés par divers partenaires : le laboratoire de recherche de l'EFPG (LGP2), l'université de Girone (Espagne), le centre de recherche suédois STFI-Packforsk, l'université d'Aveiro (Portugal), l'université technologique suédoise KTH, l'université d'Oulu (Finlande) et le centre de recherche italien SSCCP.
Ce sous-projet est dédié aux emballages 3D à savoir les emballages moulés et préformés. Ils devront être recyclables dans une même filière ou, le cas échéant, biodégradables.
Le SP5 vise à remplacer les produits dérivés du pétrole par des matériaux composites à base de fibres cellulosiques :
- pour les éléments servant à caler les produits dans les emballages ;
- pour les emballages thermoformés servant à la présentation ou à l’emballage des produits.

Cette scission en deux axes de recherche s’explique par le fait que les marchés concernés sont différents. SustainPack est en effet un projet intégré : les besoins des utilisateurs finaux conditionnent l'orientation de la recherche.
De même, l’accent est mis sur un partenariat fort entre le monde de la recherche académique et le secteur industriel : des PME sont sollicitées afin de mettre à la disposition des acteurs du projet leur savoir-faire ainsi que des équipements non disponibles dans le consortium.
Enfin, 7 prototypes de produits doivent être réalisés par les différents sous-projets. Ainsi, le SP5, en collaboration d’autres sous-projets (SP3, SP4 et SP6), doit mettre au point le prototype d’un plateau de présentation de produits alimentaires en fibres, recouvert d’un film plastique et équipé de capteurs d'humidité et de température. L’objectif est de prouver la faisabilité du produit, sa commercialisation ultérieure étant laissée à l’appréciation et à la charge de l’industrie.

SustainPack élabore donc l’emballage du futur qui doit répondre aux nouvelles préoccupations du marché notamment environnementales. Néanmoins, les aspects fondamentaux de la recherche menée dans le cadre de ce projet ne sont pas exclus. L'autre objectif est de faire des progrès significatifs dans la connaissance des matériaux. Cela inclut les nouveaux venus tels que les nanomatériaux très présents dans tous les sous-projets. Les microfibrilles de cellulose sont par exemple très utilisées dans le cadre du SP5.

Les composites fibres-polymères : une alternative très prometteuse aux dérivés du pétrole

Les participants des EFPG Days 2006
Les participants des EFPG Days 2006

Le 10 mai dernier, dans les locaux de l'École Française de Papeterie et des Industries Graphiques, les EFPG Days 2006 ont réuni 52 participants -- partenaires SustainPack et extérieurs --, la moitié venant de l'étranger. Parmi eux, 8 industriels ont assisté aux différents exposés.
Au cours de trois sessions, les partenaires du SP5 ont présenté les premiers résultats de leurs travaux, que l'on peut qualifier de très intéressants et encourageants.

La première session concernait les composites mélangeant fibres cellulosiques et polymères, dédiés aux applications thermoplastiques (emballages thermoformés servant à présenter ou emballer des produits).
Alain Dufresne et Wim Thielemans (EFPG) ont démontré la nécessité d’optimiser les interactions fibres-matrices polymères afin de garantir de bonnes caractéristiques mécaniques des emballages. Pour ce faire, la voie de la modification chimique de la surface des fibres est largement explorée afin d’améliorer leur adhésion avec la matrice polymère.
Paula Alexandrina Marques (Université d’Aveiro, Portugal) a fait le point sur les hybrides fibres-nanoparticules minérales dotant les matériaux composites d’une meilleure résistance à l’humidité.
Les différents résultats de recherche exposés lors de cette session ont également mis en lumière la supériorité de certaines caractéristiques mécaniques (ex. la résistance à la traction) de ces composites par rapport à celles des produits dérivés du pétrole.

La deuxième session portait sur la fabrication d’éléments de calage à partir de fibres ou de microfibrilles de cellulose. L’objectif est d’obtenir des blocs composites présentant des propriétés physiques et mécaniques équivalentes voire supérieures aux blocs de polystyrène expansé employés actuellement.
Lars Berglund et Anna Svagan (KTH - Royal Institute of Technology, Suède) ont présenté des résultats très intéressants obtenus à partir de mélange d’amidon et de microfibrilles de cellulose, ces dernières améliorant nettement les propriétés mécaniques du produit.
Pirjo Yli-Viitala (Université d’Oulu, Finlande) a démontré que le raffinage à sec des fibres de cellulose permet d’obtenir un matériau volumineux et aéré. Avec 95% de fibres et 5% d’adhésif, les éléments de calage ainsi fabriqués offrent une densité proche de celle du polystyrène expansé.

La troisième session était consacrée aux aspects liés au recyclage de ces composites et au contact alimentaire.
Giovanna Ferrari et Patrizia Sadocco (SSCCP : centre technique, Italie) ont confirmé la biodégradabilité des matériaux fabriqués par modification chimique des fibres de cellulose. La recyclabilité des composites sera étudiée dans un deuxième temps et dépendra de leur composition : une majorité de fibres permettra un recyclage dans la voie classique des fibres tandis qu'une majorité de matrices polymères entraînera un recyclage dans la voie thermoplastique.

Contact

Coordinatrice SP5 : Christine Chirat, EFPG
christine.chirat@efpg.inpg.fr

 
 
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