Brevet FR2852300A1 — publié le 20040917

EMBALLAGE POUR PRODUITS FRAGILES. NOTAMMENT POUR LES FRUITS ET LEGUMES La présente invention concerne un emballage pour produits fragiles. Elle s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, au domaine du conditionnement des fruits et légumes. De façon générale, le conditionnement des produits fragiles pose de nombreux problèmes de protection contre les chocs et les vibrations auxquels ils sont exposés pendant les transports et les manipulations réalisées dans le circuit de distribution, puis par le consommateur. Dans le domaine spécifique des fruits et légumes, il est difficile de transporter des fruits en parfait état de conservation tout au long de la chaîne logistique depuis le lieu de récolte jusqu'au point de vente, puis de maintenir les produits en bon état jusqu'au moment o ils seront consommés. C'est pour cette raison que la plupart des fruits sont aujourd'hui commercialisés dans un état de maturation peu avancé, ce qui leur permet de mieux résister aux sollicitations mécaniques rencontrées durant ce cycle logistique d'acheminement. Or, certaines catégories de consommateur, de plus en plus nombreux, sont demandeurs de fruits de qualité, dits fruits " mûrs à point ", c'est-àdire des fruits commercialisés dans un état de maturité suffisant pour présenter des qualités organoleptiques optimales: aspect, hygiène, goût, texture, odeur, qualité du jus, etc. L'ensemble des acteurs de la filière fruits et légumes recherche donc des solutions efficaces permettant de répondre à cette attente du consommateur. Les techniques actuelles de production, de pré-traitement après récolte, de conservation et de distribution permettent de garantir la livraison en extrémité de chaîne d'un fruit répondant bien à ces exigences de qualité. La principale difficulté qui subsiste provient du conditionnement. En effet, les techniques d'emballage actuelles ne permettent pas d'assurer une protection suffisante aux fruits mûrs, notamment pendant leur transport. La plupart des fruits concernés par cette demande de qualité sont 10 commercialisés dans des emballages thermoformés de type " barquette ", qui permettent d'une part d'obtenir une présentation attractive du fait de leur transparence, et d'autre part de bien protéger les fruits d'un point de vue hygiénique car ce sont des emballages fermés. Le problème rencontré réside dans le fait que les parois de ces emballages sont rigides, afin de maintenir leur forme. Les fruits s'appuient donc en permanence sur le fond et sur les parois latérales, ce qui génère aux points de contact des pressions locales importantes susceptibles de détériorer gravement les fruits mûrs ou fragiles, comme par exemple les fraises, les 20 groseilles ou les fruits exotiques. On connaît divers procédés destinés à répondre à ce problème. La solution la plus connue et la plus usitée consiste à introduire dans le fond 25 des barquettes un rectangle découpé dans un film de protection à bulles d'air, de façon à constituer un matelas qui protège les fruits des chocs verticaux. L'inconvénient de cette solution est qu'elle nécessite des opérations supplémentaires pour la découpe, la mise en place, et éventuellement le collage du matelas, ce qui génère des coûts très élevés, si 30 on les rapporte au faible prix de revient unitaire de chaque emballage. En outre, cette solution ne résout pas entièrement le problème posé, car elle n'offre une protection que pour les chocs verticaux, mais ne permet pas de protéger les fruits contre les chocs sur les parois latérales de l'emballage. Il est intéressant, au regard de l'invention décrite ci-après, de rappeler que les films de protection sont réalisés à partir d'un film plastique souple dans lequel les bulles ont été préformées à chaud, sur lequel on a contrecollé un film souple, de façon à emprisonner de l'air entre les deux films. On constate que le matelas est toujours positionné dans le fond des barquettes avec sa face plane vers le haut et les bulles au-dessous, alors qu'il serait plus judicieux de positionner les bulles vers le haut, de façon à: - multiplier au maximum les points de contact, ce qui répartit la réaction 10 exercée par l'emballage aux efforts d'inertie et réduit la pression locale sur chaque point de contact, - à assurer un meilleur calage des fruits, grâce aux appuis latéraux que le fruit peut trouver sur chaque bulle en contact avec lui, - à éviter que les fruits restent en contact avec le jus qui peut s'écouler, ce 15 qui risque de provoquer des amorces de pourrissement. Le brevet US 3 610 509 décrit un emballage dont le fond est constitué d'une feuille de mousse expansée servant de matelas, les fruits étant ensuite enserrés entre ce matelas et un film souple supérieur qui bloque leur 20 mouvement. L'inconvénient de cette solution est qu'elle oblige à comprimer le fruit entre le fond et le film supérieur afin de le maintenir en position, ce qui risque d'endommager le fruit s'il est trop fragile. En outre, elle met en oeuvre des matériaux différents, ce qui est un inconvénient si l'on tient compte des critères environnementaux dans la conception des emballages. 