Nouvelles voies de substitution de la paraffine minérale dans les emballages alimentaires

New ways to replace paraffin wax in food packaging materials

• Auteur / Autrice : Simon Nicolas
• Direction : Loïc Lemiègre, Jean-Luc Audic
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 01/10/2021
• Etablissement(s) : Rennes, Ecole nationale supérieure de chimie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Jury : Président / Présidente : Anthony Szymczyk
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Loïc Lemiègre, Jean-Luc Audic, Anthony Szymczyk, Isabelle Dez, Sophie Duquesne, Christophe Maura
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Dez, Sophie Duquesne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biopolymères

Écoconception

Aliments -- Emballages

Mots clés libres

Recyclabilité

Papier paraffiné

Food packaging materials

Biobased

Recyclable packaging

Parrafin wax

Résumé

Les emballages alimentaires sont omniprésents au quotidien. Ils permettent notamment d’informer le consommateur, d’assurer l’hygiène et de conserver l’aliment emballé. Pour répondre aux diverses exigences, les matériaux utilisés se sont diversifiés ainsi que les différents assemblages possibles. La fabrication d’emballage est devenue un domaine d’expertise à l’interface entre la chimie, la physique et la biologie. Outre l’augmentation de leur complexité, les volumes de production n’ont cessé de croître depuis la 2nde révolution industrielle. Aujourd’hui, cela pose des problèmes environnementaux, en particulier en ce qui concerne la fin de vie des emballages. Le recyclage matière est l’une des voies privilégiées pour la gestion de leur fin de vie mais cette étape peut être compliquée dans certains cas, notamment pour le papier paraffiné. Une substitution partielle ou totale de la paraffine doit être envisagée pour assurer la recyclabilité. Les travaux de cette thèse portent donc sur la recherche de matériaux de substitution partielle ou totale de la paraffine minérale pour la fabrication de revêtements pour papier. Plusieurs matières biosourcées et présentant un caractère biodégradable, en particulier des huiles végétales hydrogénées et du latex naturel ont été utilisées pour fabriquer des revêtements hydrophobes et barrières à l’eau pour substituer la paraffine. Des papiers enduits résistants à l’eau et recyclables ont pu être ainsi fabriqués. Finalement, des solutions de substitution partielle ou totale de la paraffine sont proposées en fonction de l’application de conditionnement considérée.

Food packaging is omnipresent in everyday life. It is used to inform the consumer, to ensure hygiene and to preserve the packaged food. To meet the various requirements, the materials used have diversified as well as the different possible assemblies. Packaging manufacturing has become a field of expertise at the interface between chemistry, physics and biology. In addition to the increase in their complexity, the production volumes have not stopped growing since the 2nd Industrial Revolution. Today, this poses environmental concerns, especially for the end of life of packaging. Material recycling is one of the preferred ways to manage the packaging end of life, but it can be complicated in some cases, especially for waxed paper. A partial or total substitution of the paraffin wax must be considered to allow this recyclability. The work of this thesis therefore focuses on the search for substitute materials to paraffin wax for the manufacture of paper coatings. Several bio-based materials with biodegradable capacities, in particular hydrogenated vegetable oils and natural rubber, were used to manufacture hydrophobic and water barrier coatings for paper. Water resistant and recyclable coated papers have been produced. Finally, partial or total substitution of paraffin wax were designed regarding the final packaging application.