Le taux de transmission de vapeur d’eau (Water Vapor Transmission Rate, WVTR) désigne la quantité de vapeur d’eau qui peut passer à travers un matériau d’emballage par mètre carré, chaque jour, dans des conditions de température et d’humidité déterminées. La unité de mesure la plus courante est le g/(m²·24h). Plus ce chiffre est faible, plus le matériau possède une bonne capacité à empêcher la pénétration de vapeur d’eau.
Analogie : Considérez le film d’emballage comme un “manteau de pluie”. Les vapeurs d’eau cherchent constamment à pénétrer à l’intérieur du manteau. WVTR représente donc la quantité totale de vapeurs d’eau qui parvient à pénétrer dans le manteau chaque jour. Plus le manteau est épais (avec des matériaux à haute barrière), moins de vapeurs d’eau peuvent pénétrer à l’intérieur. Par conséquent, les biscuits et les pilules conservés à l’intérieur se dessèchent plus lentement, et leur durée de conservation s’allonge.
Définitions figurant dans les normes
L’ASTM E96/E96M-24a définit la méthode d’essai standard pour déterminer le taux de transmission de l’humidité par les matériaux. La transmission de l’humidité est définie comme « le flux constant de vapeur d’eau par unité de temps, à travers une unité de surface, dans des conditions de température et d’humidité spécifiques, sur chaque surface concernée ». La norme propose deux procédures fondamentales : la méthode avec des agents dessiclants (cuillère sèche) et la méthode avec de l’eau (cuillère humide). L’ISO 2528:2017 spécifie la méthode gravimétrique pour les matériaux en feuilles. Il est noté que le terme « WVTR » est souvent confondu avec le terme « permittivité ».
Un indicateur, plusieurs noms
WVTR peut être appelé également WVT (quantité de vapeur d’eau transparente), perméabilité, coefficient de perméabilité, etc. Ces termes peuvent prêter à confusion. L’ASTM E96 distingue ces concepts en utilisant trois termes : WVTR – taux de perméabilité, avec la unité g/(m²·24h) ; quantité de vapeur d’eau transparente, avec la unité g/(Pa·s·m²). Dans le domaine de la construction, on utilise souvent le terme “perméabilité”. Le coefficient de perméabilité est obtenu en divisant ce taux par la épaisseur du matériau, et il n’a aucun sens pour les matériaux homogènes. L’ISO 2528:2017 souligne dans son résumé que l’erreur courante consiste à considérer le WVTR comme une “perméabilité”. Ce terme ne doit être utilisé que lorsqu’il est converti en une propriété intrinsèque du matériau.
Méthodes de mesure et ordres de grandeur typiques
La méthode classique est la méthode de la tasse gravimétrique (ASTM E96, ISO 2528) : une assiette scellée contient un dessiccant ou de l’eau. La tasse est pesée périodiquement afin de déterminer les pertes ou les gains en poids. La norme ISO 2528:2017 recommande de passer à cette méthode lorsque le taux de transmission est inférieur à 1 g/(m²·24h), ou lorsque la épaisseur du matériau est supérieure à 3 mm. Pour les applications nécessitant des barrières de séparation élevées, on utilise des méthodes plus complexes, comme la méthode du capteur infrarouge modulé (ASTM F1249, ISO 15106-2) ou la méthode du capteur d’électrolyse (ISO 15106-3). Les valeurs typiques pour les laminés à barrières élevées sont généralement inférieures à 0,5 g/(m²·24h) ; pour les laminés à base de PVDC ou d’EVOH, ces valeurs se situent entre 0,1 et 5 g/(m²·24h). Pour les films monocouches en PE ou en PP, les valeurs varient de quelques grammes à des dizaines de grammes par mètre carré et par jour.
Relation avec OTR et GTR
Ces trois technologies appartiennent à la même famille de dispositifs permettant de mesurer les performances de barrière contre l’écoulement des liquides : le WVTR mesure l’écoulement de vapeur, le GTR utilise une méthode basée sur la différence de pression pour mesurer l’écoulement de divers gaz, tandis que l’OTR est spécialement conçu pour mesurer l’écoulement de l’oxygène. La plupart des normes relatives aux matériaux utilisés dans la fabrication de médicaments et des produits alimentaires exigent que deux ou plus de ces technologies soient présentes dans les équipements de contrôle qualité. Par conséquent, les laboratoires de contrôle qualité sont généralement équipés à la fois de dispositifs permettant de mesurer l’écoulement de vapeur et de l’oxygène.
Source d’origine
- ASTM E96/E96M-24a, Méthodes de test standard pour la détermination gravimétrique du taux de transmission de l’humidité par les matériaux. ASTM International, 2024.
- ASTM E96/E96M-24a « Méthodes standard pour la détermination de la teneur en humidité des matériaux », ASTM International, publié en 2024.
- ISO 2528:2017 « Matériaux en feuille — Détermination du taux de transmission de l’humidité — Méthode gravimétrique », ISO/TC 6/SC 2.
- ASTM F1249《Méthode standard pour déterminer le taux de transmission de l’humidité par les films et les feuilles plastiques, en utilisant un capteur infrarouge modulateur》, ASTM International.
- ISO 15106-2 (méthode des capteurs de détection par infrarouge) et ISO 15106-3 (méthode des capteurs de détection par électrolyse). ISO.
