Pour choisir un matériau d'emballage, tu pars du produit, jamais du matériau : de quoi faut-il le protéger (chocs, humidité, oxygène, lumière), pendant combien de temps, et que deviendra l'emballage une fois vide. Exemple : la bière s'abîme à la lumière, c'est pour ça qu'on la vend souvent en verre brun ou en canette plutôt qu'en verre incolore. Aucun matériau ne gagne sur tous les tableaux : ton travail, c'est le compromis entre protection, coût et fin de vie.
Partir de ce que le produit craint
Un emballage sert d'abord à protéger. Fais la liste de ce qui peut abîmer ton produit, puis cherche le matériau qui bloque exactement ça.
Définition : la propriété barrière d'un matériau, c'est sa capacité à freiner le passage d'un gaz (oxygène, gaz carbonique), de la vapeur d'eau ou de la lumière.
L'oxygène fait rancir les matières grasses, la vapeur d'eau ramollit un biscuit, la lumière dégrade certaines vitamines et certains arômes.
Au contact d'un aliment, surveille aussi la migration, le passage de molécules de l'emballage vers le produit : elle doit rester assez faible pour ne présenter aucun danger et ne pas changer le goût. Restent les contraintes mécaniques (empilement, chocs du transport) et la fin de vie.
Papier et carton
Le carton plat sert aux étuis, comme une boîte de médicament. On le choisit pour sa tenue au pliage et son aptitude à l'impression. Il se décrit par son grammage, sa masse par mètre carré en g/m².
Le carton ondulé sert au transport : une feuille ondulée, la cannelure, est collée entre deux feuilles planes, les couvertures. Ces arches donnent beaucoup de rigidité pour peu de matière. Un carton double cannelure empile trois couvertures et deux cannelures.
Pour savoir combien de caisses empiler, deux grandeurs comptent. L'ECT (edge crush test, résistance à l'écrasement sur chant) est la force que supporte une bande de carton posée sur sa tranche, cannelures verticales, rapportée à sa longueur, en N/m. La RCV (résistance à la compression verticale) est la charge que supporte la caisse entière.
Formule : pour une caisse américaine (la caisse à rabats la plus courante), la formule de McKee simplifiée donne une estimation :
$$\text{RCV} \approx 5{,}87 \times \text{ECT} \times \sqrt{e \times Z}$$
où $e$ est l'épaisseur du carton et $Z$ le périmètre de la caisse, $Z = 2(L + \ell)$. Avec l'ECT en N/m, $e$ et $Z$ en m, la RCV sort en newtons.
Pour la retrouver, vérifie les unités : des N/m multipliés par des mètres donnent des newtons. McKee et ses collègues l'ont établie en 1963 (Archaviboonyobul et al., 2025). Retiens ce que dit la racine : doubler le périmètre ne multiplie la RCV que par $\sqrt{2} \approx 1{,}41$.
Piège classique : l'épaisseur laissée en millimètres. Avec $e = 4$ au lieu de $0{,}004$ m, la racine est multipliée par $\sqrt{1000} \approx 32$. Convertis tout en mètres. Et la formule ignore l'humidité, qui affaiblit le carton : on divise donc la RCV par un coefficient de sécurité, une marge pour l'humidité et la durée de stockage.
Les plastiques
Un plastique est fait de polymères, de très longues molécules formées d'un même motif répété, mises en forme à chaud. Le numéro moulé sous l'emballage, dans un triangle de flèches, indique sa famille ; il ne promet pas que l'emballage sera recyclé.
| Famille | Code | Point fort | Exemple |
|---|---|---|---|
| PET (polyéthylène téréphtalate) | 1 | transparent, retient le gaz carbonique | bouteille de soda |
| PEHD (polyéthylène haute densité) | 2 | rigide, résiste aux chocs | flacon de lessive |
| PVC (polychlorure de vinyle) | 3 | rigide ou souple selon ses additifs | blister de médicaments |
| PEBD (polyéthylène basse densité) | 4 | souple | film, sachet |
| PP (polypropylène) | 5 | supporte la chaleur | barquette pour micro-ondes |
| PS (polystyrène) | 6 | rigide, facile à mouler | pot de yaourt |
Polyéthylènes et polypropylène arrêtent la vapeur d'eau mais laissent passer l'oxygène. Pour un produit sensible, on ajoute une couche d'EVOH (copolymère éthylène-alcool vinylique), très barrière à l'oxygène mais qui perd cette qualité à l'humidité, d'où sa place entre deux couches de PE ou de PP.
