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La fabrication et l'emballage vont de pair avec le développement durable. Les boîtes en fer blanc et en aluminium sont respectueuses de l'environnement et peuvent être recyclées.
En ce qui concerne l'impact environnemental, le taux de recyclage du fer blanc a augmenté de manière exponentielle au cours des dernières décennies. Selon un rapport de l'Association des Producteurs Européens d'Acier pour l'Emballage (APEAL), le taux de recyclage du fer blanc est passé de 25 % en 1991 à 74 % en 2012.
Le dernier rapport de l'Association des Producteurs Européens d'Acier pour l'Emballage (APEAL) montrait que les emballages en acier en Europe ont atteint un nouveau sommet de 79,5 %, ce qui représente une augmentation de 2 % par rapport aux données de 2015. Les tous derniers chiffres confirment que l'acier est le matériau d'emballage le plus recyclé d'Europe pour la 12e année consécutive.
Contrairement au plastique, qui se dégrade au fil du temps, l'aluminium peut être fondu et réutilisé à l'infini, qu'il soit utilisé pour des cannettes ou d'autres formats. D'un point de vue économique, le taux de recyclage par tonne d'aluminium est plus de trois fois supérieur à celui des autres matériaux comme le plastique ou le verre. En 2014, le taux de recyclage des cannettes en aluminium était de 56,7 % et ce chiffre a augmenté d'année en année. Quelques années plus tard, en 2017, le taux de recyclage des cannettes en aluminium était de 72 % tandis que celui des bouteilles en verre et en plastique était d'environ 35 %.
Pour bien visualiser pourquoi l'aluminium est si efficace, pensez à une feuille d'aluminium géante pesant 9 tonnes mais aussi fine qu'un papier à dessin. Il est possible de fabriquer 3 millions de cannettes avec un rouleau comme celui-ci. À l'aide d'une imprimante, la feuille d'aluminium passe dans une presse qui découpe la forme demandée, le reste du rouleau est simplement renvoyé et recyclé pour fabriquer de nouveaux rouleaux.
Les aciers pour emballages (contenant 99,7 % de fer) sont ferromagnétiques et donc très facilement récupérés par triage magnétique des ordures ménagères. Dans l’Union européenne plus la Norvège et la Suisse, en 2019, le taux de recyclage est de 84 %, avec plus de 2,7 millions de t d’aciers pour emballage recyclées. Il est de 98,9 % pour la Belgique, 95,6 % pour les Pays Bas, 92,4 % pour l’Allemagne, 90,6 % pour la France.
En France, en 2012, le recyclage d’acier provenant d’emballages a été de 407 035 t. D’aciers pour emballages, en 2017. Monde : 16 millions de t.
Le fer-blanc est un produit en acier recouvert d’une couche d’étain. Il est obtenu par voie électrolytique et est utilisé comme emballage.
Le fer-blanc est un produit en acier doux ou extra doux laminé (la teneur en carbone est inférieure à 0,08 %) recouvert d’une couche d’étain. Le fer-blanc, obtenu par voie électrolytique, est constitué de plusieurs couches. A l’extérieur des boîtes en fer-blanc, l’étain joue seulement un rôle de barrière physique à la corrosion de l’acier. La présence de rayures traversant la couche d’étain entraînera la formation de rouille en présence de l’air atmosphérique, en accord avec les potentiels standards des couples Sn2+/Sn (-0,14 V) et Fe2+/Fe (-0,44 V).
A l’intérieur de la boîte, milieu hermétiquement clos, en l’absence de dioxygène, en présence d’aliments et d’une solution riche en complexants de l’étain, le comportement électrochimique de la pile étain-fer est modifié et à l’inverse de ce que prévoient les valeurs des potentiels standards des couples redox, l’étain se comporte, en général, comme une anode sacrificielle assurant une protection cathodique du fer. Même en présence de rayures de l’étain, le fer est protégé de l’oxydation et c’est l’étain qui s’oxyde. De plus, la protection intérieure des boîtes de conserve est renforcée par la présence d’un vernis, le plus courant étant époxyphénolique avec une épaisseur de 5 μm. La blancheur des vernis est obtenue par ajout de dioxyde de titane ou d’alumine. Cette protection intérieure n’est pas systématique.
Différents types : ils sont fonction des taux d’étamage qui sont identiques ou différents sur les deux faces. Actuellement, des feuilles d’acier de 0,09 mm commencent à être utilisées, ainsi que des quantités déposées d’étain réduites à 0,5 g/m2.
Fer chromé (ECCS : Electrolytic Chromium/oxide Coated Steel ou TFS : Tin Free Steel) : certaines lignes électrolytiques peuvent permettre de fabriquer du fer blanc ou du fer chromé. L’acier de base est le même, mais au lieu d’être revêtu d’étain, il est recouvert de chrome (épaisseur : 10 nm, 60 mg/m2), d’oxyde de chrome (épaisseur : 5 nm, 15 mg/m2) et d’huile (3-6 mg/m2).
La coulée continue de l’acier fournit des brames qui sont laminées à chaud jusqu’à atteindre une épaisseur de l’ordre de 2 mm. La couche d’oxyde est enlevée par décapage à l’acide chlorhydrique (l’attaque dure 30 s). Après lavage et séchage, la bande d’acier est laminée à froid, en passant entre plusieurs jeux de cylindres (cages), jusqu’à 0,20 mm, par exemple. La vitesse de défilement de la bande peut atteindre 110 km/h.
Après dégraissage, le métal qui est fortement écroui par le laminage, est recuit à 630°C en étant protégé de l’oxydation par du diazote ou du dihydrogène. La durée du recuit dépend du procédé utilisé (3 minutes en recuit continu, 72 heures pour la filière recuit base). Un léger laminage à froid (skin-pass) permet un écrouissage de surface améliorant les qualités mécaniques. Lorsque la réduction d’épaisseur est poussée jusqu’à 30 %, ce dernier laminage permet d’obtenir des bandes d’épaisseur de 0,10 mm. L’acier ainsi obtenu est alors appelé « double réduction ».
Avant étamage, la surface de la bande subit un dégraissage puis un décapage à l’acide sulfurique. La bande à étamer sert de cathode, l’anode est constituée par des barres de 47 kg d’étain pur, qui alimentent en ions Sn2+ l’électrolyte. L’électrolyte est composé d’acide 4-hydroxybenzènesulfonique (HO-C6H4-SO3H) et de divers produits d’addition.
Brillantage, passivation : après rinçage, le fer-blanc subit une refusion vers 300°C où il prend un aspect brillant et au cours de laquelle, se forme l’alliage FeSn2 à l’interface Fe-Sn, par diffusion de Sn dans l’acier. Le chauffage est effectué par conduction (effet Joule) ou par induction.
Afin d’éviter l’oxydation de l’étain, une passivation chimique est réalisée dans une solution de dichromate de sodium (20-30 g/L à 50°C) qui donne un dépôt d’oxyde de chrome de 0,10 μg/cm2 qui permet une bonne adhérence des vernis mais ne protège pas de la sulfuration. Le dichromate de sodium (Na2Cr2O7) présente l’inconvénient de renfermer du chrome sous forme de chrome VI, cancérigène. Afin d’éviter son utilisation, une alternative (Chrome Free Passivation Alternative - CFPA), est en cours de préparation.
Chaque producteur européen a converti une ligne de production et l’ensemble des lignes devrait être converti avant 2023. Une couche d’huile, monomoléculaire, en général de dioctylsébaçate (DOS), permet de réduire les dommages créés par abrasion.
Le vernis est, en général, appliqué après l’impression des motifs et avant la fabrication des boîtes. Dans le cas de l’acier destiné à la fabrication des boîtes-boisson, l’étain ne subit pas, en général, de refusion.
A l’usine ArcelorMittal de Florange une ligne de vernissage en bande (VEB) permet de cuire à 300-400°C, par induction, en 2 secondes, le vernis de la bande qui défile à une vitesse de 250 m/min.
ArcelorMittal, avec, en 2020, 15 unités de production de fer blanc et 2 de fer chromé possède une capacité mondiale de production de 3,1 millions de t/an de fer blanc et 400 000 t/an de fer chromé et a produit, en 2020, 1,7 million de t.
En Europe, le groupe possède 5 sites de production avec une capacité de 2,0 millions de t/an, en Espagne à Avilès avec 2 lignes de production de fer blanc de 400 000 t/an et à Etxebarri, 350 000 t/an, en France, à Basse Indre (44), 410 000 t/an et Florange (57), 450 000 t/an, en Belgique, à Liège.
Ball Packaging (États-Unis) possède en Amériques, 18 usines de production de boîtes boisson aux États-Unis, 9 au Brésil, 2 au Mexique, 1 au Canada, en Argentine, au Paraguay et au Chili avec, en 2019, une production de 66 milliards de boîtes.
En juin 2016, Ball Packaging a acquis la société Rexam et a cédé une partie de ses unités de production et de celles de Rexam (12 en Europe, 8 aux États-Unis, 2 au Brésil) au groupe Ardagh.
Ardagh : suite à l’acquisition de Rexam par Ball Packaging, Ardagh a récupéré en Europe, 10 usines de Ball dont celle de La Ciotat, en France et 2 de Rexam, aux États-Unis, 8 usines de Rexam et au Brésil, 2 usines de Ball.
Can Pack (Pologne) possède 6 usines dans l’Union européenne, 2 usines en Russie et 1 en Égypte, Maroc, Inde, Dubaï. En 2017, a inauguré une usine à Helmond, aux Pays Bas, avec 2 lignes de production de 2 milliards/an de boîtes en aluminium.
En France, la première unité de production de boîtes a été implantée en 1985 par la Sofreb (aujourd’hui Crown Bevcan) à Custines (54) en utilisant le fer-blanc produit par l’usine Sollac de Mardyck reconvertie actuellement dans la production d’acier galvanisé.
Ardagh une usine de boîtes en aluminium à La Ciotat (13) avec 2 lignes de production.
Nicolas Appert, industriel français, a découvert, vers 1800, le procédé de conservation des aliments par chauffage, au bain-marie, dans des récipients hermétiquement clos. Il répondait à une offre de prime de 12 000 Francs du Directoire pour la personne qui parviendrait à mettre au point une méthode de conservation fiable des aliments destinés aux armées. Cette méthode de conservation est depuis appelée appertisation. Ce n’est que vers 1860 que Pasteur a démontré scientifiquement le rôle de l’appertisation par la destruction des micro-organismes pathogènes à haute température.
Pour les petits formats de boîtes, < 0,5 kg, la boîte appertisée est généralement constituée d’un corps embouti fermé par un couvercle à ouverture facile ou un fond, fixé par sertissage mécanique.
La production française de boîtes de conserve appertisées a été, en 2017, de 212 300 t dont 179 300 t en acier et 33 000 t en aluminium. Les exportations ont été de 47 100 t dont 34 500 t en acier et 12 600 t en aluminium.
La boîte est fabriquée en 2 pièces : le fond et le corps étant obtenus à partir d’une même feuille. Ces boîtes sont soit embouties-réembouties (même épaisseur des parois et du fond) soit embouties-repassées (le fond garde l’épaisseur de la feuille de départ : 0,20 mm, les parois deviennent très minces : 0,07 mm). Une boîte en aluminium pèse 13,3 g, l’épaisseur de la paroi est de 100 μm. Une boîte en fer blanc pèse 23 g, l’épaisseur est de 70 μm.
Les couvercles à « ouverture facile » pour boîte boisson ont pendant longtemps été en aluminium.
L'emballage durable va continuer à se développer puisque les consommateurs deviennent de plus en plus conscients de la sécurité environnementale, les emballages en plastique n'ayant pas très bonne presse en ce moment. Puisque l'emballage constitue la première expérience que les consommateurs ont des produits, il est important pour les sociétés de prendre ce passage à la pensée écologique au sérieux.
Quelle que soit la façon dont le produit est fabriqué ou quoi qu’il contienne, l'emballage écologique donne le ton d'une marque sur laquelle les gens peuvent compter pour prendre l'initiative d'aider à protéger la planète. À cet égard, l'emballage écologique permet non seulement de fidéliser les clients, mais il offre également un avantage concurrentiel.
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Le procédé d’impression (application des encres) est le procédé offset classique. Les encres sont déposées sur un vernis d’accrochage ou sur un couché blanc. Après la dernière encre, l’application d’un vernis est indispensable pour un bon emboutissage.
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