Polystyrène (PS) et injection dans l'emballage alimentaire : conformité, recyclage et programme PS25

Table des matières

Polystyrène (PS) et injection : panorama du packaging alimentaire français

Le polystyrène (PS) structure le packaging alimentaire professionnel en France : 115 000 tonnes conditionnent chaque année les produits laitiers ultra-frais (pots de yaourt, fromages blancs, crèmes desserts), les viandes transformées (barquettes de boucherie, plateaux de volaille) et les plats préparés réfrigérés. Ce polymère thermoplastique cumule une rigidité intrinsèque (module de flexion 3 000-3 300 MPa), une transparence cristalline (grade PS cristal : transmission lumineuse 88-92%) et une aptitude au moulage par injection qui maintiennent des cadences industrielles élevées. Résultat : un coût matière compétitif de 1,14 €/kg pour le PS cristal (GPPS) et 1,20 €/kg pour le PS choc (HIPS), d'après les cotations PlasticPortal Europe du 25 janvier 2026.

L'injection thermoplastique orchestre la majorité de la production : les granulés PS fondent à 200-230 °C, s'injectent sous haute pression (800-1 200 bars) dans des moules multi-empreintes en acier, refroidissent et se font éjecter automatiquement en 25 à 45 secondes. La productivité horaire dépasse 2 000 pièces sur des presses de 50 à 500 tonnes, équipées de moules à 8, 16 ou 32 cavités simultanées. La filière alimentaire reste soumise au règlement (CE) 1935/2004 et au règlement (UE) 10/2011 : ils exigent des tests de migration spécifique du styrène validés par l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA). La limite tombe à 40 µg/kg (0,04 mg/kg) d'aliment en 2025, contre 600 µg/kg auparavant, à la suite de la réévaluation de la génotoxicité du styrène.

Les responsables qualité et acheteurs packaging vérifient l'absence de migration organoleptique (goût, odeur), l'inertie chimique du PS au contact d'aliments aqueux, acides ou gras, et la stabilité dimensionnelle des contenants sous contraintes de transport et de stockage. Les audits BRC Packaging et IFS PACsecure organisent la maîtrise des risques sanitaires, de la réception des granulés jusqu'à l'expédition des emballages finis. En 2024, la DGCCRF a mené plus de 10 000 contrôles sur les emballages alimentaires ; 30% des cas ont révélé des anomalies et débouché sur 560 amendes administratives et procédures pénales. Le marché distingue trois grandes familles : le PS cristal (transparent, fragile), le PS choc (opaque, renforcé par 5-15% de polybutadiène greffé) et le polystyrène expansé (PSE, densité 15-35 kg/m³) utilisé dans les barquettes absorbantes de boucherie.

Typologie et propriétés du polystyrène pour le packaging alimentaire

PS cristal, PS choc et polystyrène expansé (PSE)

Le PS cristal (homopolymère pur, GPPS selon la nomenclature PlasticsEurope) affiche une transparence lumineuse de 88 à 92%, un module de flexion de 3 000 à 3 300 MPa et une température de transition vitreuse (Tg) de 95 à 100 °C. Ces caractéristiques autorisent la fabrication de gobelets transparents, de verrines et de pots de crème fraîche où la visibilité du produit détermine l'attractivité commerciale. La rigidité du PS cristal réduit l'épaisseur de paroi (0,5 à 2 mm), allégeant le grammage final et diminuant le coût matière par unité de vente consommateur (UVC). Le prix du GPPS cotait 1,135 €/kg en janvier 2026, stable face à décembre 2025. La fragilité intrinsèque du PS cristal limite son usage aux applications sans contraintes mécaniques élevées : chocs, chutes ou empilages intensifs provoquent fissures et ruptures.

Le PS choc (HIPS, High Impact Polystyrene) compense cette fragilité par l'ajout d'un élastomère (polybutadiène greffé) à hauteur de 5 à 15% en masse. Cette formulation opacifie le PS tout en augmentant la résistance aux impacts de 30 à 50%. Les barquettes de viande, les plateaux de plats préparés et les emballages de restauration collective exploitent ce grade pour sa robustesse en environnement industriel (chaînes de conditionnement rapides, manipulations robotisées). Le HIPS cotait 1,199 €/kg en janvier 2026, stable sur la période. La densité reste stable (1,04-1,06 g/cm³), mais l'allongement à la rupture progresse à 2-4%, réduisant les risques de casse lors du transport palettisé.

