Soutenance mémoire
L’extension du secteur de distribution qui nécessite la conservation et le transport à grande échelle des aliments pose un problème de sécurité alimentaire. En effet, une des sources de pollution des aliments peut être la qualité de leur emballage. De plus en plus, le plastique est utilisé comme matériau de conditionnement à la place du verre. Cet engouement pour l’emballage plastique s’explique par :
✦ son caractère incassable, sa malléabilité, sa solidité et sa légèreté,
✦ son remarquable rapport qualité / poids. Un seul kilogramme de plastique permet de contenir environ 32 litres de boissons. Alors qu’il faudrait 1,5 kilogrammes d’aluminium et 13,5 kilogrammes de verre pour contenir la même quantité. [35 ] Ainsi, le coût du transport et le prix final du produit est largement réduit.
Le secteur de l’ agroalimentaire représente aujourd’hui plus de 50 % du marché des plastiques[57]. La production annuelle mondiale en tonne étant de 4,9 millions en 1997, [63,64 ] il s’ avère que la classe des thermoplastiques parmi lesquels le polychlorure de vinyle, le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène, domine largement le secteur de l’emballage alimentaire (77%). Par sa présence quotidienne dans la vie du consommateur, l’emballage alimentaire doit satisfaire à trois conditions:
✦ ne pas être altéré par l’aliment ou par les traitements que celuici subit ;
✦ constituer une barrière permettant au contenu de conserver les caractères organoleptiques, et la propreté microbiologique ;
✦ ne pas nuire à la santé du consommateur.
En effet, les plastiques contiennent des composés (additifs, monomères) susceptibles de migrer de la paroi du plastique vers le contenu qui est l’aliment ou la boisson. Ce phénomène peut avoir des conséquences tant organoleptiques que toxicologiques voire des effets mutagènes dans le cas du BHT.
LES MATIÈRES PLASTIQUES
Généralités
Les plastiques sont des produits synthétiques, fabriqués à partir du pétrole, du charbon ou du gaz naturel. Ils constituent actuellement les principaux matériaux pour les produits d’emballage [8]. Les plastiques ont également de nombreuses applications dans les domaines de la santé (matériel médico- chirurgical et pharmaceutique stérile ), de l’automobile (pare-chocs), de la cosmétologie (tube), de l’agroalimentaire(pot de yogourt). Pour comprendre la nature des plastiques, il est nécessaire d’examiner les substances qui en constituent la base : les polymères synthétiques. Les polymères synthétiques proviennent de substances comportant des molécules relativement petites qui se joignent dans certaines conditions en formant un motif de groupement d’atomes répétés dans la structure de la grosse molécule, de la même façon que les maillons forment une chaîne. Les substances dont proviennent les polymères sont appelées monomères. Le processus de production des polymères s’appelle polymérisation. Si l’on utilise un seul type de monomère, le polymère qui en résulte est appelé homo polymère ; si l’on utilise deux ou plusieurs types de monomères, le produit est un copolymère.
définitions d’une matière plastique
Dans un sens général, on dit qu’un matériau est plastique lorsqu’il peut se déformer sous l’action d’une force sans perdre sa cohésion, tout en conservant sa nouvelle forme lorsque la force a cessé d’agir.[4] Le terme « plastique » est utilisé dans l’industrie pour désigner les substances et les matériaux (matières premières ou produits finis) à base de polymères organiques synthétiques qui peuvent devenir fluides et se prêter au moulage. [4] Dans le domaine de la technologie « on appelle matière plastique, un mélange comportant un polymère et divers ingrédients transformés en produits finis ».[4] D’après la directive des commissions de la communauté européenne (23 février 1990) « la matière plastique est un composé macromoléculaire organique obtenu par polymérisation, polycondensation, polyaddition ou tout autre procédé similaire à partir des molécules d’un poids moléculaire inférieur ou par modification chimique des macromolécules naturelles ; d’autres substances ou matières pouvant être ajoutées à ce composé macromoléculaire ».
