Réduire les émissions de CO₂ grâce à une application optimisée de la colle

author Rolf Gräser, Industry Manager Packaging
Les mesures visant à améliorer la durabilité des processus de production sont souvent considérées comme coûteuses. Or, dans le domaine de l’application industrielle de colle, une optimisation ciblée de la consommation de colle offre des avantages tant écologiques qu’économiques. Dans l’industrie de l’emballage notamment, cela permet de réduire les émissions de CO₂ tout en diminuant les coûts de production. Nous vous expliquons comment y parvenir.

Pictogramme représentant la réduction des émissions de CO₂, tête d'application par point de colle à chaud Volta, gaine chauffante Performa, fondoir Vision : la meilleure solution de Robatech pour une application durable de colle.

Où se situe la plus grande empreinte carbone dans l'application de colle ? 

Un examen approfondi de l'empreinte carbone d'un système d'application de colle d'une capacité de fusion pouvant atteindre 8 kg/h montre que la phase d'utilisation est celle qui contribue le plus à l'impact climatique. Sur un cycle de vie de 10 ans, le débit de colle thermofusible génère 429 t d'équivalent CO₂, suivi par la consommation d'électricité avec 13,7 t d'équivalent CO₂. Sans la phase d'utilisation, l'impact climatique d'un système d'application de colle ne s'élève qu'à 1,55 t d'équivalent CO₂.

Graphique illustrant l'impact climatique d'un système d'application de colle sur l'ensemble de son cycle de vie.

Par conséquent, environ 99 % des émissions de CO₂ liées à l’application industrielle de colle proviennent de la fabrication et de la fusion de la colle. Le principal levier direct pour réduire les émissions de CO₂ réside donc dans une application économe de la colle. C’est notamment dans l’industrie de  l’emballage, qui utilise principalement l’application par cordon, que l’optimisation des quantités de colle appliquées permet de réduire considérablement les émissions de scope 3.

De quelle quantité de colle avez-vous réellement besoin ?

Pour garantir un collage sûr, il faut appliquer une quantité suffisante de colle au bon endroit. Mais que signifie « suffisante » ? Une plus grande quantité de colle ne signifie pas automatiquement une meilleure adhérence. Pour vérifier l'adhérence, on peut se baser sur la force de déchirement transversal. Celle-ci décrit la force nécessaire pour déchirer ou séparer un assemblage collé ou un matériau perpendiculairement au sens de contrainte prévu. Cela permet de répondre de manière fiable aux questions suivantes :

  • si la sécurité de fonctionnement est préservée malgré l’économie de matériau, 

  • si la résistance du joint est suffisante pour supporter les contraintes liées au transport et à la manutention. 

Des essais montrent que les cordons plus courts ou les applications ponctuelles nécessitent une force de déchirement plus importante que les cordons plus longs. C’est précisément là qu’intervient le «-Stitching » (point de colle): au lieu d’appliquer la colle sous forme d’un long cordon, l’application est divisée en petits cordons ou en points. Cela permet de réduire la quantité de colle tout en garantissant la fiabilité du collage. 
 

Quelle quantité de colle permet d’économiser le «-Stitching » ? 

L'exemple pratique suivant montre comment l'optimisation de l'application de la colle a un effet positif sur la consommation de colle.

Sur une machine de fermeture de cartons ayant un débit de 40 cartons par minute, les deux têtes d'application pneumatiques utilisées pour le collage des rabats du couvercle ont été remplacées par des têtes d'application électriques. Cette mesure était nécessaire, car l'application de nombreux petits cordons ou points exigeait une fréquence de commutation élevée ainsi qu'un grand nombre de cycles de fonctionnement.

Tableau comparatif des paramètres suivants : type de tête d'application, buse d'application, tuyau chauffant, appareil de fusion, pression de la pompe, consommation de colle, avant et après l'optimisation du système d'application de colle.

Collage de languettes en carton : réduction de la consommation de colle grâce au « stitching » et à l'optimisation du processus qui en a découlé

À l’origine, 18 g de colle étaient appliqués par carton. L’introduction du «-stitching » a permis de réaliser une économie de colle de 8,2 g. L’optimisation ultérieure du processus d’application a entraîné une économie supplémentaire de 2,6 g par carton. Il en résulte une économie de colle de 60 %.

 

Les économies en un coup d’œil

 Sur une année d'exploitation, l'optimisation de l'application de colle présente des avantages à plusieurs niveaux. L'exemple de la fermeuse de cartons mentionné ci-dessus montre que la réduction de la quantité de colle appliquée diminue considérablement les émissions de CO₂ et les coûts liés à la colle. L'utilisation de têtes d'application électriques permet de réaliser des économies supplémentaires en matière d'entretien et de pièces de rechange. Celles-ci fonctionnent sans air comprimé et ne nécessitent donc ni joint dynamique ni électrovanne. De plus, la durée de vie de Volta, la tête de collage thermofusible de notre exemple, peut atteindre deux milliards de cycles de fonctionnement. Bien que la fréquence de commutation soit jusqu’à quatre fois supérieure avec la technique de « stitching » (point de colle) par rapport à l’application en cordon avec une tête de pulvérisation pneumatique, la durée de vie est, selon le modèle pneumatique de référence, de dix à quarante fois plus longue. En résumé, les économies réalisées sont les suivantes :

  • Réduction des émissions de CO₂ : 24,42 t par an
  • Économie sur les coûts d'adhésif : 12 285 euros par an pour l'encollage du couvercle et du fond
  • Économies sur la maintenance et les pièces de rechange : 4 040 euros par an
  • Retour sur investissement (ROI) : 9,4 mois

  Moins de CO₂, des coûts réduits, un collage fiable

L'utilisation d'une tête d'application électrique dotée d'une fonction de
« stitching », ainsi que l'optimisation ciblée du processus d'application, réduisent directement les émissions de CO₂. La réduction de la quantité de colle appliquée permet de diminuer les coûts de production tout en renforçant la sécurité du collage. Dans le domaine de l’application industrielle de colle, la durabilité n’est donc pas un facteur de coût, mais un levier d’efficacité offrant un avantage économique mesurable.

Vous souhaitez savoir comment améliorer concrètement vos indicateurs en matière d’émissions de CO₂ et de consommation de colle ? Nous nous ferons un plaisir d’analyser votre processus d’application de colle et, si nécessaire, de calculer votre retour sur investissement.

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Rolf Gräser, Industry Manager Packaging

Rolf Gräser travaille depuis 30 ans dans le secteur de l’emballage. En tant que Industry Manager Packaging chez Robatech à Muri, en Suisse, il met à profit son savoir-faire approfondi pour faire intégrer les besoins écologiques et économiques du marché dans le développement de nouveaux systèmes et composants d’application de la colle.

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