Le polystyrène expansé (PSE ou EPS, Expanded Polystyrene) se fabrique par expansion de billes pré-traitées à la vapeur et au pentane, puis par moulage vapeur dans des moules aluminium. Le procédé décompose chimiquement la matière pour obtenir une structure alvéolaire. La densité chute à 15-35 kg/m³, procurant une isolation thermique (coefficient λ 0,030-0,038 W/m·K) et une capacité d'absorption des liquides via micro-perforations. Les barquettes PSE équipent la boucherie (Groupe LDC, Cooperl, Bigard) et la poissonnerie : l'exsudat (jus de viande, sang) pénètre dans la structure alvéolaire et se fige, éliminant le besoin de sous-barquettes absorbantes. Ce mono-matériau 100% polystyrène facilite le recyclage (collecte séparée, broyage, compactage, régénération) et réduit le poids des emballages de 40 à 60% face aux solutions PS compact. Le PSE cotait 1,239 €/kg en janvier 2026.

Le procédé d'injection thermoplastique pour la production d'emballages PS

Cycle d'injection et paramètres techniques clés

L'injection thermoplastique transforme des granulés PS en contenants finis selon un cycle standardisé documenté par les fabricants d'équipements (Engel, Krauss-Maffei, Demag) : alimentation gravimétrique des granulés dans la trémie, fusion progressive dans une vis sans fin chauffante (3 à 5 zones thermiques réglées entre 180 et 240 °C selon le grade GPPS ou HIPS), homogénéisation sous cisaillement contrôlé, injection haute pression (800-1 500 bars) dans le moule acier fermé, maintien pression (compactage 5-15 secondes), refroidissement par circuits d'eau conformes (15-30 secondes), ouverture du moule, éjection pneumatique ou mécanique, préhension par robot à ventouses. La cadence totale varie de 25 à 45 secondes par cycle, produisant simultanément 4 à 64 pièces selon la configuration multi-empreintes du moule.

Les paramètres critiques conditionnent la qualité finale validée par les audits BRC Packaging et IFS PACsecure. La température de fusion du PS cristal oscille entre 200 et 230 °C ; un excès génère des brûlures (dégradation thermique locale, coloration brune), tandis qu'une température insuffisante provoque des défauts de remplissage et des lignes de soudure visibles (jonction de deux fronts de matière froide). La pression d'injection doit équilibrer vitesse de remplissage et contraintes de cisaillement : une pression excessive fragmente les chaînes polymères, une pression faible laisse des retassures (dépressions locales liées au retrait volumique lors du refroidissement). Le temps de maintien compense le retrait thermique en réinjectant de la matière fondue tant que le seuil de solidification n'a pas été franchi.

La température du moule influence directement la cristallisation et l'état de surface. Un moule réglé à 20-30 °C accélère la solidification, réduit le cycle mais augmente les contraintes internes ; un moule tiède (40-50 °C) améliore la brillance et l'homogénéité dimensionnelle. Les canaux de refroidissement conformes (circuits usinés suivant le profil de la pièce) égalisent la dissipation thermique et préviennent les déformations asymétriques. Les moules en acier trempé (durée de vie > 1 million de cycles) intègrent des systèmes d'éjection par broches ou plaques mobiles, pilotés par automates pour assurer la répétabilité exigée par les référentiels qualité.

La maîtrise de l'humidité résiduelle des granulés PS (séchage préalable 80 °C pendant 2 à 4 heures) évite les bulles d'air et la porosité interne. Les robots de préhension automatisent l'empilage, le comptage et le conditionnement secondaire (cartons, palettes). Le contrôle vision détecte les défauts (bavures, lignes de soudure, déformations) en temps réel, rejetant automatiquement les pièces non-conformes et ajustant les paramètres d'injection.

Conformité réglementaire et contact alimentaire du polystyrène

Règlement 1935/2004 et migration des substances

Le règlement (CE) 1935/2004 établit le cadre général des matériaux au contact de denrées alimentaires dans l'Union européenne. Les emballages PS doivent respecter trois exigences fondamentales : innocuité (aucune migration de substances dangereuses vers les aliments en quantités susceptibles de présenter un risque pour la santé), inertie (aucune modification organoleptique des denrées : goût, odeur, couleur), marquage « apte au contact alimentaire » (pictogramme verre-fourchette sur l'emballage ou la documentation technique). Ce règlement délègue aux États membres la responsabilité des contrôles de conformité, assurés en France par la Direction Générale de la Concurrence, de la Consommation et de la Répression des Fraudes (DGCCRF), dont le siège se situe à Bercy (Paris).

