Les récipients pour plats à emporter permettent de transporter vos nouilles préférées du restaurant à votre table (ou à votre canapé) sans incident, mais ils sont pratiquement impossibles à recycler s’ils sont fabriqués à partir de plastique recouvert d’une feuille d’aluminium. Des recherches récentes suggèrent que le remplacement de la couche de plastique par du papier pourrait créer un matériau d’emballage plus durable. Les chercheurs ont utilisé des démonstrations mécaniques et des simulations informatiques pour identifier des modèles de stratifiés papier-aluminium qui ne compromettent pas les performances.
Les emballages de protection, tels que les conteneurs fabriqués à partir de stratifiés de polyéthylène et d’aluminium, combinent la résistance et la durabilité du plastique avec les propriétés de blocage de l’humidité et de la lumière de la feuille d’aluminium. Bien que ces matériaux soient efficaces, les consommateurs souhaitent de plus en plus utiliser moins de plastique et des matériaux plus respectueux de l’environnement dans les emballages qu’ils reçoivent à la maison.
Pour créer une telle option d’emballage protecteur sans sacrifier la fonctionnalité, Hamed Zarei et ses collègues ont conçu une variété de stratifiés papier-aluminium et ont comparé leur résistance et leur durabilité à celles des emballages courants en polyéthylène-aluminium.
L’équipe de M. Zarei a tout d’abord fabriqué deux laminés papier-aluminium :
Un stratifié dans le sens de la machine (MD) composé d’aluminium et de papier dont les fibres sont parallèles au sens de chargement de la machine (dans le sens du grain).
Un stratifié dans le sens transversal (CD) composé d’aluminium et de papier dont les fibres sont perpendiculaires au sens de la charge de la machine (contre le grain).
Les chercheurs ont ensuite comparé la résistance à la traction des stratifiés papier-aluminium MD et CD à celle des stratifiés polyéthylène-aluminium en étirant des échantillons de chaque matériau avec une force progressivement croissante sur des machines de laboratoire. Ils ont également créé un modèle numérique, vérifié à l’aide de leurs données de résistance à la traction, capable de reproduire ces essais d’étirement des stratifiés et de prédire de manière fiable la réponse du matériau dans différents scénarios.
Lors des essais de résistance à la traction, le stratifié polyéthylène-aluminium a pu être étiré plus loin sans se rompre que les deux stratifiés papier-aluminium. Quant aux deux matériaux contenant du papier, celui fabriqué à partir de papier MD pouvait être étiré davantage mais formait des fissures le long du grain du papier plus rapidement que le papier CD. En effectuant des simulations du papier MD, CD et mixte MD/CD sur leur modèle numérique, les chercheurs ont prédit qu’un film d’aluminium associé à une couche de papier composée de fibres MD et CD donnerait des propriétés mécaniques presque identiques à celles d’un stratifié polyéthylène-aluminium conventionnel.
Bien qu’ils n’aient pas encore créé le stratifié aluminium-papier MD/CD en laboratoire, les chercheurs affirment que cette étude fournit aux ingénieurs en emballage des informations leur permettant de créer des matériaux durables qui pourraient avoir les mêmes performances que les options conventionnelles.
Légende illustration : En remplaçant le plastique par du papier, les chercheurs ont créé un prototype de matériau d’emballage durable à base d’aluminium, présenté ici, qui ne fait aucun compromis sur les performances.
