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Les normes des mandrins en carton, expliquées
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ISO 11093 : les essais des mandrins, partie par partie
| Partie | Titre | À quoi elle sert |
|---|---|---|
| 1 | Échantillonnage | combien de tubes prélever et où |
| 2 | Conditionnement des éprouvettes | amener les éprouvettes dans l’atmosphère d’essai, en général 23 °C et 50 % d’humidité relative (ISO 187) |
| 3 | Humidité par séchage à l’étuve | 105 ± 2 °C jusqu’à masse constante |
| 4 | Mesurage des dimensions | Ø intérieur, Ø extérieur, paroi, longueur |
| 5 | Rotation concentrique | excentricité du tube en rotation |
| 6 | Résistance à la flexion trois points | tubes longs sous bobines lourdes |
| 7 | Module de flexion trois points | rigidité, vitesse critique |
| 8 | Fréquence propre et module par analyse modale | vibrations à grande vitesse |
| 9 | Écrasement à plat (flat crush) | l’essai de résistance le plus courant |
L’ISO 11093-9 en détail
L’ISO 11093-9 en quatre lignes
- Presse étalonnée selon l’ISO 7500-1, force mesurée à ±1 %, plateaux parallèles à 2 pour mille près.
- Une éprouvette par tube, coupée à la scie circulaire à 90° ± 1° de l’axe, sans bavures ni déformation.
- Essai dans la même atmosphère que le conditionnement, jusqu’au premier maximum de la courbe force-déformation.
- Résultat en kN/m quel que soit le diamètre : X = y × 10 / 1 000 pour des éprouvettes de 100 mm.
La norme ne fixe pas la déformation à laquelle le pic est atteint : deux tubes au même flat crush peuvent céder à 3 % ou à 10 % de déformation. Pour des comparaisons sérieuses, demandez aussi la courbe ou la déformation au pic.
NF ISO en France, UNI 10328 en Italie
En France, l’AFNOR publie la série sous la référence NF ISO 11093 (par exemple NF ISO 11093-4 pour le mesurage des dimensions) : le contenu est celui de la norme internationale. L’Italie dispose en plus d’une série nationale, l’UNI 10328 (1994), qui couvre l’échantillonnage (partie 2), le conditionnement (3), l’humidité à l’étuve (4), les dimensions (5) et la résistance à la compression (7). La partie 7 définit la résistance comme la force par unité de longueur à la première rupture, avec une vitesse des plateaux de 50 ± 2,5 mm/min, ainsi que la déformation en pourcentage à la rupture. Elle se retrouve encore sur certaines fiches techniques.
Les méthodes CCTI : flat crush et radial crush
Le Composite Can and Tube Institute publie les méthodes utilisées aux États-Unis. T-108 est l’écrasement à plat. T-158 (2011) mesure le radial crush avec le tube dans une chambre remplie de billes d’acier de 1/8" sous pression croissante, en enregistrant aussi le rétrécissement du diamètre intérieur. T-159 utilise une chambre à air en caoutchouc et donne la pression maximale. Les deux méthodes ne sont pas interchangeables : un radial crush sans méthode n’est pas comparable.
Et le plastique ?
Pour les tubes en plastique, on utilise souvent l’ISO 9969 (rigidité annulaire des tubes en thermoplastiques) : on lit la force qui déforme le diamètre de 3 %, car le plastique n’a pas de pic de rupture. Vitesse d’essai : 2 mm/min jusqu’à Ø 100, 5 mm/min jusqu’à 200. Cette valeur n’est pas la même grandeur que le flat crush du carton : voir la comparaison.
Contact alimentaire : les règles pour le papier
Pour tous les matériaux s’applique le règlement (CE) 1935/2004 : ils ne doivent pas céder de substances aux aliments en quantités dangereuses. Ils doivent être fabriqués selon les bonnes pratiques de fabrication exigées par le règlement (CE) 2023/2006. Pour le papier, il n’existe pas encore de règlement européen spécifique : ce sont les règles nationales qui s’appliquent.
En Italie, c’est le DM du 21 mars 1973. Pour le contact direct, il fixe la composition : avec des aliments secs, au moins 60 % de fibres, au plus 25 % de charges et 15 % de substances auxiliaires ; avec des aliments humides ou gras, au moins 75 % de fibres, au plus 10 % de charges et 15 % d’auxiliaires. En France, renseignez-vous sur les règles nationales applicables au papier-carton. Le plus souvent, pourtant, le tube touche le film et non l’aliment. Demandez quand même la déclaration de conformité et vérifiez avec le client si le film fait barrière.
Comment lire une fiche technique
- La valeur de résistance a-t-elle une norme et une unité ? (ISO 11093-9 en kN/m ou N/100 mm ; radial en bar avec T-158 ou T-159)
- À quelle humidité a-t-elle été mesurée ?
- Est-ce une valeur moyenne ou un minimum garanti ?
- La tolérance du Ø intérieur suit-elle l’ISO 13542 ?
- Y a-t-il une déclaration pour le contact alimentaire, si besoin, et une déclaration PPWR ?
Questions fréquentes
Qu’est-ce que l’ISO 11093 et quelles sont ses parties ?
C’est la série de normes « Papier et carton — Essais des mandrins » : 1 échantillonnage, 2 conditionnement, 3 humidité à l’étuve, 4 mesurage des dimensions, 5 rotation concentrique, 6 résistance à la flexion, 7 module de flexion, 8 fréquence propre, 9 écrasement à plat.
Comment se déroule l’essai ISO 11093-9 ?
On découpe une éprouvette de 100 mm (300 mm au-delà de 300 mm de diamètre intérieur) à au moins 100 mm des extrémités, on la conditionne et on l’écrase entre plateaux parallèles à 50–65 mm/min jusqu’au premier maximum. Résultat : X = force en N × 10 / 1 000, en kN/m.
Qu’est-ce que la méthode CCTI T-108 ?
C’est la méthode américaine du Composite Can and Tube Institute pour l’écrasement à plat, équivalente sur le fond à l’ISO 11093-9. Le CCTI publie aussi les méthodes T-158 et T-159 pour le radial crush.
Les essais des tubes sont-ils les mêmes que ceux du carton ondulé ?
Non. FCT, ECT et BCT (ISO 3035, 3037, 12048) concernent le carton ondulé et les caisses. Les tubes spiralés s’essaient selon la série ISO 11093 et les méthodes CCTI. Les confondre est une erreur fréquente, même dans les résultats de recherche.
Faut-il un certificat pour des tubes en contact avec des aliments ou des médicaments ?
Si le tube est en contact direct ou indirect avec des aliments, on demande une déclaration de conformité pour les matériaux au contact des denrées (règlement CE 1935/2004 et bonnes pratiques de fabrication). Le risque à évaluer, ce sont les substances ajoutées non intentionnellement (NIAS), plus probables avec des matières recyclées.
Sources
- ISO 11093-1…-9, Papier et carton — Essais des mandrins (ISO/TC 6)
- ISO 13542:2006
- UNI 10328 parties 2, 3, 4, 5, 7 (1994), série italienne équivalente
- CCTI Standard Testing Procedures T-108, T-158 (mars 2011), T-159 — Composite Can and Tube Institute
- ISO 9969:2007 — Tubes en thermoplastiques, détermination de la rigidité annulaire
- Règlement (CE) 1935/2004 sur les matériaux au contact des denrées alimentaires
- Règlement (CE) 2023/2006 sur les bonnes pratiques de fabrication
- Italie : DM du 21 mars 1973, art. 27 (papiers et cartons au contact des aliments)
- ISO 187 — atmosphère normale de conditionnement du papier et du carton
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