C'est tout le dilemme : un film multicouche protège très bien mais se recycle mal, ses couches étant difficiles à séparer. D'où l'intérêt du monomatériau, fait d'une seule famille de plastique.
Piège classique : « biodégradable » ne veut pas dire « jetable dans la nature ». Le PLA (acide polylactique, issu de l'amidon) se composte surtout en installation industrielle, à température élevée. En France, un emballage plastique compostable seulement en unité industrielle ne peut pas porter la mention « compostable », et la mention « biodégradable » est interdite sur tout produit ou emballage depuis le 1er janvier 2022 (article L541-9-1 du Code de l'environnement).
Verre et métal
Le verre est inerte : il ne cède pratiquement rien au produit et ne laisse passer ni gaz ni vapeur d'eau. Il supporte la stérilisation et se refond pour refaire du verre, mais il est lourd et cassant. Teinté brun, il filtre une bonne partie de la lumière.
Les métaux bloquent lumière, gaz et vapeur d'eau. L'acier recouvert d'étain, le fer-blanc, fait les boîtes de conserve ; l'aluminium, plus léger, la plupart des canettes et beaucoup d'opercules. Au centre de tri, un aimant attire l'acier, et l'aluminium, non magnétique, est éjecté par un séparateur à courants de Foucault (des aimants tournants qui créent dans le métal des courants qui le repoussent).
Une brique de lait associe carton, polyéthylène et souvent une fine feuille d'aluminium : rigidité, étanchéité, barrière. Efficace, mais pour la recycler il faut d'abord séparer ces couches.
Éco-concevoir un emballage
Éco-concevoir, c'est réduire l'impact environnemental de l'emballage sans sacrifier la protection : un produit abîmé fait perdre tout ce qu'il a coûté à produire.
L'outil de référence est l'analyse du cycle de vie (ACV), qui suit l'emballage de l'extraction des matières à sa fin de vie et chiffre plusieurs impacts, pas seulement le climat. Elle avance en quatre étapes : objectif et champ de l'étude, inventaire de ce qui entre et sort (matières, énergie, rejets), évaluation des impacts, interprétation.
Définition : l'unité fonctionnelle est le service rendu, chiffré, sur lequel on compare deux solutions. Par exemple « emballer et livrer 1 000 litres de jus », et non « une bouteille ».
Les leviers se travaillent dans cet ordre : réduire (moins de matière, moins de vide dans la caisse, donc plus de produits par camion), réemployer (consigne, recharge, vrac), puis recycler, en pensant au tri dès la conception, avec une seule matière quand c'est possible.
Le règlement européen (UE) 2025/40 sur les emballages, applicable depuis le 12 août 2026, va dans ce sens : il fixe des exigences de recyclabilité et limite les PFAS, des composés fluorés très persistants, dans les emballages au contact des aliments (présentation de la douane).
Exercices corrigés
Du plus direct au plus proche d'un contrôle. Cherche chacun avant d'ouvrir la correction.
Exercice 1 : Des chips rancissent sous l'effet de l'oxygène et de la lumière, et ramollissent à l'humidité. Pour leur sachet, on propose trois films : A, un PE seul, transparent ; B, un PET transparent associé à du PE ; C, un PP métallisé, c'est-à-dire recouvert d'un dépôt d'aluminium très fin. Lequel retenir, et quelle est la limite de ce choix ?
