Les projets d’avenir du matériau papier-carton
Pourquoi le matériau papier-carton revient sur le devant de la scène en R&D ?
Avec un peu plus d’ 1 million de tonnes d’emballages ménagers recyclés et un taux de recyclage de 68%, le matériau papier-carton tient une place prépondérante dans l’économie circulaire. Conséquence du développement du e-commerce depuis plusieurs années, ce matériau est en croissance et devrait voir sa part de marché croître encore, si on en juge par l’intérêt croissant qu’il suscite dans le secteur de l’emballage.
Matériau d’avenir car renouvelable, recyclable et biodégradable* , le papier-carton est aujourd’hui au cœur des enjeux d’éco-conception des emballages ménagers. Perçu comme une alternative en devenir notamment face à la difficulté de recycler certaines résines plastiques, le papier-carton doit pour cela se doter de nouvelles propriétés : il doit être plus performant tout en conservant ses vertus environnementales et sa recyclabilité.
* Biodégradabilité : aptitude à se décomposer sous l’action de micro-organismes en Co₂ ou CH4 (méthane), en eau et de possibles résidus minéraux
Citeo renforce ses investissements de R&D sur ce matériau en signant une convention avec le Centre Technique du Papier : 1,8 million d’euros pour la période 2019-2022. Pourquoi avoir choisi ce partenaire ?
Le Centre Technique du Papier (CTP) est un organisme de référence à l’échelle internationale pour la recherche dans la filière papier-carton. Ce type de partenariat avait déjà été engagé en 2017 pour les papiers graphiques. Le CTP fait progresser les connaissances scientifiques et technologiques, innove et transfère à l’industrie papetière ses savoir-faire. Initiée dans le cadre d’un Programme Spécifique d’Innovation sur l’emballage papier-carton, Citeo souhaite inscrire cette nouvelle coopération dans la durée et sur des projets de moyen et long terme. Objectif : soutenir la recherche appliquée pour, à terme, proposer et industrialiser des solutions innovantes d’emballages papier-carton pouvant également offrir des alternatives recyclables et biodégradables à certaines résines plastiques et papiers-cartons complexés.
Quels sont les grands axes de recherche de ce partenariat ?
Nous avons décidé de travailler ensemble sur les axes suivants :
- garantir et améliorer la recyclabilité et biodégradabilité d’emballages papier-carton aux propriétés barrières renforcées sans autre matériau ajouté (gobelet, barquette, emballage souple…) ;
- développer des propriétés barrières, comme la résistance à l’eau, à l’air, au gras : le papier et le carton sont des matériaux possédant de faibles propriétés barrières naturelles. La recherche doit permettre de pallier ces faiblesses en mettant au point des traitements de surface physiques ou chimiques (exemple : chromatogénie, enduction, microfibrilles de cellulose…) tout en préservant leur recyclabilité dans les filières existantes ;
- développer et démontrer l’aptitude au contact alimentaire de ces nouvelles solutions ;
- alléger les emballages en papier-carton pour économiser matière première et coûts de transport (exemple : emballage de e-commerce) ;
- étudier et développer des solutions durables face aux nouveaux enjeux sanitaires de l’économie circulaire.
Revenons sur la technologie de la chromatogénie précédemment citée, et qui semble offrir de belles perspectives. De quoi s’agit-il ?
Le matériau papier carton est hydrophile, c’est-à-dire qu’il a une forte tendance à absorber l’humidité et l’eau. Ceci en limite l’usage au conditionnement de produits secs, ou nécessite d’y ajouter d’autres matériaux quand on veut le rendre barrière à l’eau. La chromatogénie est une technologie qui permet de rendre hydrophobe, c’est à dire résistant à l’eau, sans y associer d’autre matériau. Comment ? en greffant une molécule d’acide gras sur une petite partie des molécules de cellulose qui constituent le papier-carton. Par ce procédé, sans en modifier les propriétés mécaniques, esthétiques ou le touché du papier, ni même sa recyclabilité, on rend un papier hydrophobe : la goutte d’eau roule à la surface du papier au lieu d’être absorbée. Cette technologie peut être associée à d’autres substances pour apporter, en complément de la barrière à l’eau, comme des propriétés barrières aux graisses et/ou à l’oxygène. Ces technologies seront étudiées et expérimentées pour la production d’emballages papier-carton spécifiques comme les gobelets ou les barquettes.
En complément des travaux du CTP, quels sont les autres projets de R&D papier-carton soutenus par Citeo ?
Nous accompagnons également des projets de R&D portés directement par des industriels ou clients de Citeo, que nous sélectionnons par appel à projets. Voici quelques exemples. La performance de la filière de recyclage des papiers-cartons nécessite d’améliorer ce que l’on appelle le "rendement fibre" du recyclage, c’est-à-dire de limiter la présence des autres matériaux (plastiques, métaux, bois, verre…) dans les papiers-cartons à recycler. Les nouvelles solutions barrières y contribueront. Mais nous constatons aussi que le consommateur peut laisser (ou remettre) dans son emballage carton avant de le trier, d’autres éléments d’emballages comme des éléments de calage en polystyrène, des housses plastiques… Cela génère ce que l’on appelle des "imbriqués", qui pénalisent le "rendement fibre". Pour cela, nous accompagnons un projet visant à développer une solution de calage en cellulose moulée dans des emballages en carton sur des gammes de produits dont seul le plastique répondait aux besoins. Ainsi, si le consommateur laisse ou remet cet élément de calage dans son emballage carton, celui-ci sera recyclé sans problème avec le carton.
Pour les emballages de e-commerce, nous allons chercher à étudier la perception et le comportement du consommateur face à l’emballage et identifier tout ce qui peut représenter un frein à son geste de tri pour mieux le lever ensuite à grâce à un plan d’actions conçu avec nos partenaires du secteur.
Nous souhaitons également explorer les nouveaux potentiels de ce matériau pour des emballages souples, qui ont besoin de propriétés que seules les solutions plastiques pouvaient apporter jusqu’à maintenant (souplesse, résistance mécanique, soudabilité et même transparence…).