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Developing a bio-inspired alternative to expanded polystyrene for packaging cushioning
Designing a 100% cellulose cushioning solution that is recyclable and performs as well as EPS, thanks to biomimicry
Context
Le polystyrène expansé (PSE) domine le marché du calage d'emballage : léger, peu coûteux et facile à mouler, il protège efficacement les produits fragiles lors du transport. Mais ce matériau pétrosourcé se fragmente en microbilles et se recycle très mal, posant un défi environnemental majeur à l'heure des objectifs 3R.
Les alternatives existantes — carton alvéolaire, mousses polymériques — restent trop lourdes et volumineuses pour rivaliser avec le PSE sur les produits lourds ou fragiles. Face à cet enjeu, Citeo et Bionnov Engineering (ex. Bioxegy) ont lancé en 2024 un projet de R&D pour concevoir une solution de calage éco-responsable, 100% recyclable dans la filière papier-carton.
Goals
Identify and prioritize bio-inspired shimming concepts as a sustainable alternative to EPS
To experimentally validate the mechanical performance of the prototypes (energy absorption, stiffness, size, mass)
Demonstrate the manufacturability of the concepts and lay the foundations for their industrialization
Key topics explored
Conception de solutions de calage bio-inspirées en cellulose, recyclables dans la filière papier-carton
Validation expérimentale des performances mécaniques face aux solutions de calage existantes
Identification des paramètres de design clefs pour adapter les concepts aux différents usages industriels
Customer
Citeo — Éco-organisme agréé pour les REP emballages ménagers, papiers-graphiques et emballages de la restauration
Partenaires du projet : AVEC (cellulose moulée), Métropack (tests mécaniques)
Achievements
Biomimetic exploration and identification of two alternative calibration concepts to PSE from a wide range of inspiration from living organisms
Manufacturing of physical prototypes of cellulose packing materials and mechanical testing campaigns at Métropack
Implementation of a design matrix to adapt design parameters according to the application (light and fragile product vs. heavy product)
Deliverables
Two experimentally validated, bio-inspired cushioning concepts , 100% cellulose and recyclable in the paper and cardboard industry, with mechanical performance comparable to EPS
A design matrix that allows each solution to be adapted to different industrial use cases, depending on the nature and weight of the products to be protected.