Cette valeur correspond à la quantité maximale de styrène pouvant migrer du contenant vers la denrée dans les conditions d'usage normales (temps de contact, température de stockage, nature de l'aliment). Les fabricants démontrent le respect de cette limite par des tests de migration réalisés sur des simulants alimentaires normalisés : eau distillée (aliments aqueux), acide acétique 3% (aliments acides), éthanol 10-50-95% (aliments gras ou alcoolisés), huile d'olive ou de tournesol (corps gras).

La migration globale mesure la somme de toutes les substances transférées, quelle que soit leur nature chimique. La limite réglementaire s'établit à 10 mg de substances migrées par décimètre carré de surface en contact (mg/dm²) ou 60 mg par kilogramme d'aliment. Cette approche complémentaire assure l'absence de composés non identifiés (additifs, impuretés, produits de dégradation) susceptibles de contaminer les denrées. Les laboratoires accrédités COFRAC ISO 17025 (FILAB à Dijon, ALS à Vitry-sur-Seine, YesWeLab à Lyon) réalisent ces analyses par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) pour les composés volatils (styrène, oligomères), ou par chromatographie liquide haute performance (HPLC) pour les additifs non-volatils (antioxydants, plastifiants).

Tests de migration et déclaration de conformité

Les tests de migration s'effectuent selon les conditions de contact réelles documentées par l'EFSA et les laboratoires accrédités : température de stockage (4 °C pour produits réfrigérés, 20 °C pour produits ambiants, 40 °C pour simulations accélérées), durée de contact (10 jours pour DLC courte, 30 jours pour DDM longue), ratio surface/volume (proportionnel à la géométrie du contenant). Les simulants miment la nature chimique des aliments : simulant A (eau distillée), B (acide acétique 3%), C (éthanol 20%), D1 (éthanol 50%), D2 (huile végétale), E (éthanol 95%). Un pot de yaourt en PS cristal subira un test simulant A à 4 °C pendant 10 jours, tandis qu'une barquette de viande grasse nécessitera un simulant D2 à 4 °C pendant 7 jours.

La déclaration de conformité (DoC) constitue le document obligatoire transmis à chaque maillon de la chaîne : fabricant de granulés PS (TotalEnergies Polymers à Carling, INEOS Styrolution à Wingles), transformateur (injecteur), conditionneur de denrées, distributeur. Cette DoC atteste la conformité aux règlements 1935/2004 et 10/2011, liste les substances utilisées (résine de base, additifs avec numéros CAS, colorants), spécifie les conditions d'usage (température maximale, types d'aliments compatibles), fournit les résultats des tests de migration réalisés par laboratoires accrédités et identifie le numéro de lot pour assurer la traçabilité. Les responsables qualité conservent cette documentation pendant cinq ans minimum, délai légal d'audit et de contrôle par les autorités sanitaires.

Le décret 2007-766 transpose en droit français les exigences européennes et confie à la DGCCRF le pouvoir de prélèvement, d'analyse et de sanction. Les inspecteurs réalisent des contrôles inopinés chez les transformateurs, prélevant des échantillons d'emballages finis pour vérification laboratoire. En 2024, la DGCCRF a tenu son objectif de 10 000 contrôles sur les emballages et l'origine des produits ; 30% des cas ont révélé des anomalies, dont 40% ont conduit à 560 amendes administratives et procédures pénales. Un dépassement de LMS styrène, une absence de DoC ou un défaut de traçabilité entraînent une mise en demeure, un retrait de lots, voire une sanction administrative (amende jusqu'à 100 000 €) ou pénale (fermeture temporaire du site de production).

Certifications qualité et audits BRC/IFS pour le packaging PS

Les référentiels BRC Packaging (British Retail Consortium) et IFS PACsecure (International Featured Standards) structurent la maîtrise de la sécurité alimentaire dans les sites de production d'emballages PS. Ces normes privées, exigées par la grande distribution européenne (Carrefour, Auchan, Leclerc, Intermarché, Système U en France ; Edeka, Rewe en Allemagne ; Tesco, Sainsbury's au Royaume-Uni), couvrent l'ensemble du process : réception et contrôle des matières premières (granulés PS, additifs, colorants), stockage sécurisé (température, humidité contrôlées), paramétrage et validation des presses d'injection, maintenance préventive des équipements, formation du personnel aux bonnes pratiques d'hygiène, traçabilité des lots, gestion des non-conformités et rappels produits.

