Conception raisonnée d'emballages en plastiques pour le conditionnement de boissons alcoolisées

par Yan Zhu

Projet de thèse en Génie des procédés

Sous la direction de Olivier Vitrac.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement et Santé , en partenariat avec GENIAL - Ingénierie Procédés Aliments - UMR AGROPARISTECH/INRA (laboratoire) et de AgroParisTech (France) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-03-2016 .


  • Résumé

    La substitution des conditionnements en verre par des conditionnements en matières plastiques est une réponse aux pressions environnementales et aux impératifs d'innovation dans le domaine des boissons alcoolisées. Leur application à un portefeuille de marques « haut de gamme » impose un niveau d'exigence supplémentaire que le projet de thèse va instruire en proposant des méthodologies et outils génériques pour la conception raisonnée d'emballages plastiques sous contraintes multiples : règlementaires et sanitaires, de compatibilité avec le contenant, de modes de conservation et marketing. En prenant les emballages souples comme prototype de problématique industrielle innovante, la thèse vise à caractériser, comprendre et modéliser les phénomènes de sorptions mutuelles (eau, éthanol, arômes, colorants/pigments) dans des films technologiques : soumis à des recuits et/ou des cristallisations sous étirement, inclus ou non dans des assemblages organiques ou hybrides (i.e. métallisés, couche métallique). Les données interprétées dans le cadre de théories de thermodynamique moléculaire seront intégrées dans des logiciels de simulation des transferts de matière sur géométries et conditions réelles, par exemple : assemblages avec soudures, conditions de température et d'humidité relative variables… L'approche globale sera validée sur des systèmes polyesters et des boissons modèles

  • Titre traduit

    Rational design of plastic packaging systems for alcoholic beverages


  • Résumé

    The replacement of packaging materials in glass by lighter and more sustainable ones, with lower production and transportation costs,is an imperative need and offers many opportunities to innovate. Plastic materials used alone or in composite systems offer many advantages: weight reduction, new formats, designs, surface aspects and usage; recycling possibilities. The rules used for the design of conventional food packaging systems cannot be transposed to alcoholic beverages. Shelflife of such products are usually longer than other food products packaged in plastic materials. They may be besides highly sensitive to oxidation and the percentage of alcohol by volume must be granted all along shelflife according to regulation.The project aims at proposing and validating an approach and numeric tools (simulators, databases), which will enable the group Pernod Ricard to design optimally new highend packaging concepts incorporating thermoplastic components. Design constraints include not only transportation and storage conditions (time, temperature, relative humidity) but also interactions between beverage constituents and materials, which may be responsible for contaminations or for mechanical defects at welding beads or at junctions of assemblies. The research endeavor will consist in three main contributions: Collecting mutual diffusion and sorption data (water, ethanol and model organic solutes, plastic additives and residues) on polyester systems and their assemblies; Measuring and modeling polymer swelling et mechanical constraints in assembled and/or laminate systems; Knowledge Integration in mass transfer simulation tools (1D and 3D) combined with adhoc databases.