Eco-conception de l’emballage des fruits et légumes et de la chaîne du froid post récolte – EcoFreshChain

1. Réaliser un état des lieux des données des pratiques actuelles et identifier les contraintes de mise en place des nouveaux emballages à travers une étude de terrain de la chaîne du froid des fruits et légumes, de la récolte au consommateur. Ces données sur les pratiques actuelles sont une source de recommandations pour la conception des nouveaux emballages et sont considérées comme la référence par rapport aux nouvelles solutions d'écoconception proposées dans le projet.
2. Développer de nouveaux emballages de l'Unité de Vente Consommateur (UVC) ; ils seront en cellulose donc recyclables, compostables et biodégradables à domicile. Ce développement nécessite des connaissances de la structure des matériaux d'emballage, de la relation avec la perméabilité au gaz et à l'humidité au travers des parois. Les propriétés mécaniques et barrières doivent être bien conçues pour l'efficacité de la préservation de la qualité du produit. En effet, les produits étudiés sont la fraise et la salade fraiche, produits à courte durée de conservation et à taux de dégradation élevé.
3. Comprendre les mécanismes et contrôler le flux d'air, le transfert de chaleur et de gaz autour et à l'intérieur d’une UVC et dans une palette. Ces mécanismes varient en fonction de la position de l’UVC dans une palette (haut, bas, centre, périphérique), de la chaîne du froid suivie et impactent la qualité du produit et sa durée de vie. Ces mécanismes deviennent encore plus complexes quand l’emballage est hermétique car la chaleur dégagée par la respiration est confinée à l'intérieur.
4. Comparer la performance de la chaîne logistique courante des fraises et des salades avec celle des nouveaux emballages. Les indicateurs de performance à considérer sont la qualité du produit, le coût opérationnel, l'impact environnemental et l'acceptation par le consommateur. Un défi à relever est l'obtention de données de terrain fiables et représentatives sachant qu'elles peuvent varier en fonction des pratiques de l'opérateur et du consommateur, des saisons...
5. Diffuser les résultats au public. Les nouvelles connaissances et méthodologies développées dans ce projet seront diffusées aux acteurs scientifiques, académiques, professionnels fruits/légumes et consommateurs.
Compte tenu des nouvelles tendances de consommation alimentaire, deux types de chaînes logistiques seront étudiées : locale (circuit court et de proximité) pour la salade et longue distance pour la fraise.

Tâche 1 : Circuits logistiques et consommateur
Etude de terrain réalisée pour un circuit long de fraises et un circuit court et de proximité de salades. Cette étude comprenait des entretiens avec les professionnels et un suivi de circuit logistique du producteur au stockage en point de vente. Des entretiens auprès des consommateurs, un questionnaire en ligne et une étude observationnelle du tri du réfrigérateur ont été réalisés.
Tâche 2 : Emballage
Le cahier des charges du traitement de surface de papiers en carton et la fabrication en série des barquettes de fraise et des intercalaires de salade ont été réalisés ainsi que le choix du film opercule. Des perméabilités de la barquette mesurée et prédites par un modèle ont permis de définir ce cahier.
Tâche 3 : Qualité de produit
La durée de vie des fraises dans une barquette operculée sous MAP en fonction des conditions telles que la température ambiante et la composition en CO2 et O2, a été suivi expérimentalement et par modélisation.
Tâche 4 : Transferts au sein de palette
Les champs de vitesse d’air dans le dispositif expérimental d’un niveau de palette a été mesurée par LDV (Laser Doppler Vélocimétrie) et le coefficient de transfert thermique sur les façades des barquettes par fluxmètre. Le développement du modèle CFD (Computational Fluid Dynamic) est en cours.
Tâche 5 : Performances économiques
Le modèle développé intègre plusieurs maillons de la chaîne logistique. Il permet d’évaluer les coûts entrainés en considérant le volume de demande aléatoire des clients et une durée de vie restante des fraises.
Tâche 6 : Impacts environnementaux
Une étude bibliographique a permis d’analyser des impacts environnementaux de différents matériaux d’emballages. Le logiciel Analyse de Cycle de Vie Simapro permet d’évaluer plusieurs impacts écologiques et santé humaine.
Tâche 7 : Modèle global
Le modèle global prend en compte actuellement 3 étapes (chambre froide de station fruitière, transport et plateforme de distribution). Les critères de la performance d’un circuit logistique seront améliorés au cours du projet selon les avancées des autres tâches.
T8: Communication – Valorisation
Une mise en place d’un Espace partagé Teams pour échanger entre les partenaires du projet a été réalisée. La création du site internet du projet sera effectuée courant 2022.

Le projet EcoFreshChain permettra aux professionnels des fruits et des légumes de disposer de nouveaux emballages répondant à la réglementation, tout en garantissant l’acceptabilité du consommateur. Les professionnels de la filière pourront également bénéficier d’un outil numérique, simple à utiliser, pour évaluer la performance de la chaîne du froid des circuits logistiques de fraises (circuit long) et de salade (circuit court et de proximité). Cet outil numérique pourra être généralisable aux circuits logistiques d’autres produits.

• Emma Pigneres, Development of 100% bio-circular multi layered food packaging: modelling packaging specifications according to food requirements Case study of respiring food products (Journées GFP Méditerranée, 7-8 avril 2022). Communication orale.
• Emma Pigneres, Multi-layered paper-based food packaging with tailored gas transfer rates for increased usage benefits – Journées de Printemps 2022 du GdR Durabilité des Matériaux BIOsourcés – 11 – 13 May 2022, Grenoble, Communication orale.
• E. Pignères, A. Vercasson, S. Gaucel, H. Angellier-Coussy, F. Coffigniez, N. Gontard, V. Guillard, Developping cellulose-based multi-layered packaging with mass transfer properties tailored to food requirements, 5th International EPNOE Junior Scientist Meeting, 9-10 septembre 2022 à Aveiro (Portugal)

L’objectif est de concevoir un nouvel emballage biodégradable pour préserver les fruits et les légumes le long de la chaîne post-récolte jusqu’à la consommation. Plusieurs questions liées à cet emballage biosourcé seront étudiées: maîtrise des transferts thermiques/hydriques et de l’écoulement d’air au sein de la palette en interaction avec les échanges au sein de l’atmosphère modifiée des emballages, acceptation par le consommateur, coût logistique induit et impact environnemental. Pour optimiser la chaîne post-récolte en termes de qualité, de coût et d’impact environnemental, une approche multidisciplinaire sera développée incluant pratiques des professionnels, technologie de l’emballage unité de vente, qualité du produit et durée de conservation, équipement frigorifique, organisation logistique et analyse du cycle de vie. L'approche développée sera validée pour les salades (circuit local) et les fraises (circuit long) et pourra être généralisée à la filière fruits et légumes.