L'innovation en tube : comment une PME optimise ses processus de production
Un projet d'innovation soutenu par Innosuisse permet de rendre la fabrication de tubes laminés chez Hoffmann Neopac plus stable, plus efficace et plus durable. L'entreprise estime que la mise en œuvre de cette nouvelle technologie sur l'ensemble de ses lignes de production offre un potentiel d'économies considérable en termes de consommation de matériaux et d'émissions de CO₂.
Qu’ont en commun le dentifrice, la pommade cicatrisante et la crème pour la peau ? Ils sont souvent conditionnés dans des tubes, notamment dans des tubes laminés multicouches, appelés « tubes polyfoil ». Ces tubes sont fabriqués par la PME suisse Hoffmann Neopac AG, située à Oberdiessbach. Le laminé se compose de plusieurs couches de matériaux qui protègent le contenu, par exemple, de la lumière, de l’air et de l’humidité.
Le défi : une même ligne de production traite différents types de tubes composés de matériaux variés, ce qui allonge les temps de réglage et augmente les coûts des matières premières. C’est pourquoi la PME a développé, avec le soutien d’Innosuisse, une technologie visant à rendre ce processus de fabrication de tubes laminés plus stable, plus efficace et plus durable.
À plein tube grâce à l’expertise de la recherche
En collaboration avec l’Institut d’automatisation de la FHNW, l’entreprise a développé une technologie permettant la mise en place et la régulation automatisées de la production de tubes laminés. « L’idée et le contact avec la FHNW existaient déjà. Grâce à Innosuisse, nous avions la certitude de pouvoir démarrer directement le projet », explique Mario Schüpbach, responsable du développement des processus chez Hoffmann Neopac.
Ce soutien a accéléré le lancement du projet et réduit le risque financier. Cette sécurité de planification est importante pour les PME : elles doivent engager du personnel et des fonds dans des projets d’innovation avant même de savoir si une nouvelle technologie fonctionne réellement et si son utilisation est rentable.
Du tube de peinture à l'emballage high-tech
Hoffmann Neopac est une entreprise innovante et leader dans le domaine de la fabrication de matériaux d'emballage. C'est toutefois quelqu'un d'autre qui a inventé le tube : le peintre John Rand, agacé par le fait que ses peintures s'asséchaient, a mis au point un tube compressible en plomb et l'a fait breveter aux États-Unis en 1841.
Aujourd’hui, les tubes sont produits en grandes quantités. Pour les tubes « Polyfoil », un laminé multicouche est façonné en un corps de tube rond, puis soudé dans le sens de la longueur. Le corps continu est ensuite découpé à la longueur souhaitée. Une fois la tête de tube et le bouchon ajoutés, le tube vide est formé. Hoffmann Neopac ne remplit pas les tubes elle-même : le produit est versé ultérieurement par l'extrémité encore ouverte du tube, qui est ensuite fermée.
L'étape cruciale : le laminé sous tension
Mais en quoi cette nouvelle technologie est-elle innovante ? Comment a-t-on pu économiser autant de matière première et de CO₂ dans le cadre d’un processus aussi complexe ?
Au cœur de ce procédé se trouve une étape particulièrement exigeante : le moment où le laminé est déroulé d’un rouleau, guidé à travers de nombreux rouleaux, façonné en un tube circulaire sans fin et soudé dans le sens de la longueur. Il est ici essentiel que le laminé traverse la machine avec une tension et une vitesse aussi constantes que possible avant le soudage.
« Chez nous, les déchêts de production surviennent principalement pendant la mise en route, lorsque l’opérateur règle la machine », explique Basil Ruch, chef de projet. Comme une même machine traite différents laminés, elle doit être réajustée à chaque changement d’équipement, c’est-à-dire à chaque changement de matériau. Les corps de tubes produits jusqu’à ce que le réglage soit correct ne sont pas utilisables et constituent donc des déchêts de production. La nouvelle technologie vise à automatiser ce processus. « L’opérateur enfile le laminé, appuie sur le bouton de démarrage et laisse la machine fonctionner de manière entièrement automatique. Cela réduit le temps de réglage et nous consommons nettement moins de laminé », explique Basil Ruch.
Le modèle calcule, le système de régulation réagit
Cette technologie repose sur un modèle de simulation physique détaillé. Celui-ci reproduit le comportement dynamique des rouleaux et des sections de laminé situées entre eux. Cela permet de calculer les réglages appropriés de la machine avant même le début de la production.
Pendant la production, des algorithmes d’auto-apprentissage et un système de régulation prédictive basée sur le modèle sont utilisés. Le système peut ainsi réagir en continu aux changements. Lors du déroulement, par exemple, le rouleau de laminé devient de plus en plus petit et léger, ce qui modifie le comportement de la machine. Le système de régulation ajuste les paramètres en temps réel et maintient la tension et la vitesse du laminé aussi constantes que possible.
Un fort potentiel d'innovation dès la phase d'essai
Ce projet d'innovation montre comment l'expérience pratique d'une entreprise industrielle peut être associée à l'expertise scientifique d'une haute école spécialisée. Selon Hoffmann Neopac, la phase d'essai a permis de réduire les déchêts de production de 3 % et de diviser par deux le temps de changement d'équipement. En cas de mise en œuvre sur toutes les lignes de production, l’entreprise table sur d’importantes économies de matériaux et une forte réduction des émissions de CO₂.
Actuellement, la technologie est encore en phase d’essai. « Si les résultats obtenus jusqu’à présent se confirment, nous déploierons cette technologie sur toutes les lignes de production », déclare Mario Schüpbach. Ce projet d’innovation couronné de succès pourrait ainsi devenir une solution pour l’ensemble de la production de tubes chez Hoffmann Neopac.
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A propos de l'entreprise
Le groupe Neopac est une entreprise privée dont le siège social est situé en Suisse. Elle est spécialisée dans le développement et la fabrication de tubes Polyfoil®, de tubes laminés et de tubes en plastique. Avec quatre sites de production en Europe, en Amérique du Nord et en Asie, l'entreprise approvisionne des fabricants du monde entier dans les secteurs pharmaceutique, cosmétique et des biens de consommation. Avec une capacité de production annuelle de 1,3 milliard de tubes, le groupe Neopac est synonyme d'innovation, de qualité et de développement durable. Cela inclut l'utilisation d'énergies renouvelables ainsi que le développement de solutions d'emballage recyclables.
Le projet en résumé: