Imprimés Intelligents

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Imprimés intelligents avril 2009 >> Volume 1 Numéro 2

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Les progrès technologiques ont permis le développement d’emballages dits intelligents intégrant de nouveaux systèmes d'étiquetage. Ces nouvelles étiquettes mettent à la disposition du consommateur une information claire et objective sur l’état de conservation d’un produit. En proposant des dispositifs d’information qui « parlent » directement au consommateur, les emballages intelligents devraient permettre de garantir la traçabilité, la qualité et la sécurité des produits jusqu’au consommateur. Le développement des procédés d’impression combinés à de nouveaux détecteurs/senseurs laisse présager un avenir très prometteur en termes d’applications et de possibilités pour l’imprimerie.

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Un imprimé intelligent peutinteragir avec le consommateurvia de nouvelles fonctionnalités :• Conseiller, divertir et attirer le regard (effets optiques),

• Informer d’avantage (indicateurs, outils de diag-nostic, etc.),

• Faire le lien entre l’imprimé et l’environnement oudes systèmes externes.

Introduction – L’intelligence impriméeUne définition simple d’un imprimé intelligent pourrait être « un imprimé qui perçoit/détecte et quiinforme ». Autrement dit, il est capable :

• De développer de nouvelles fonctions au-delà de ses attributs graphiques traditionnels (textes et images),

• D’interagir avec le consommateur pour l’informer ou pour apporter une nouvelle fonctionnalité.

L’intelligence imprimée est le résultat d’intégration detechnologies innovatrices et multidisciplinaires : pro-cédés d’impression, nouvelles technologies d’encres ouautres matériaux, fonctionnalités inspirées des domainesde l’électronique, de la biotechnologie, de la chimie, de l’op-tique et de leurs combinaisons. Les projets de R&D sont encours pour des produits « multidisciplinaires ». Les progrèsdans le domaine des matériaux seront cruciaux pour réali-ser tout le potentiel d’affaires que représentent les applica-tions de l’intelligence imprimée.

Comme imprimés intelligents, on retrouve aujourd’hui prin-cipalement des étiquettes, des emballages et des imprimésélectroniques (comme les applications RFID – RadioFrequency Identification - ou l’impression d’écrans par exemple).

Cette dernière catégorie n’en étant qu’à ses débuts, en toutcas en terme de part de marché, nous parlerons essentiel-lement ici des emballages et des étiquettes, secteurs prin-cipaux d’application pour les imprimés intelligents disponi-bles.

Source : www.vtt.fi

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Tendances de marché – ImprimésintelligentsLe marché américain de l’emballage àlui seul représente une part de marchéde 130 milliards USD (Flexible PackagingAssociation). Au Québec, le secteur del’emballage cumule un chiffre d’affaireannuel de l’ordre de 5 milliards de dol-lars, quelque 60 % de ce chiffre émanantde l’industrie agro-alimentaire.

Selon une étude de marché duFreedonia Group (Active & IntelligentPackaging, août 2007), la demande pour

les nouveaux emballages émergents(actifs et intelligents) devrait augmen-ter de 13 % par an pour atteindre 1,1milliard USD en 2011. Les emballagesintelligents devraient connaitre la crois-sance la plus rapide. Les applicationsde l’emballage intelligent dans l’alimen-taire devraient ainsi croitre de 12 % parannée pour atteindre 435 millions USDen 2011. Mais c’est le secteur des«boissons » qui devrait s’approprier leplus vite les innovations au niveau des

emballages avec une croissance de15% par an pour atteindre 395 millionsUSD en 2011.

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Ce développement rapide du marchédes étiquettes intelligentes est rendupossible grâce à l’émergence d’indica-teurs temps-température (ITT) à un prixabordable; et ce alors qu’on assiste àune véritable prise de conscienceconcernant le rôle que peuvent jouerces ITT dans la sécurité alimentaireréduisant également les pertes de den-rées périssables. L’introduction de nou-veaux types d’ITT intégrés à la techno-logie RFID constitue également une voietrès prometteuse.

Le segment des « absorbeurs » de gazétait en 2006 la seule réelle applicationpour les emballages actifs et intelligents,représentant plus de 50 % desdemandes. Dans les années à venir,leurs progrès bénéficieront à la créa-tion de bouteilles en PET avec des pro-

priétés barrières importantes, et cegrâce à l’utilisation d’une monocouche(moins chère) absorbant l’oxygène. Lademande pour des absorbeurs d’oxy-gène à l’intérieur d’emballages devrade son côté répondre à la croissancerapide des produits biologiques notam-ment, et du retrait des gras trans dansde plus en plus de produits (utilisés dansl'industrie agro-alimentaire comme sta-bilisateur et comme conservateur, lesacides gras trans rendent les alimentsplus fermes et plus stables donc moinspropices au rancissement). Les absor-beurs d’oxygène auront alors commerôle d’augmenter la durée de vie desproduits.