Correction :
Le film A arrête la vapeur d'eau mais laisse passer l'oxygène et la lumière : écarté. Le film B, transparent lui aussi, laisse entrer la lumière : écarté.
Le film C bloque la lumière grâce à son dépôt métallique, qui freine aussi l'oxygène, et le PP arrête la vapeur d'eau. Résultat : on retient le film C, d'où l'intérieur argenté de beaucoup de sachets de chips. Sa limite : il associe deux matières, ce qui complique son recyclage.
Exercice 2 : Une caisse américaine mesure 40 cm de long et 30 cm de large. Son carton simple cannelure a une épaisseur de 4 mm et un ECT de 7 kN/m (données fictives). 1) Estime sa RCV avec la formule de McKee simplifiée. 2) Chaque caisse pleine a une masse de 12 kg. Avec un coefficient de sécurité de 4 et $g = 9{,}81$ N/kg, combien de caisses peut-on poser au plus sur celle du bas ?
Correction :
1) Tout en unités SI : $Z = 2(0{,}40 + 0{,}30) = 1{,}40$ m, $e = 0{,}004$ m et $\text{ECT} = 7\,000$ N/m.
$\sqrt{e \times Z} = \sqrt{0{,}004 \times 1{,}40} = \sqrt{0{,}0056} \approx 0{,}0748$ m, donc $\text{RCV} \approx 5{,}87 \times 7\,000 \times 0{,}0748 \approx 3\,070$ N, soit environ 3,1 kN.
2) Charge admissible sur la caisse du bas : $3\,070 \div 4 \approx 768$ N. Poids d'une caisse : $P = m \times g = 12 \times 9{,}81 \approx 118$ N. La caisse du bas peut donc porter $768 \div 118 \approx 6{,}5$ caisses. On arrondit à l'entier inférieur, sinon on dépasse la charge admissible : 6 caisses au plus sur celle du bas, soit une pile de 7 caisses.
Exercice 3 : Une marque de lessive liquide vend deux formats en PEHD : un flacon de 1 L qui pèse 60 g et un flacon de 3 L qui pèse 120 g (données fictives). Un acheteur affirme : « le petit flacon est plus écologique, il utilise deux fois moins de plastique ». Compare les deux formats pour l'unité fonctionnelle « emballer 300 L de lessive ».
Correction :
Le piège, c'est de comparer flacon contre flacon. À service égal, le petit format demande 300 flacons, soit $300 \times 60 = 18\,000$ g, donc 18 kg de PEHD. Le grand en demande 100, soit $100 \times 120 = 12\,000$ g, donc 12 kg.
Le grand format économise 6 kg, soit $\dfrac{6}{18} \approx 33\,\%$ de plastique en moins (40 g par litre au lieu de 60 g). L'acheteur a tort : par litre, le petit format consomme une fois et demie plus de plastique. Une vraie ACV regarderait d'autres impacts que la masse, toujours sur la même unité fonctionnelle.
À retenir
À retenir :
- On part de ce que le produit craint, puis on pense à la fin de vie.
- Carton ondulé : $\text{RCV} \approx 5{,}87 \times \text{ECT} \times \sqrt{e \times Z}$ en unités SI, puis un coefficient de sécurité.
- PE et PP arrêtent la vapeur d'eau, pas l'oxygène ; le multicouche protège mieux mais se recycle mal.
- Verre et métal font barrière à tout ; l'acier se trie par aimant, l'aluminium par courants de Foucault.
- Réduire, puis réemployer, puis recycler, et comparer à unité fonctionnelle égale.
Sources
- Code de l'environnement, article L541-9-1 (loi n° 2020-105 du 10 février 2020), en vigueur depuis le 1er janvier 2022 : Légifrance.
- Direction générale des douanes, présentation du règlement (UE) 2025/40 sur les emballages, 10 août 2026 : douane.gouv.fr.
- Archaviboonyobul et al., Agriculture and Natural Resources, vol. 59, 2025, équation 1 (formule de McKee simplifiée) : article en accès libre.