L'audit BRC Packaging évalue le déploiement du système HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point) : repérage des dangers physiques (corps étrangers : métal, verre, bois), chimiques (migration styrène, contamination croisée par additifs non autorisés) et biologiques (micro-organismes), définition des points critiques de contrôle (température fusion, pression injection, temps refroidissement, détection métaux), établissement des limites critiques et des actions correctives. Les fabricants de barquettes PS certifiés BRC subissent un audit annuel par un organisme accrédité (SGS à Saint-Denis, Bureau Veritas à La Défense, Intertek à Paris) qui vérifie la conformité du site de production, des procédures qualité et de la documentation technique.

L'IFS PACsecure (version 3.1 actualisée en 2023) cible spécifiquement les emballages destinés au contact alimentaire : analyse des dangers, validation des procédés de transformation (injection, thermoformage, operculation), maîtrise des contaminations croisées, traçabilité amont-aval. Les centrales d'achat européennes exigent la certification IFS de leurs fournisseurs d'emballages PS avant tout référencement. L'ISO 22000 intègre le management de la sécurité des denrées alimentaires sur toute la chaîne : de l'approvisionnement en résine PS vierge ou recyclée (TotalEnergies Polymers, INEOS Styrolution, Trinseo) jusqu'à la livraison au client industriel (Yoplait, Danone, Lactalis, Bigard, LDC).

Recyclabilité du polystyrène et programme PS25

Flux de développement et PS recyclé (rPS) au contact alimentaire

Le code 5 gravé ou imprimé au fond des barquettes PS (triangle fléché contenant le chiffre 5, sigle PS en dessous) identifie le polystyrène dans les centres de tri. Les filières de recyclage mécanique du PS fonctionnent depuis les années 1990 en Europe (Espagne, Italie, Allemagne) mais sont restées absentes en France jusqu'en 2020. Le consortium PS25, créé en juillet 2020 sous l'impulsion de Syndifrais (Syndicat national des fabricants de produits laitiers frais) et piloté par Citeo (éco-organisme agréé pour les emballages ménagers, dont le siège se situe à Paris), réunit 14 industriels français : Yoplait, Lactalis Nestlé Ultra Frais, Andros, Agromousquetaires, Groupe Bigard, Cooperl Arc Atlantique, Eurial Ultra Frais, Groupe LDC, Groupe MLC, Terrena, Triballat Noyal, Schreiber, Yeo Frais et les entreprises représentées par Célene.

L'objectif initial du consortium PS25 était double : évaluer l'intérêt économique et technique de créer une filière de recyclage du PS apte au contact alimentaire en France, et déterminer la faisabilité d'une mise en œuvre opérationnelle d'ici 2025. Après 18 mois de travaux (juillet 2020-décembre 2021), le consortium a conclu à la viabilité technique et économique du projet, en s'appuyant sur les retours d'expérience des filières européennes (Espagne : recycleur Armando Alvarez ; Italie : recycleur Corepla ; Allemagne : recycleur Interzero). L'objectif quantitatif fixé par Citeo pour 2025 est de 33 000 tonnes de PS recyclé (rPS) par an dans le cadre des contrats Citeo, soit environ 29% de la production nationale de 115 000 tonnes/an d'emballages PS alimentaires.

Le processus de recyclage mécanique du PS comprend : collecte sélective des emballages PS ménagers (extension des consignes de tri à tous les plastiques depuis 2022 en France), tri optique par spectrométrie infrarouge dans les centres de tri (détection automatique du PS versus PP, PE, PET, rPet), broyage des barquettes et pots triés, lavage à chaud 80-95 °C (élimination des résidus alimentaires, encres d'impression, étiquettes autocollantes), séchage centrifuge, extrusion et granulation en rPS. Les granulés rPS alimentent la fabrication de nouveaux emballages, de pièces automobiles (pare-chocs, tableaux de bord), de bacs de rangement ou de mobilier urbain.

La loi AGEC (anti-gaspillage pour une économie circulaire) votée en France le 10 février 2020 fixe des objectifs contraignants : réduction de 50% des plastiques à usage unique d'ici 2040, incorporation de matières recyclées dans les emballages plastiques neufs (taux minimal variable selon les applications), suppression des emballages inutiles, information obligatoire du consommateur via le logo Triman et les consignes de tri. Le PPWR (Packaging and Packaging Waste Regulation) adopté par l'Union européenne en 2024 harmonise les exigences à l'échelle du continent : 70% minimum de recyclage des emballages plastiques d'ici 2030 (contre 22-25% actuellement en France selon les données Citeo 2023), incorporation de 30% minimum de recyclé dans les emballages plastiques contact alimentaire d'ici 2030, réduction de 15% du poids total des emballages mis sur le marché.