Ces nouveaux développements pour-ront aussi bien profiter à la croissancedes emballages actifs (protection ducontenu, augmentation de la durée devie), ou intelligents (détection de conta-mination par l’oxygène, ou de taux tropimportants d’oxygène et communica-tion au consommateur).

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Auparavant passif, l’emballagedevient actif et même intelligent.Ces emballages sont regroupéssous l’appellation « SmartPackaging». Selon la terminolo-gie validée par la réglementationeuropéenne :

• Un emballage dit « actif » modifieles conditions d'un produit alimen-taire conditionné en vue d'étendresa durée de conservation oud'améliorer les aspects de sécurité

alimentaire ou de qualité organo-leptique /sensorielle, sans déna-turer la qualité du produit.

• Un emballage dit « intelligent » sur-veille et contrôle l'évolution desconditions dans lesquelles un pro-duit alimentaire a été emballé, endonnant des informations sur laqualité dudit produit pendanttoutes les étapes de transport etstockage précédant sa consom-mation.

Les encresthermochromiquesElles ont la particularité d'avoirune couleur capable de varier defaçon réversible ou irréversible enfonction de la température. Cesencres sont en général formuléespour les procédés sérigraphiqueset flexographiques, sont majori-tairement à base d’eau. Elles uti-lisent généralement des leucodé-rivés (c'est-à-dire des dérivésblancs), dont le changement com-plet de couleur requiert une varia-tion de 3 °C ou plus.

Indicateurd’oxygène impriméen jet d’encreDe nombreux produits sontemballés ou scellés dans uneatmosphère sans oxygène. Sesindicateurs sensibles à l’oxygènepeuvent détecter si un emballagea été endommagé ou ouvert.

Source : www.vtt.fi

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Parenthèse technologique :Les emballages et les étiquettes

Mais pourquoi les ache-teurs et les utilisateurssont-ils tant intéresséspar cette intelligenceimprimée ?

Pour :

• Faciliter l’automatisation des opé-rations de distribution, de manu-tention et de stockage

• Indiquer les dommages et leschocs occasionnés aux embal-lages ou produits en transit

• Faciliter la gestion des actifs et lecontrôle des retours

• Indiquer les détériorations subiespar les produits, notamment lesaliments et les médicaments

• Fournir un moyen d’éliminer lacontrefaçon et d’améliorer la pro-tection de la marque

• Offrir un moyen d’authentifier lesproduits ou les emballages, etc.

• Accélérer les processus de véri-fication et de lecture à hautevitesse

• Conserver les aliments mieux etplus longtemps en transit, sur lesétalages ou chez le consommateur

Le systèmeanti-contrefaçonKodak TracelessSelon un rapport publié récemmentpar la Chambre de commerce inter-

nationale, le chiffre d’affairesde la contrefaçon représente700 milliards de dollars dansle monde, soit 8 à 10 % du

commerce mondial.

Outre les répercussionséconomiques, les pro-duits contrefaits tels que

les médicaments,les pièces automo-biles et aéronau-tiques ainsi que lescomposants élec-troniques, entraî-nent un risqueconsidérable pour

la santé et la sécurité des consom-mateurs. Les fabricants ont doncbesoin de mesures plus fermes etplus efficaces pour protéger leursclients et leurs marques.

Le groupe Solutions de sécurité deKodak propose un système de mar-quage invisible : Kodak Traceless,utilisé pour la lutte anti-contrefaçon.

Il s’agit d’une technologie d'authen-tification scientifiquement indétecta-ble utilisant des marqueurs proprié-taires et des lecteurs portables. Lesmatériaux de marquage Tracelesspeuvent être mélangés aux encres,toners, vernis et autres consomma-bles employés en impression analo-gique et numérique, ainsi qu'à lapâte à papier, aux plastiques, pou-dres, pigments, liquides et textiles.

Source : www.kodak.com

À l’heure actuelle, on exige de plus enplus d’un emballage qu’il soit adapté àla conservation du produit. L’emballagedoit également informer le consomma-teur et lui fournir une facilité d’utilisationcroissante tout en préservant les qua-lités organoleptiques et nutritionnellesdu contenu et en augmentant éventuel-lement sa durée de vie.