Les polymères et les plastiques
Le polymère ou résine se rapporte soit à la substance chimique pure, soit au produit résultant du processus de polymérisation. Cependant, ils constituent une entité chimique. Bien que la grande variété de polymères fournit une gamme étendue de propriétés, cela n’est pas suffisant pour répondre aux exigences des diverses applications. L’incorporation de diverses substances aux polymères augmente la gamme des propriétés, réduit la détérioration au cours de la fabrication et de l’utilisation, et facilite aussi la mise en forme. C’est ordinairement ce mélange physique de polymères et d’adjuvants qui constitue un plastique ( plastiques = polymère + additifs ou adjuvants), de sorte qu’il est important d’établir la distinctionentre un polymère et un plastique. Bien que les deux termes soient souvent synonymes, ils désignent des substances différentes. Il existe trois grandes familles de polymères :
• les thermoplastiques :
Les polymères composés de chaînes macromoléculaires linéaires ou avec ramifications sont désignés sous le terme : thermoplastique. Ils se ramollissent au chauffage et donnent après refroidissement, le matériau solide. Ce phénomène est réversible. Cette caractéristique permet la recyclabilité de ces matières.[66] Dans cette catégorie, se trouvent : les polyoléfines ( polyéthylène , polypropylène) , les vinyliques ( polychlorure de vinyle ) , le polycarbonate , le polyamide et les styréniques ( polystyrène , polystyrène expansé).
• les thermodurcissables :
Lorsqu’on chauffe un corps macromoléculaire à structure tridimensionnelle, le produit se fige, la chaleur renforçant les liaisons existantes. Après refroidissement, il durcit fortement et l’opération est irréversible. C’est ainsi que le polymère est dit thermodurcissable. Ils ne sont donc pas recyclables.[66] Dans cette catégorie se trouvent : les phénoplastes , les polyépoxydes , les polyuréthannes , les silicones ,et les mélamines .
• les élastomères :
Les élastomères sont caractérisés par leur grande déformabilité (6 à 8 fois leur longueur initiale ). Pour être utilisés comme caoutchouc, des liaisons pontales (nœuds de réticulation ) doivent être introduites entre les chaînes, conférant ainsi aux matériaux une structure tridimensionnelle qui assure la réversibilité de la déformation mécanique.[66]Dans cette catégorie se trouvent : le polyisoprène (caoutchouc naturel) , les polychloroprène et les polysiloxanes.
plastiques et recyclage
Au vu des tonnages en jeu et des rythmes de production, la réutilisation des plastiques suppose que l’on fasse de nouveaux emballages alimentaires avec les emballages récupérés ; mais ceci n’est pas sans risques pour le consommateur. Par exemple après avoir consommé le contenu d’une bouteille d’eau, un utilisateur y met une substance ( détergente ou un pesticide) avant de la jeter à la décharge. Si elle est recyclée, cette bouteille risque de laisser dans son nouveau contenu cette substance que personne aimerait retrouver même à l’état de traces dans son aliment. A ce jour, une idée s’impose : celle de ne pas mettre un matériau recyclé directement au contact de l’aliment. L’on veut empêcher toute migration incontrôlée pouvant avoir des conséquences sur la sécurité alimentaire[10,23]. Il est nécessaire de mettre une couche de plastique neuf entre l’aliment et le matériau déjà employé[3]. A cet effet, l’utilisation de matériaux recyclés pourra présenter un intérêt. Plusieurs procédés de recyclage existent ; ils vont du simple lavage des bouteilles à une dépolymérisation du matériau en monomères qui sont ensuite purifiés puis re polymérisés pour fabriquer des fibres industrielles (pour tapis automobile), des fibres textiles(pull), des tuyaux…[60,63].
MODES DE FABRICATION ET DE TRANSFORMATION DES POLYMÈRES
Mode de fabrication des polymères
Le pétrole brut est raffiné et donne différentes fractions après distillation. La fraction d’essences légères, appelée naphte ou naphta, est isolée pour être ensuite craquée (distillée) à la vapeur[65]. Cette opération permet d’obtenir les molécules chimiques indispensables à la fabrication des polymères : les monomères ( éthylène, propylène …) Chaque monomère est isolé. Il est ensuite combiné avec d’autres monomères de même nature ou de nature différente lors d’une réaction chimique appelée réaction de polymérisation. Il existe plusieurs types de réaction de polymérisation :
➤ la polyaddition (ou polymérisation en chaîne) : les monomères se soudent les uns aux autres de façon consécutive (un à un) sans élimination de petites molécules.
