Validation de la perméabilité (vapeur d’eau, O2, CO2, N2)

La validation de la perméabilité permet de mesurer la capacité d’un matériau à laisser passer les gaz tels que la vapeur d’eau, l’oxygène (O₂), le dioxyde de carbone (CO₂) ou l’azote (N₂). Cette propriété est déterminante pour évaluer les performances barrières des matériaux utilisés dans les emballages alimentaires, cosmétiques ou pharmaceutiques.

La mesure de perméabilité vise à :

• Garantir la conservation des produits sensibles à l’humidité ou à l’oxydation.
• Valider la qualité et la conformité des matériaux selon les normes internationales.
• Optimiser la formulation des films multicouches, vernis ou revêtements protecteurs.
• Évaluer la durabilité des emballages face aux gaz et à l’humidité ambiante.

Cette analyse s’inscrit dans les démarches de qualification de matériaux, de contrôle qualité ou d’étude de compatibilité emballage-produit.

Méthodes analytiques utilisées

La perméabilité aux gaz et à la vapeur d’eau est mesurée par perméamétrie, en suivant les standards normatifs reconnus :

• Perméabilité à la vapeur d’eau (WVTR) : norme ASTM E96 ou ISO 15106, mesurée à température et humidité contrôlées.
• Perméabilité à l’oxygène (OTR) : norme ASTM D3985 ou ISO 15105, basée sur un capteur électrochimique ou un détecteur coulométrique.
• Perméabilité au dioxyde de carbone (CO₂TR) et à l’azote (N₂TR)** : méthodes analogues selon ASTM D1434 ou ISO 2556.
• Mesures de transmission des gaz à l’aide d’un perméamètre couplé à un analyseur de flux gazeux, sous atmosphère contrôlée.

Les résultats sont exprimés en taux de transmission (cm³·m⁻²·jour⁻¹·bar⁻¹) et permettent de comparer la performance de différents films ou structures multicouches.

Matrices concernées

Cette étude s’applique à une large gamme de matériaux et emballages :

• Films plastiques, polymères techniques, composites et laminés multicouches.
• Emballages cosmétiques ou pharmaceutiques (flacons, tubes, sachets, blisters).
• Barrières alimentaires (films sous atmosphère modifiée, opercules, bouchons).
• Matériaux biodégradables ou recyclés, dont les performances barrières doivent être vérifiées.

Applications industrielles

La validation de la perméabilité est essentielle pour :

• Les industries agroalimentaires, afin de préserver la texture, la fraîcheur et la durée de vie des produits sensibles.
• Le secteur cosmétique, pour garantir la stabilité des émulsions, gels et formulations à base d’actifs volatils.
• Les emballages pharmaceutiques, pour protéger les substances actives de l’humidité et de l’oxydation.
• Le développement de nouveaux matériaux d’emballage (films biosourcés, recyclés ou compostables).

Analyses associées

Pour une caractérisation complète des matériaux d’emballage, la perméabilité peut être couplée à d’autres essais :

• Étude de la corrosion chimique pour évaluer les interactions entre le matériau et le contenu.
• Test de stabilité et compatibilité pour vérifier la résistance des emballages dans le temps.
• Analyse de la dégradation thermique (TGA) pour étudier la stabilité du polymère à la chaleur.
• Analyse de la composition des polymères (FTIR, DSC) pour identifier les matériaux constitutifs.

L’expertise YesWeLab

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