Les mêmes constats sont valables pourles étiquettes. Utilisées depuis des siè-cles pour donner des informations, iden-tifier les produits, en décrire le contenuou en énumérer les ingrédients, expé-dier les marchandises et en faciliter lacommercialisation, elles doiventaujourd’hui être capables d’attester dela conformité des produits, voire contrô-ler et observer dans le temps les changements de température quesubissent ces produits.

Quelques-unes des solutions les plusavant-gardistes sont sans aucun douteles indicateurs détectant la présencede sulfure d’hydrogène et avertissantde la perméabilité de l’emballage et (ou)

Étiquette affichant le degré de maturation du fruit,Ripesense

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fournissant des informations sur la rup-ture de la chaîne du froid; les indica-teurs spécialement conçus pour indi-quer la présence d’oxygène et détecterles fuites de l’emballage ou encore, ceuxcapables d’informer de l’état de fraî-cheur des fruits et d’en empêcher ladétérioration rapide.

Les technologies d’emballages et d’éti-quettes évoluent vite. Le développementdes procédés d’impression combinés àde nouveaux détecteurs/senseurs laisseprésager un avenir très prometteur entermes d’applications et de possibilitéspour l’imprimerie. L’innovation à laquelleon prédit le plus bel avenir dans les sec-teurs alimentaires et pharmaceutiquesconcerne sans aucun doute les tech-nologies capables de détecter, et parfoisde tuer, la plupart des bactéries et desvirus.

Les pré-requis techniquesde l’intelligence imprimée

• Indiquer un message distinctif

et clair

• Être imprimable avec une tech-

nique d’impression existante

• Adhérer sur le support à impri-

mer, emballage, étiquette ou

autre

• Avoir une durée de vie supé-

rieure à celle du produit auquel

elle est associée

• Être « stable » et fiable lors de

son utilisation, quelque que soit

les conditions de température

et d’humidité ou d’éclairage par

exemple

• Être en conformité avec les

normes en vigueur pour un

contact alimentaire si besoin est

• Avoir un coût raisonnable

Les IndicateursTemps Température(ITT)Ces indicateurs sont généralementirréversibles, constituant uneméthode sûre et infalsifiable pourcontrôler la chaîne du froid, durant letransport et le stockage des produits.Ils fournissent un enregistrement per-manent qui confirment un respectconstant de qualité et d'hygiène etpeuvent être appliqués directementsur un produit, une bouteille, unemballage, un carton, etc.

Une étiquetteindiquant une date d'expirationdynamiqueEn prenant en compte tout événe-ment imprévu durant le transport etla distribution, ainsi que toute « non-chalance » à domicile, l’informationrelative au degré de péremption peutêtre actualisée de façon dynamique.Le Timestrip

®permet de comptabi-

liser les jours écoulés depuis l’ou-verture du produit via un liquidecoloré qui bouge de quelques milli-mètres chaque jour dans un mincetube capillaire.

Le Timestrip®

est déjà utilisé chezNestlé pour certains produits et pour-rait être utilisé également pour descosmétiques, le mascara par exem-ple dont les conservateurs devien-net inefficaces après seulement deuxou trois mois d’utilisation.

Source : www.timestrip.com

Une étiquettevisualise la fraîcheurdes produitsL’étiquette OnVu™ est un indicateurtemps-température (ITT) développépar Ciba Spécialités Chimiques etFreshPoint. Sous la forme d’une éti-quette ou directement imprimé surl’emballage, cet indicateur permetaux fabricants, distributeurs etconsommateurs de vérifier que lesdenrées périssables ont été stockéeset livrées en bonne condition.

Comment fonctionne l’étiquette ?Lorsque le produit frais est emballé,l’étiquette OnVu™ est collée et acti-vée grâce à une source de lumièreUV. Un pigment photochrome situéau centre de l’étiquette devient alorsinstantanément bleu et le compte àrebours commence : le matériau bleuthermosensible s’éclaircit en fonc-tion du temps et de la température.Agissant telle une mémoire de tem-pérature, l’étiquette visualise etrésume l’historique des temps ettempératures accumulés de l’alimentemballé. Lorsque le cœur de l’éti-quette devient plus clair que la cou-leur bleu de référence en périphé-rie, il est conseillé de ne plusconsommer le produit.

Source : www.onvu.com

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Mettez de l’intelligence dansvotre étiquette !La traçabilité et la sécurité des produitsalimentaires sont aujourd’hui devenuesdes préoccupations constantes pourtous les acteurs de l’industrie agro- alimentaire. Les rappels de produits sontde plus en plus récurrents et la multipli-cation du nombre d’inspections sembledifficilement à même de résoudre le pro-blème. La solution se trouve peut-êtredans l’emballage.

Le temps où les emballages ne jouaientqu'un rôle de barrière inerte et imper-méable entre l’aliment et l'environne-ment extérieur est révolu. Un emballageattrayant ne suffit plus, il faut « penserau-delà de la boîte ».

Les progrès technologiques ont permisle développement d’emballages ditsintelligents intégrant de nouveaux sys-tèmes d'étiquetage. Ces nouvelles éti-quettes mettent à la disposition duconsommateur une information claireet objective sur l’état de conservationd’un produit. Elles apportent clairementune valeur ajoutée supplémentaire auproduit. Aux États-Unis, ce marché croîtau rythme annuel de 30 % et on estimequ’il devrait atteindre 165 million dollarsen 2011.

Ces étiquettes intelligentes sont consi-dérées comme des avertisseurs munisd'indicateurs de fuites, de rupture de lachaîne du froid, de l’état de fraîcheur

de l’aliment, de la contamination micro-biologique. Elles pouvent aussi fournirdes informations d’ordre logistique etde traçabilité. Plusieurs étiquettes sontd’ores et déjà disponibles sur le mar-ché : les indicateurs temps-tempéra-tures (indicateurs à encre thermochro-mique, étiquettes à micro-organismes)et les étiquettes RFID.

Les indicateurs temps-températures(ITT) s’inscrivent dans une conceptionstratégique de la traçabilité. Ils fournis-sent un enregistrement permanent quiconfirme un respect constant de qua-lité, de fraîcheur et d'hygiène. Quant àla RFID (pour Radio FrequencyIdentification), il s’agit d’une technolo-gie permettant d’établir un dialogueentre deux éléments électroniques sansnécessiter de contact physique ouvisuel. Les puces RFID offrent protec-tion, information, identification, contrôleet traçabilité.

En proposant des dispositifs d’informa-tion qui « parlent » directement auconsommateur, les emballages intelli-gents devraient permettre de garantirla traçabilité, la qualité et la sécurité desproduits jusqu’au consommateur.

Certes, l’investissement nécessaire pourle développement et la généralisationde ce type d’emballage est loin d’êtrenégligeable, mais c’est finalement peut-être plus rentable qu’il n’y parait. Eneffet, ces nouvelles étiquettes, en plusde sauver des vies, prémuniraient lesindustriels de l’agro-alimentaire despertes considérables occasionnées parle rappel massif de leurs produits, touten évitant l’impact négatif que cela peutcauser à leur image de marque. Ensomme, mettez de l’intelligence dansvotre étiquette !

Islem A. Yezza

BiographieIslem A. Yezza est chargé de pro-jets Emballages Intelligents etÉcologiques à l’Institut desCommunications Graphiques duQuébec. Il est titulaire d’un docto-rat en bioprocédés. Ces dernièresannées, il s’est spécialisé dans ledomaine des plastiques biodé-gradables et des emballagesémergents (actifs, intelligents etéco-responsables). Il détientnotamment un brevet sur la pro-duction de plastique biodégrada-ble à partir de l’eau d’érable.

Auteur de nombreux articlespubliés dans des revues scienti-fiques à comité de lecture, il aégalement participé à plusieursconférences nationales et inter-nationales. Il a été invité à donnerplusieurs interviews dans diffé-rents médias en tant que spécia-liste dans le domaine des plas-tiques biodégradables et desemballages émergents. Il animeun blog de veille sur les nouveauxmatériaux biodégradables et lesdernières innovations dans ledomaine des emballages :

www.pakbec.blogspot.com

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Christine CanetDirectrice des services techniquesTéléphone : 514 389-5061 poste 258Courriel : [email protected]

Alice VermeulinDirectrice adjointe des services techniquesTéléphone : 514 389-5061 poste 239Courriel : [email protected]

Valériane VigneChargée de projets techniques de l’imprimerieTéléphone : 514 389-5061 poste 361Courriel : [email protected]

Islem A. YezzaChargé de projets emballages intelligents et écologiquesTéléphone : 514 389-5061 poste 224Courriel : [email protected]

999, avenue Émile-Journault EstMontréal (Québec) H2M 2E2

Téléphone 514 389-5061Télécopieur 514 389-5840Courriel [email protected] Internet www.icgq.qc.ca