Le PS recyclé (rPS) destiné au contact alimentaire doit respecter le règlement UE 282/2008 relatif aux matières plastiques recyclées : traçabilité complète de la matière première secondaire, procédé de recyclage validé par l'EFSA (Autorité européenne de sécurité des aliments, dont le siège se situe à Parme, Italie), tests de migration réalisés sur le rPS comme sur la résine vierge. Les technologies de recyclage chimique (pyrolyse, solvolyse) dépolymérisent le PS en monomères ou oligomères réutilisables pour synthétiser du PS vierge de qualité alimentaire, contournant les limitations du recyclage mécanique (dégradation des propriétés mécaniques après 5 à 7 cycles). Les industriels du consortium PS25 testent actuellement l'ajout de 20% à 30% de rPS dans leurs formulations barquettes, selon les cahiers des charges clients et les exigences réglementaires nationales.

Co-injection séquentielle : optimisation économique et technique

La co-injection séquentielle combine PS vierge (couche externe contact alimentaire et couche externe contact extérieur) et rPS (couche interne non-contact) dans une même barquette. Cette technique optimise les coûts matière de 15 à 20% : le rPS cotant environ 20% moins cher que le PS vierge (0,91-0,96 €/kg versus 1,14-1,20 €/kg selon les cours janvier 2026), l'ajout de 30% de rPS en couche interne réduit le coût matière global de 0,05 à 0,07 €/kg. Sur une production annuelle de 50 millions de barquettes de 30 g unitaires (soit 1 500 tonnes de PS), l'économie atteint 75 000 à 105 000 € par an.

Le procédé de co-injection nécessite des presses d'injection équipées de deux unités de plastification indépendantes : la première injecte le PS vierge (couche contact alimentaire épaisseur 0,2-0,4 mm), la seconde injecte le rPS (couche interne épaisseur 0,6-1,2 mm), la troisième injecte le PS vierge (couche externe épaisseur 0,2-0,4 mm). La synchronisation des trois injections assure l'absence de mélange entre couches et la conformité réglementaire (seul le PS vierge touche l'aliment). Les fabricants européens d'équipements (Engel, Krauss-Maffei, Demag) proposent des presses multi-composants spécifiques pour la co-injection alimentaire.

Les tests de migration sur barquettes co-injectées PS vierge/rPS démontrent le respect des LMS styrène (< 0,04 mg/kg selon les nouvelles limites EFSA 2025) et de la migration globale (< 10 mg/dm²), validant l'innocuité du procédé. Les industriels du consortium PS25 (Yoplait, Lactalis, LDC) conduisent actuellement des essais industriels de co-injection à grande échelle (plusieurs millions d'unités) pour valider la robustesse process, l'absence de dérive qualité et l'acceptabilité consommateur.

Limitations techniques du polystyrène et alternatives

Operculage et étanchéité des barquettes PS

Les barquettes PS nécessitent un opercule thermosoudé (film complexe PP/EVOH/PE ou aluminium/PE) pour assurer l'herméticity et prolonger la durée de vie microbiologique des denrées. La température de ramollissement du PS (95-100 °C) limite la température de thermosoudage à 180-220 °C, contre 250-280 °C pour le PP, réduisant la vitesse de ligne d'operculage (50-80 coups/minute PS versus 80-120 coups/minute PP). L'alternative polypropylène (PP) délivre une résistance thermique supérieure (-18 °C à +150 °C), une aptitude micro-ondes validée, une inertie chimique renforcée aux graisses chaudes et une recyclabilité facilitée (taux de recyclage PP France : 25-30% versus 22-25% PS).

Les fabricants de plats préparés (Marie, Fleury Michon, Sodebo, Picard) privilégient désormais les barquettes PP ou CPET (PET cristallisé) pour les applications micro-ondables intensives (plats cuisinés, gratins, lasagnes), réservant le PS aux applications réfrigérées sans réchauffage (yaourts, fromages blancs, salades composées, viandes fraîches). Le consortium PS25 anticipe une stabilisation du tonnage PS alimentaire français autour de 110 000-120 000 tonnes/an d'ici 2030, avec une montée en puissance du rPS à 40 000-50 000 tonnes/an (35-40% de taux d'incorporation).

FAQ : Polystyrène (PS)