➤ la polycondensation : les fonctions chimiques des monomères interagissent entre elles , toutes en même temps et s’assemblent en dégageant de petites molécules. Le polymère obtenu est aussi appelé polycondensat.
Mode de transformation des polymère
Une fois synthétisés, les polymères se présentent sous forme de poudres ou granulés, prêts à être transformés en demi-produits ou en produits finis. Il existe de nombreux procédés de transformation adaptés à la nature du polymère, et à la forme finale souhaitée :
❖ L’injection : ce procédé permet de donner aux matières plastiques une fois ramollies la forme simple ou complexe du moule dans lequel elles ont été injectées. Exemple : palettes, coques de télévisions, boîtes, pots, tableaux de bord,…
❖ L’extrusion : cette méthode permet de fabriquer des produits en continu. Exemple : sachets, films alimentaires, tubes, manchon,…
❖ L’extrusion-soufflage : les matières plastiques extrudées cette fois , en discontinu (préformes) sont ensuite soufflées dans un moule pour en prendre la forme. Exemple: bouteilles, flacons, bidons, fûts, réservoirs, conteneurs,…
❖ Le rotomoulage : la matière plastique en poudre est introduite dansun moule clos puis est centrifugée sur les parois chaudes. On obtient par cette méthode des corps creux de gros volume. Exemple : cuves, conteneurs, réservoirs, palettes réutilisables,…
❖ L’expansion : le moussage ou l’expansion des polystyrènes et des polyuréthannes permet de fabriquer des produits alvéolaires. Exemple : calage, sièges automobiles, ameublement, caisses de transport,…
❖ La compression : cette méthode sert à mettre en forme les polymères thermodurcissables. Exemple : pièces plates ( vaisselle, accessoires électriques…)
❖ Le calandrage : ce procédé permet d’obtenir des produits plats de grande largeur par laminage de la matière plastique entre plusieurs séries de rouleaux. Exemple : feuilles pour thermoformage, plaques, sols plastiques,…
❖ L’enduction : couplée au calandrage, cette méthode permet de déposer une résine plastique sur un support continu (papier, carton, tissu) en décoration ou en protection. Exemple : revêtement de sols, de murs, mobilier,…
❖ Le thermoformage : après avoir été ramollis sous la chaleur, les demi-produits thermoplastiques (plaques ou feuilles) sont emboutis sur une forme. Exemple : gobelets, pots de yaourts, boîtes alimentaires, blisters, …
|
Table des matières
Introduction
I.-LES MATIÈRES PLASTIQUES
I.1.-Généralités
I.2-définitions d’une matière plastique
I.3-les polymères et les plastiques
I.4-plastiques et recyclage
II- MODES DE FABRICATION ET DE TRANSFORMATION DES POLYMÈRES
II.1- Mode de fabrication des polymères
II.2- mode de transformation des polymères
III-LES PRINCIPAUX MATÉRIAUX UTILISÉS DANS L’EMBALLAGE ALIMENTAIRE
III.1- le polyéthylène
III.2- le polypropylène
III.3- le polychlorure de vinyle
III.4- le polystyrène
III.5- les autres polymères
IV- LES ADDITIFS D’EMBALLAGE
IV.1- les lubrifiants
IV.2- les stabilisants
IV.3- les plastifiants
IV.4- les charges
IV.5- les matériaux de renforcement
IV.6-les ignifugeants
IV.7- les colorants
IV.8- les agents antistatiques
V- L’AUTO OXYDATION DES POLYMÈRES SYNTHÉTIQUES
V.1-les procédés physico-chimiques généraux
V.2-la stabilisation par les antioxydants
V.3-Les exigences chimiques, physiques et toxicologiques des antioxydants
VI- LES MÉTHODES D’ANALYSE DES ADDITIFS
VI.1-Préparation des échantillons
VI.2-Les méthodes d’extraction des additifs
VI.3Les méthodes d’analyse
VII- LE CONTACT ALIMENTAIRE ET MIGRATION
VII.1- définition- généralité
VII.2- étude de la migration des contaminants potentiels du matériau plastique vers les simulants liquides ou gras
VII.3- les effets de la migration
Conclusion
