Thermoformage : les machines se réinventent sous la pression des matériaux

Porté par les exigences du règlement européen PPWR et la recherche de productivité, le thermoformage entre dans une nouvelle phase. Les constructeurs travaillent simultanément sur la maîtrise des paramètres, l’allègement des contenants, la rapidité des changements de format et l’automatisation.

Le thermoformage n’est plus seulement une affaire de cadence et de capacité de production. Pour Yves Belzanne, directeur du développement commercial thermo/operculage d’Ulma Packaging pour la France, « le sujet principal qui structure aujourd’hui l’évolution technique des machines est l’adaptabilité aux nouvelles générations de films poussées par l’entrée en vigueur progressive du règlement européen (UE) 2025/40 relatif aux emballages et aux déchets d’emballages (PPWR)».
En première ligne, on trouve les films à base de mono-PE, mono-PET ou mono-PP, «qui améliorent la recyclabilité des emballages mais réclament une mise en œuvre plus précise si l’on veut préserver la qualité des emballages», souligne le représentant d’Ulma Packaging.
Pour répondre à ces nouvelles exigences, le fabricant a développé une nouvelle gamme baptisée TFX. En plus de prolonger le travail déjà engagé sur la conception hygiénique avec les modèles TFS, celle-ci embarque des systèmes de régulation de température et de pression plus précis, un système de vide plus performant (avec un gain de 20% sur la durée du cycle), et innove également au niveau du formage.

Chauffer mieux pour utiliser moins de matière
Avec la TFX, le constructeur met notamment en avant deux procédés : Better Form X™ et Better Seal X™. Le premier vise à permettre l’utilisation de films de base plus fins – jusqu’à 30 % pour certains matériaux — sans sacrifier la rigidité de l’emballage. Le second surveille au plus près et optimise le scellage de matériaux potentiellement problématiques. «Dans un cas comme dans l’autre, l’enjeu est de maîtriser plus finement la chauffe de la feuille avant le formage afin d’obtenir une transformation du plastique plus homogène et parfaitement reproductible», explique Yves Belzanne.
La recherche d’allègement visée par le procédé Better Form X™ n’est pas propre à Ulma. Chez Sealpac, Thomas François, directeur commercial de Sealpac France, vante ainsi les mérites du procédé SmartShape, intégré aux nouvelles thermoformeuses Série F. «Grâce à l’utilisation d’air comprimé associée à une montée de poste performante, le film – flexible ou rigide – épouse le design de l’outil de formage avec une épaisseur parfaitement maîtrisée, y compris dans les angles. Il devient ainsi possible de soutenir des cadences élevées tout en utilisant des résines mono-matériaux plus minces», affirme-t-il.

Le défi des cadences variables
En somme, si les nouveaux matériaux imposent davantage de précision, ce surcroît de maîtrise peut aussi devenir un levier d’allègement. « Mais encore faut-il que la machine soit capable de maintenir cette maîtrise lorsque les conditions de production varient», met en garde Éric Le Normand, responsable technique de Guelt. Pour accompagner la montée en puissance des mono-matériaux, «dont les caractéristiques peuvent varier fortement d’une référence à l’autre, y compris au sein d’une même famille de plastiques», ce dernier estime nécessaire de travailler à la fois sur la conception mécanique des thermoformeuses et sur leurs cycles de fonctionnement.
Le cas du mono-PET, particulièrement exigeant en matière de conditions de température, illustre bien cette nécessité. «Lorsque la cadence reste constante, la régulation de température est relativement simple à réaliser. Mais lorsque la machine doit suivre un flux de production irrégulier, l’asservissement devient autrement plus complexe ! C’est notamment pour anticiper ces fluctuations de cadence que nous faisons appel à des algorithmes de régulation thermique de plus en plus sophistiqués, sans quoi la qualité de formage ne serait plus garantie». La régulation thermique n’est cependant qu’une partie des défis à relever, insiste le responsable technique. «Ces nouveaux matériaux nous conduisent également à reconsidérer les étirements, les retraits, la répartition des épaisseurs… La découpe constitue un autre point de vigilance, surtout lorsque les industriels recherchent simultanément des cadences élevées et une haute qualité de coupe. Plus que jamais, ces nouveaux matériaux demandent du sur-mesure et un travail main dans la main avec le client et/ou le fournisseur du film», estime-t-il.

La flexibilité devient une priorité
La capacité d’adaptation aux nouveaux matériaux ne constitue toutefois pas le seul défi que doivent relever les constructeurs de thermoformeuses. «Car le talon d’Achille du thermoformage, dans un contexte de demande de flexibilité de la part des clients, c’est le changement de format, en général long et compliqué sur ce type de machines», rappelle Thomas François. Pour ses Séries F, Sealpac a donc longuement travaillé sur des solutions permettant de réduire les manipulations et les temps d’arrêt/réglage entre deux séries. Le déverrouillage pneumatique de l’outil supérieur de scellage, par exemple, s’effectue sans outil, tandis que des chariots de transfert dédiés, des rails à rouleaux et des tables pivotantes facilitent la manutention des outillages lourds.

Chez Guelt, cette quête d’agilité s’était déjà traduite, il y a quelques années, par le lancement de la THR3 Premium, une machine multiformat de moyenne cadence — environ 30 paquets/minute — dont le changement de format peut être réalisé en moins de 30 secondes, et sans aucun outil, contre environ cinq minutes pour les meilleurs modèles conventionnels. «La THR3 Premium a vu ses ventes tripler sur les douze derniers mois par rapport aux douze mois précédents», constate le responsable technique de Guelt. Un signe, selon lui, que la modularité et la rapidité des changements de format répondent désormais à un besoin industriel bien concret.

Automatisation tous azimuts
Dans le même temps, l’automatisation gagne progressivement tous les niveaux des machines. Chez Sealpac, les Séries F intègrent ainsi des algorithmes destinés à optimiser les performances, la consommation énergétique et la maintenance. L’alignement du film et le réajustement de la tension des chaînes sont automatisés. «L’opérateur n’a rien à faire», résume Thomas François.
Chez Ulma Packaging, la TFX dispose pour sa part d’une gestion centralisée des recettes permettant d’ajuster automatiquement les paramètres en fonction des ordres de production. Des outils de surveillance suivent également l’ensemble des consommations — film, électricité, air, gaz… — avec, en fin de cycle, un rapport détaillé sur les performances de production.