25 Le brevet EP 0 823 387 Ai décrit un procédé de calage spécialement destiné au conditionnement des bananes constitué d'une chaîne de coussins d'air que l'on place manuellement entre les fruits afin de les caler. Cette solution, si elle répond bien au problème spécifique des bananes, est mal 30 adaptée au conditionnement de fruits ronds comme les pêches, les nectarines, les abricots ou les tomates, et à celui des petits fruits comme les fraises, les raisins, les framboises ou les groseilles. Le brevet EP 0 378 783 Ai décrit un emballage constitué d'une paroi externe rigide et concave, dans laquelle un film souple est soudé en divers points, de façon à constituer des " coussins " d'air susceptibles d'amortir les chocs lorsque les fruits viennent en contact avec cette paroi souple. L'idée est intéressante mais n'a pas connu de succès commercial car sa mise en oeuvre nécessite des outillages spécifiques complexes, ce qui rend le procédé relativement coûteux et techniquement assez difficile à maîtriser à l'échelle d'une fabrication industrielle. De plus, cette solution ne permet pas de garantir que la pression de contact sera bien répartie sur toute la surface de la paroi de l'emballage, car chaque coussin présente individuellement une surface de contact plane et peu déformable, de sorte que le fruit a tendance à s'écraser localement sur cette 15 paroi comme sur une paroi rigide. Il est intéressant de noter que dans ce procédé, on utilise la concavité intérieure de l'emballage pour constituer des coussins d'air à l'intérieur du volume de celui-ci, en tendant une membrane entre divers points de liaison 20 situés à l'intérieur de l'emballage, ce qui différencie fondamentalement cette solution de celle qui est proposée par l'invention décrite ci-après. La présente invention a pour but de proposer une solution à la fois efficace, simple de mise en oeuvre et économiquement performante au problème 25 décrit ci-dessus. A cet effet, elle propose un emballage réalisé à partir d'une feuille de matière thermoplastique, constitué d'une paroi externe rigide formée selon le procédé classique de thermoformage, dans laquelle on réalise localement des cavités 30 dont la concavité est orientée vers l'extérieur de l'emballage, de façon à constituer une pluralité de points d'appuis pour les produits conditionnés, ce qui permet de réduire la pression de contact et d'assurer un meilleur calage. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdites cavités peuvent être fermées par adjonction d'un film sur la surface extérieure de l'emballage, de façon à constituer des bulles d'air servant d'amortisseur de chocs pour les produits conditionnés, ce qui accroît l'efficacité de la protection. Le film externe permettant de fermer les bulles peut être un film plastique collé ou scellé à chaud, ou bien une étiquette adhésive, éventuellement imprimée, à base de papier ou de plastique. Ce film peut être rapporté au moment de la fabrication de l'emballage, juste après l'opération de thermoformage, ou bien au moment du conditionnement. Cette dernière option permet de réduire les volumes de transport et de stockage en réduisant le pas d'empilement des emballages vides, et elle permet d'apposer un film imprimé portant des informations graphiques 15 variables selon la nature du produit conditionné, la date ou le lieu de conditionnement, etc. Dans une variante de l'invention, lors de la constitution des cavités, on réalise localement un étirement de matière plus important qu'en zone 20 courante, par exemple par aspiration, de façon à ce que les parois des cavités étirées ne soient plus rigides mais semi-rigides, voire souples, et constituent une pluralité de points d'appuis déformables pour les produits conditionnés, ce qui permet de mieux les protéger des chocs et des vibrations. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins annexés représentant divers modes de réalisation et différentes variantes possibles. Les figures la et 1 b montrent en coupe et en perspective un emballage 30 réalisé selon l'invention avec film extérieur rapporté, La figure 2 est une coupe d'un moule de thermoformage permettant de provoquer un étirement local de matière, de façon à réaliser des cavités souples selon l'invention, La figure 3 montre une installation permettant la fabrication des emballages réalisés selon l'invention, dans lesquels le film extérieur est rapporté en continu juste après le formage de l'emballage et scellé à chaud, Les figures 4a et 4b montrent la comparaison entre un empilage d'emballages réalisés selon l'invention dans lesquels le film extérieur est rapporté au moment du conditionnement avec un empilage d'emballages dans lesquels le film est rapporté au moment la fabrication de l'emballage. La figure 5 montre un emballage réalisé selon l'invention dans lequel les cavités sont des rainures disposées dans le fond de l'emballage, La figure 6 montre un emballage réalisé selon l'invention comportant à la fois des cavités dans le fond de l'emballage et des rainures sur les parois 15 latérales de l'emballage, La figure 7 montre en coupe un emballage réalisé selon l'invention dans lequel les cavités ont une hauteur variable, afin de maintenir une bonne répartition des produits conditionnés sur toute la surface du fond, 20 La figure 8 montre en coupe un emballage réalisé selon l'invention dans lequel les cavités ont une forme adaptée à la forme des produits conditionnés, afin d'assurer un calage parfait, La figure 9 montre un emballage réalisé selon l'invention dans lequel les cavités sont télescopiques, La figure 10 montre un emballage réalisé selon l'invention dans lequel le film extérieur est lui- même constitué d'un film rigide ou semi-rigide thermoformé, 30 ce qui permet par exemple de rigidifier le fond de l'emballage. La figure 11 montre un emballage réalisé selon l'invention dans lequel les cavités contiennent un produit liquide ou en poudre possédant une fonction active pour la conservation des produits, Les emballages selon l'invention, dont un exemple est représenté en coupe et en perspective sur les figures la et 1b, sont réalisés selon les techniques classiques de thermoformage, couramment utilisées pour la fabrication de barquettes en matière plastique. L'invention permet d'obtenir une excellente protection des produits contre les chocs et les vibrations, et ceci grâce à deux caractéristiques: 1. La première caractéristique est que la paroi externe comporte une pluralité de cavités dont la paroi est semi-rigide, voire souple. Un procédé avantageux pour obtenir des cavités à parois souples consiste à provoquer localement un étirement de matière dans les zones de cavités plus important qu'en zone courante, par exemple grâce à des canaux d'aspiration situés au fond de chaque cavité, comme il est montré sur la figure 2, qui permettent de faciliter une déformation 15 importante de la matière à l'intérieur des cavités. 2. La deuxième caractéristique est que l'on rapporte à l'extérieur de la paroi de l'emballage un film collé ou scellé à chaud, de façon à refermer le volume des cavités et à emprisonner de l'air à l'intérieur. Chaque cavité fermée ainsi constituée devient un coussin d'air capable de se déformer lorsque le produit s'appuie dessus, et donc: - d'assurer une fonction de calage en s'adaptant à la forme exacte de chaque produit, - de produire un effet d'amortissement lors de chocs, du fait de sa capacité 25 à se déformer sous l'effet d'une pression exercée par le produit, - de produire une réaction élastique aux efforts d'appuis exercés par les produits sur les parois, ce qui améliore considérablement l'effet de protection contre les chocs et vibrations, Le résultat obtenu, même si le procédé d'obtention diffère totalement, est comparable à un matelas de bulles d'air intégré aux parois de l'emballage, celui-ci pouvant en outre être adapté aux caractéristiques particulières de poids, formes et dimensions du produit conditionné. Il sera avantageux de choisir un film externe d'une rigidité suffisante pour que, lorsque le produit exerce une pression sur la paroi, la paroi interne souple de la cavité se déforme et le film extérieur ne se déforme pas ou peu, 5 de façon à ce que l'air emprisonné soit comprimé et puisse jouer son rôle d'amortisseur élastique. L'invention peut être mise en oeuvre de façon simple et peu coûteuse à l'échelle d'une production industrielle en grande série. 