Optimisation de la stabilité de charge au cours d'un transport à partir de l'étude du comportement viscoélastique des matériaux polymères destinés au banderolage

Investigation of viscoelastic behaviors of wrapping polymer materials for the optimization of load stability during transportation

• Auteur / Autrice : Elora Leguebe
• Direction : Damien Erre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : SI - Sciences de l’Ingénieur
• Date : Soutenance le 19/12/2023
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques Physique Sciences du Numérique et de l'Ingénieur (Reims ; 2018-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Thermique, Mécanique, Matériaux (ITheMM) - EA 7548
• Jury : Président / Présidente : Vanessa Fierro
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Damien Erre, Abdesselam Dahoun, Raphaël Dupuis, Marie Le Baillif
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abdesselam Dahoun, Raphaël Dupuis
• DOI : 10.70675/fe4b5031z000az45f1za5a3zd7087bf639de

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matières plastiques dans l'emballage

Matériaux d'emballage

Emballage

Transport

Transport de marchandises

Protection

Stabilité

Polyéthylène

Développement durable

Écoconception

Anisotropie

Matériaux

Matières plastiques

Propriétés mécaniques

Fatigue des matériaux

Mots clés libres

Film étirable

Banderolage

Stabilité de charge

Transport

Stretch film

Wrapping

Load stability

Transport

Résumé

De nos jours, la protection des produits pendant le transport est devenue essentielle étant donné l'augmentation drastique de l'import-export. Par conséquent, le banderolage, utilisé pour stabiliser et protéger les palettes de marchandises, est fondamental. Le matériau le plus couramment utilisé pour les films de banderolage est le polyéthylène linéaire basse densité (PE-BDL). Cependant, l'écologie est devenue un enjeu majeur pour le monde. L'éco-conception du film est souhaitée pour une moindre masse de plastique sur la palette, tout en préservant la stabilité de la charge. Ce travail de thèse concerne donc l'optimisation de la stabilité de charge en fonction des propriétés des matériaux de banderolage et des sollicitations mécaniques du transport en vue de réduire la quantité de plastique utilisée. Des films manuels et mécaniques ont été analysés. L'anisotropie des matériaux a été étudiée. La caractérisation du matériau basée sur des tests mécaniques (traction, relaxation, hystérésis et fluage en fatigue) et morphologiques avec une analyse DSC, IR et DRX. La caractérisation du banderolage et l’importance de ses paramètres ont également été analysés. L'effet de la vitesse de banderolage, de la fatigue du matériau et de l’accélération subie lors du transport, ont été des facteurs influents sur les propriétés du film. La morphologie s'est avérée affectée par le processus de banderolage, montrant des changements dans la cristallinité. L’étude montre l'importance des paramètres de banderolage et des contraintes du transport sur la morphologie du film étirable sur la palette et donc sur la stabilité de la charge.

Nowadays, protecting products during transportation has become essential as import-export increased drastically. Therefore, the wrapping used to stabilize and protect pallets of goods is fundamental. The most commonly used material for wrapping films is linear low density polyethylene (LLDPE). However, ecology has become a major issue for the world. The eco-design of the film is desired for a lower mass of plastic on the pallet, while preserving the stability of the load. Therefore this thesis work concerns the optimization of load stability according to the properties of the wrapping materials and the mechanical stresses of transport in order to reduce the weight of plastic used. Manual and mechanical films were analyzed. The anisotropy of materials was studied. The characterization of the material was performed through mechanical tests (traction, relaxation, hysteresis and fatigue creep) and morphological tests with DSC, IR and XRD analysis. The characterization of the wrapping and the importance of its parameters were also investigated. The effect of wrapping speed, LLDPE fatigue and acceleration experienced during transport were found to affect significantly the film properties. Films morphology was found to be affected by the wrapping process, showing changes in crystallinity. The study showed the importance of wrapping parameters and transport constraints on the morphology of the stretch film on the pallet and therefore on the stability of the load.