Guide technique avec sources · ROLL Lab
Humidité des mandrins en carton : la variable qui ne s’arrête jamais
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Pourquoi le carton boit l’air
Le papier est fait de fibres de cellulose tenues ensemble par des liaisons hydrogène, qui ont besoin d’un peu d’eau pour exister. L’eau en excès fait l’inverse : elle écarte les fibres et la structure perd sa rigidité. Le papier est hygroscopique et échange de l’eau avec l’air jusqu’à l’équilibre. On ne peut pas l’empêcher, seulement le maîtriser.
Humidité d’équilibre : le tube suit l’air
Humidité du tube contre humidité de l’air
| HR de l’air | Humidité du tube | Flat crush | Radial crush | Rigidité Ø int. |
|---|---|---|---|---|
| 20 % | 3,9 % | +9 % | +18 % | +35 % |
| 30 % | 4,7 % | +8 % | +17 % | +32 % |
| 40 % | 5,8 % | +7 % | +14 % | +26 % |
| 50 % | 7,1 % | +4 % | +7 % | +13 % |
| 60 % | 8,6 % | -3 % | -6 % | -11 % |
| 70 % | 10,5 % | -16 % | -30 % | -48 % |
| 80 % | 12,9 % | -35 % | -58 % | -78 % |
Variations par rapport à un tube à 8 % d’humidité. Courbe d’équilibre : règle pratique courante. Sensibilités : valeurs de référence entre 7 % et 8 % pour un 3" à paroi de 13 mm, prolongées par le ROLL Lab avec l’évolution typique du flat crush. Hors de cet intervalle, les valeurs sont des estimations.
Ce que coûte un point d’humidité
Entre 7 % et 8 % d’humidité, sur un mandrin 3" à paroi de 13 mm, les données du ROLL Lab donnent : flat crush −3,6 %, radial crush −7,1 %, rigidité du diamètre intérieur −12,3 %. La valeur la plus importante pour les bobines est aussi celle qui se dégrade le plus vite : environ 3,5 fois le flat crush. Sur un tube à paroi de 7,5 mm, le ROLL Lab estime une perte d’environ 20 % entre 8 % et 10 % : les parois minces peuvent être plus sensibles.
Sécher n’est pas la solution universelle : sous 4–5 %, le papier perd son élasticité et devient cassant, et un tube séché à 6 % réabsorbe de l’eau au fil d’un long stockage jusqu’à revenir à 7–8 %.
Les deux saisons du défaut
| Hiver : mandrins qui flottent | Été : écrasement |
|---|---|
| Air extérieur froid, chauffé à l’intérieur : humidité relative basse | Air chaud et pluies : humidité relative élevée |
| Le tube rend de l’eau et se rétracte : Ø intérieur, Ø extérieur et longueur diminuent | Le tube absorbe de l’eau et perd sa résistance radiale |
| Symptôme : « les mandrins flottent », ils glissent hors de la bobine | Symptôme : « impossible de sortir la bobine » |
Par point d’humidité, règle pratique : 1,0 à 1,5 mm par mètre de longueur, environ 0,1 mm sur un Ø extérieur de 106 mm, 0,02 mm sur un Ø intérieur de 76 mm. Calculez votre cas.
Mesurer l’humidité pour de vrai
À l’étuve ventilée à 105 ± 2 °C jusqu’à masse constante (ISO 11093-3), avec une balance sensible à 0,05 % de la masse. La masse est constante quand deux pesées espacées d’au moins 6 à 8 heures diffèrent de moins de 0,1 %. Comptez environ 7 heures par 4 mm de paroi : 15 mm demandent environ 26 heures.
h = (masse humide − masse sèche) / masse humide × 100
Le dénominateur est la masse humide. Les humidimètres portables donnent une tendance, pas une valeur de cahier des charges ou de réclamation.
L’entrepôt : là où se décide la résistance
- Garder les tubes couverts et surélevés du sol, idéalement entre 30 % et 50 % d’humidité relative.
- Faire tourner les stocks : un lot resté des semaines au-dessus de 55 % se mesure à l’étuve avant usage.
- Éviter de passer d’un local chaud à un local froid avec les tubes sous film : de la condensation se forme.
- En conteneur vers des climats humides : tubes secs au départ, emballage protégé, mesure à l’arrivée.
Questions fréquentes
Quelle humidité doit avoir un tube en carton ?
En général entre 6 % et 8 %. Sous 4–5 %, le papier devient cassant, car les liaisons entre fibres ont besoin d’un peu d’eau ; au-dessus de 9–10 %, la résistance chute vite. L’humidité de l’entrepôt du client compte plus que celle de fabrication : le tube se met en équilibre avec l’air en quelques jours.
Combien perd un tube en carton qui prend l’humidité ?
Selon les données du ROLL Lab pour un 3" à paroi de 13 mm, un point d’humidité en plus (de 7 % à 8 %) coûte environ 3,6 % de flat crush, 7,1 % de radial crush et 12,3 % de rigidité du diamètre intérieur. Le calculateur « Le tube qui transpire » montre l’effet pour votre humidité.
Les tubes en carton sont-ils imperméables ?
Non. Le carton est hygroscopique : il absorbe et rend de l’eau jusqu’à l’équilibre avec l’air. Des traitements et des papiers extérieurs hydrofuges ralentissent l’absorption, sans l’arrêter. Pour les milieux mouillés, on étudie un tube en plastique.
Comment stocker les tubes en carton ?
À l’abri, surélevés du sol, idéalement entre 30 % et 50 % d’humidité relative, avec rotation des stocks. Éviter les longs stockages au-dessus de 55 % d’humidité et les passages d’un local chaud à un local froid avec le tube sous film, qui peuvent créer de la condensation.
Pourquoi les mandrins flottent-ils l’hiver et s’écrasent-ils l’été ?
L’hiver, l’air extérieur froid, une fois chauffé à l’intérieur, a une humidité relative basse : le tube rend de l’eau, se rétracte et glisse hors de la bobine. L’été, l’air chaud et humide fait absorber de l’eau au tube, qui perd sa résistance radiale : le diamètre intérieur se referme et la bobine reste bloquée sur l’arbre.
Comment mesurer l’humidité d’un tube en carton ?
À l’étuve à 105 ± 2 °C jusqu’à masse constante (ISO 11093-3) : h = (masse humide − masse sèche) / masse humide × 100. Comptez environ 7 heures par 4 mm de paroi. Les humidimètres portables donnent une tendance, pas une valeur de cahier des charges.
Le transport en conteneur vers des pays humides abîme-t-il les tubes ?
Cela peut arriver si le voyage est long et que le conteneur passe du chaud au froid : l’humidité condense sur les parois et les tubes absorbent de l’eau. Un emballage sous film, des sachets dessiccants et des tubes secs au départ réduisent le risque ; à l’arrivée, mieux vaut mesurer l’humidité avant usage.
Sources
- ISO 11093-3 — Détermination de l’humidité par séchage à l’étuve
- UNI 10328-4:1994 — norme italienne équivalente (humidité, séchage à l’étuve)
- ISO 187 — atmosphère normale de conditionnement du papier et du carton
- Calcul ROLL Lab
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