10 Le film peut être imprimé avant sa pose, de façon à permettre une communication graphique et informative destinée au consommateur. Il peut être constitué, par exemple, d'une étiquette adhésive en papier ou en 15 matière plastique, Il peut aussi être constitué d'un film en matière plastique qui est de préférence, mais pas nécessairement, identique à la matière qui constitue le corps rigide de l'emballage. Dans ce cas, le film peut être collé, soudé ou scellé à chaud sur la paroi externe de l'emballage. Le film peut être est rapporté en continu et de façon automatique juste après le formage de l'emballage et scellé à chaud, comme le montre la figure 3. Le film peut aussi être rapporté au moment du conditionnement des produits, manuellement ou grâce à une machine à thermosceller ou à étiqueter, selon 25 les volumes et les cadences de production. Dans ce cas, le volume de transport et de stockage se trouve réduit car le pas d'empilement des emballages est limité, du fait que les cavités des emballages superposés peuvent s'imbriquer les unes dans les autres, comme le montre la figure 4a. De plus, cette option permet de poser une étiquette personnalisée en fonction de chaque produit conditionné, tout en utilisant un seul modèle d'emballage pour toute la gamme, ce qui permet de rationaliser l'approvisionnement en emballage et la gestion des stocks d'emballage. Les cavités peuvent avoir des formes quelconques. Elles peuvent et se présenter par exemple sous forme hémisphérique ou ovoïde, ou prendre la forme de rainures longitudinales, comme il est montré sur la figure 5. Il est 5 possible dans ce cas de générer dans le fond de la barquette des rainures parallèles ou bien des rainures entrelacées sous forme de croisillons, Les cavités peuvent se situer sur le fond de l'emballage ou bien sur les parois latérales, de façon à amortir les chocs latéraux. Il est d'ailleurs 10 intéressant de constater que les emballages de ce type présentent tous une certaine conicité ouverte vers le haut, du fait des contraintes de démoulage. Du fait de cette conicité, l'équilibrage des efforts de gravité tend naturellement à écraser les fruits les uns contre les autres et sur les parois latérales, surtout lorsqu'il s'agit de petits fruits tels que les fraises, les cerises 15 ou les groseilles. La présence de cavités sur les parois latérales permet de résoudre efficacement ce problème. Lorsque les cavités sont situées sur les parois latérales, il est préférable de créer des rainures orientées verticalement, comme le montre la figure 6, afin 20 de permettre un démoulage facile de l'emballage après formage. Il est néanmoins possible de créer des rainures orientées horizontalement ou des cavités ponctuelles sur les parois latérales, par exemple en utilisant un moule comportant des tiroirs rétractables pour permettre le démoulage. Bien entendu, selon les applications, il est possible de réaliser des emballages comportant à la fois des cavités sur le fond et sur les parois latérales, comme le montre la figure 6. Les cavités peuvent être toutes identiques ou présenter des formes et des 30 hauteurs différentes. On pourra par exemple alterner des cavités de faible hauteur avec des cavités de hauteur plus importante, comme le montre la figure 7, de façon à assurer une bonne distribution des produits conditionnés sur toute la surface du fond et un meilleur calage, surtout lorsque ceux-ci sont de petite taille. Lorsque le produit conditionné a une forme relativement constante et répétitive d'un produit à l'autre, les cavités peuvent présenter des formes spécifiquement adaptées à la forme du produit, de façon à assurer un calage parfait, comme il est montré sur la figure 8. Cette caractéristique est courante lorsque le produit conditionné est un produit manufacturé industriel, comme par exemple une ampoule électrique, mais elle est rarement rencontrée lorsqu'il s'agit de fruits ou de légumes, qui sont des produits agricoles naturels, de forme aléatoire. Cependant, les 10 techniques de sélection génétique et le calibrage après récolte permettent d'obtenir des produits dont la géométrie est relativement constante, notamment pour les fruits ronds comme la tomate, la pêche ou la nectarine et les gros fruits comme l'avocat, la mangue ou le melon. En revanche, cette caractéristique ne s'applique pas bien à des petits fruits ou à des fruits très 15 irréguliers comme le raisin. Lorsque les cavités sont rigides, leur fonction consiste à assurer le calage des produits et répartir la réaction des parois sur plusieurs points de contact. Il est possible de réaliser des cavités capables de se déformer lorsque les produits viennent en contact avec elles, ce qui, d'une part, assure un meilleur calage du fait de l'adaptation automatique de l'emballage à la forme exacte des produits conditionnés et, d'autre part, permet d'obtenir un effet d'amortissement des chocs et des vibrations. 