À première vue, les emballages des rations militaires ne retiennent pas l’attention des consommateurs pressés. Pourtant, dans le laboratoire du Combat Feeding Division à Natick, Massachusetts, une équipe d’ingénieurs consacre ses journées à optimiser ces emballages afin de garantir la fraîcheur et la durabilité des repas prêts à consommer, essentiels pour le ravitaillement des soldats en mission.
Les rations individuelles, ou MRE (Meals, Ready-to-Eat), comportent de nombreux composants enveloppés dans plusieurs couches de matériaux pour protéger contre les agressions extérieures et conserver la qualité des aliments jusqu’à leur ouverture. Ce travail d’ingénierie sur les emballages est tout aussi important que le développement même des repas.
Réduire les déchets tout en maintenant la qualité
Les MRE se composent généralement d’un grand sachet plastique contenant plusieurs paquets plus petits, comprenant un plat principal ainsi que des encas et boissons complémentaires. Chaque élément dispose de son propre emballage spécifique, ce qui entraîne une quantité importante de déchets plastiques, un enjeu environnemental majeur pour l’armée.
« Un MRE peut contenir entre 10 et 20 composants, chacun avec son emballage dédié », explique Danielle Froio-Blumsack, ingénieure matériaux au sein de la Food Protection and Individual Packaging Team (FPIPT). « Cela représente beaucoup de déchets, ce qui est problématique aussi bien d’un point de vue sanitaire qu’environnemental. »
La majorité des plats principaux passent par un procédé appelé retort, qui consiste à sceller hermétiquement les aliments dans des emballages stérilisés sous haute pression. Cette méthode, proche de la pasteurisation et de la mise en conserve, prolonge la durée de vie sans recourir aux conservateurs.
Les sachets retort actuels combinent trois couches de polymères et une couche de feuille d’aluminium qui empêche la pénétration de la vapeur d’eau, de l’oxygène et de la lumière. « Ces barrières à faible perméabilité sont essentielles pour garantir la conservation et la qualité des rations sur le terrain », précise Froio-Blumsack.
Cependant, la feuille d’aluminium n’est pas recyclable. Pour y remédier, l’équipe de Natick a développé un nouveau polymère plus léger et répondant aux exigences de conservation, bien que sa perméabilité à la vapeur d’eau nécessite encore des ajustements des critères techniques. « Nous remettons en question nos exigences initiales, trop strictes, pour ouvrir la voie à des matériaux plus durables ou économiques », ajoute l’ingénieure.
Les nouveaux sachets sans aluminium ont été soumis à une série de tests rigoureux, notamment cinq années de stockage, avant de réussir les évaluations microbiologiques et sensorielles conduites dans les laboratoires spécialisés de Natick. « C’est une belle réussite », souligne Froio-Blumsack, même si le processus d’adoption pour une utilisation opérationnelle reste long, dépassant déjà sept ans pour ce projet.
Une piste innovante : la récupération d’énergie
Par ailleurs, en collaboration avec l’université Purdue, les chercheurs explorent des systèmes d’énergie autonome à base de nanogénérateurs triboélectriques. Ces petits dispositifs, intégrés à des patchs fixés sur les palettes de rations, convertiraient les vibrations et mouvements rencontrés lors du transport en énergie exploitable.
« Ces couches de matériaux vibrent et génèrent de l’énergie lors des déplacements aériens, maritimes ou terrestres », explique Froio-Blumsack. L’objectif est de fournir une source d’énergie pour chauffer les rations sans recourir aux chauffe-rations sans flamme actuellement utilisés, voire d’empêcher la congélation des aliments dans les environnements arctiques.
Bien que prometteur, le stockage de cette énergie récoltée reste à définir technologiquement. Notons également que le FPIPT collabore étroitement avec la NASA afin d’allonger la durée de conservation des repas destinés aux astronautes pour les futures missions martiennes.
Des tests rigoureux pour garantir la fiabilité
Au laboratoire d’emballage, chaque matériau et structure subit une batterie de tests destinés à simuler les conditions extrêmes du transport et du stockage. Wes Long, responsable du laboratoire, détaille : « Nous mettons les produits à rude épreuve pour identifier les points faibles et proposer des solutions adaptées. »
Les équipements de test incluent des scelleuses sous vide, des appareils mesurant la résistance à la traction et à la rupture, ainsi qu’un bassin d’eau pour détecter les fuites minimes, telles que des micro-perforations, qui entraînent un échec automatique lors des contrôles.
Les critères établis sont ensuite transmis aux partenaires industriels pour standardisation. La modernisation des lignes de production, passant de la confection manuelle à l’automatisation, soulève parfois des problèmes mécaniques affectant la qualité des sachets, notamment un amincissement excessif au niveau des soudures.
Par exemple, l’utilisation devenue problématique des mini bouteilles de sauce piquante dans les MRE a conduit à leur remplacement par des sachets polymères plus fiables lors du conditionnement automatisé. « Même si cela affecte le moral des soldats, la priorité reste la qualité », affirme Wes Long.
Les rations et emballages font également l’objet de tests par les soldats eux-mêmes, qui valident ou rejettent les innovations avant leur déploiement. Ces emballages doivent être à la fois robustes et suffisamment souples pour résister à la compression lors des empilements en palettes et au transport dans des conditions extrêmes.
Les caisses d’emballage utilisées sont fabriquées en carton épais spécialement conçu pour offrir une grande résistance structurelle et une bonne protection contre les intempéries. Elles passent des tests de chute et de secousse pour s’assurer que les rations parviennent intactes jusqu’aux combattants.