25 Une solution représentée sur la figure 9 consiste par exemple à créer des cavités constituées d'une pyramide dont les étages successifs sont susceptibles de rentrer les uns dans les autres de façon télescopique lorsque le produit s'appuie à l'extrémité. Une variante possible consiste à refermer les cavités par l'extérieur non pas avec un film souple ou semi-rigide, mais avec une feuille qui a été elle-même préalablement thermoformée, de façon à obtenir des résultats spécifiques recherchés. Cette variante permet par exemple, comme le montre la figure 10, de renforcer la rigidité du fond par des raidisseurs. Elle est particulièrement avantageuse lorsque le poids des produits conditionnés est important ou 5 lorsque la surface de l'emballage est importante par rapport à sa hauteur, ce qui nuit à la rigidité de l'ensemble. Elle permet aussi, par exemple, de constituer des pieds supports dans le fond ou des canaux de drainage capables de recevoir le jus qui s'écoule des fruits. Enfin, une autre variante possible représentée sur la figure 11 consiste à introduire à l'intérieur des cavités un produit coulant tel qu'une poudre ou un liquide qui pourra assurer une fonction annexe dans l'emballage, comme, par exemple, un absorbeur d'humidité ou d'oxygène qui améliorent la durée de conservation des produits conditionnés. Cette variante suppose que le film 15 constitutif de l'emballage ne soit pas étanche au produit actif, et permette sa diffusion à l'intérieur de l'emballage, soit par perméabilité naturelle, soit grâce à des micro-perforations préalablement réalisées. Revendications 1. Réceptacle destiné au conditionnement de produits fragiles, notamment mais de façon non exclusive au conditionnement des fruits et 5 légumes, réalisé par formage d'un film en matière synthétique thermoplastique et caractérisé en ce que: - il comporte sur une partie au moins de ses parois inférieures ou latérales une ou plusieurs cavités de forme quelconque dont la concavité est orientée vers l'intérieur de l'emballage, de façon à constituer une pluralité 10 de points de contact pour les produits conditionnés, - et que les cavités sont fermées par un film rapporté à l'extérieur de l'emballage, de façon à emprisonner l'air à l'intérieur des cavités pour constituer un coussin amortisseur de chocs et de vibrations. 2. Réceptacle selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la 15 matière constituant la paroi des cavités a subi un étirement local suffisamment important pour devenir semi-rigide, voire souple, de façon à constituer des points d'appui déformables pour les produits conditionnés. 3. Réceptacle selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les cavités se trouvent sur le fond de l'emballage. 4. Réceptacle selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les cavités se trouvent sur les parois latérales de l'emballage. 5. Réceptacle selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les cavités sont constituées de rainures disposées de façon régulière ou irrégulière sur les parois de l'emballage. 6. Réceptacle selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les cavités sont soit toutes identiques, soit ont des formes ou des hauteurs variables 7. Réceptacle selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les cavités sont réparties de façon soit uniforme, soit aléatoire sur les parois 30 de l'emballage. - 13 8. Réceptacle selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les cavités ont des formes géométriques adaptées à la forme des produits conditionnés de façon à assurer un meilleur calage. 9. Réceptacle selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que 5 les cavités ont des formes géométriques telles qu'elles peuvent se déformer de façon télescopique. 10. Réceptacle selon les revendications 1 à 9 caractérisé par le fait que le film de fermeture des cavités est scellé à chaud sur la paroi externe de l'emballage. 11. Réceptacle selon les revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le film de fermeture des cavités est rapporté au moment de la fabrication de l'emballage, après l'opération de formage. 12. Réceptacle selon les revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le film de fermeture des cavités est une étiquette adhésive. 13. Réceptacle selon les revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le film de fermeture des cavités est constitué d'un film en matière plastique souple ou semi-rigide. 14. Réceptacle selon les revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le film de fermeture des cavités est constitué d'une feuille en matière plastique 20 thermoformée présentant une forme prédéterminée. 15. Réceptacle selon les revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le film de fermeture des cavités est imprimé. 16. Réceptacle selon les revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que certaines cavités comportent un produit tel qu'une poudre ou un liquide 25 capable de jouer un rôle actif dans la conservation du produit conditionné.