Brevet FR3153763A1 — publié le 20250411

L’invention a trait à un procédé de fabrication d’un pot alimentaire et une installation correspondante, le procédé comprenant les étapes consistant à : disposer, dans un moule présentant un fond et une paroi latérale, une banderole de papier (10) en regard de la paroi latérale (6) ; appliquer un jet d’air comprimé (42) entre la banderole de papier (10) et la paroi latérale ; puis thermoformer une feuille de matériau plastique dans le moule. Figure de l’abrégé : Figure 3 INSTALLATION ET PROCÉDÉ DE FABRICATION D’UN POT ALIMENTAIRE La présente divulgation relève du domaine des récipients alimentaires et de leur fabrication et en particulier des pots alimentaires pouvant contenir des produits liquides ou semi-liquides du type yaourt, lait, ou équivalents. Le procédé de fabrication généralement employé pour fabriquer des pots alimentaires consiste à mettre en forme une feuille de matière plastique (généralement en polystyrène) par un procédé de thermoformage. Plusieurs dizaines de pots sont ainsi formés en une opération. Une banderole présentant les informations commerciales et règlementaires pertinentes est disposée dans le moule avant thermoformage. Cette banderole présente une face pourvue d’une colle thermofusible qui adhère à la feuille de plastique lors du thermoformage. Après le thermoformage, les pots sont remplis et scellés par un film. Enfin, les pots sont découpés afin d’obtenir un groupe de pots au nombre souhaité, prêts pour leur empaquetage. Les défauts de positionnement de la banderole induisent une détérioration de la qualité esthétique du pot : la banderole pourra être disposée obliquement, elle pourra présenter un aspect ondulé ou elle pourra présenter des défauts d’adhérence au pot. Dans des cas extrêmes, l’intégrité du contenu pourra être menacée et le pot sera mis au rebut. Il existe donc un besoin d’améliorer la maîtrise du positionnement de la banderole dans le moule. Résumé La présente divulgation vient répondre à ce besoin. Il est proposé un procédé de fabrication d’un pot alimentaire comprenant les étapes consistant à : disposer, dans un moule présentant un fond et une paroi latérale, une banderole de papier en regard de la paroi latérale ; appliquer un jet d’air comprimé entre la banderole de papier et la paroi latérale ; puis thermoformer une feuille de matériau plastique dans le moule. Il est ainsi possible, par effet Venturi, de s’assurer que la banderole soit plaquée contre la paroi latérale du moule : l’effet Venturi est créé par le jet d’air comprimé et il ne disparaît qu’une fois la banderole plaquée contre la paroi latérale. Par conséquent, les défauts de positionnement de la banderole dans le moule sont minimisés et le produit final est rendu conforme aux attentes esthétiques et sanitaires. Selon un mode de réalisation, après l’étape « disposer », un espacement en croissant de lune se forme entre la banderole et la paroi latérale du moule, le jet d’air comprimé étant appliqué dans une zone médiane du croissant de lune. La banderole est plus longue que le périmètre de la cavité du moule. Ainsi, une fois enroulée sur elle-même, une des extrémités de la banderole, radialement interne, touche une surface interne de la banderole. Une portion de la banderole est poussée radialement vers l’extérieur contre la paroi latérale. Toutefois un point de détachement caractérise l’endroit où la banderole se détache de la paroi latérale. Entre l’extrémité interne et le point de détachement se forme, avec la paroi latérale, un espacement de forme sensiblement en croissant de lune. Il est entendu que le terme « croissant de lune » est à comprendre au sens large puisque, lorsque la paroi latérale n’est pas strictement cylindrique (par exemple lorsqu’elle est carronde), le côté radialement extérieur du croissant de lune ne décrit pas strictement un arc de cercle. Selon un mode de réalisation, le jet d’air comprimé est orienté sensiblement parallèlement à la paroi latérale du moule. Dans cette orientation, l’effet Venturi est maximisé pour un flux d’air donné. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, avant d’appliquer le jet d’air comprimé, une étape de mise en position d’une buse amovible de soufflage d’air comprimé dans une position de fonctionnement. Le fait d’utiliser une buse amovible permet de positionner le jet d’air à un endroit optimal sans se soucier de la position précise de la banderole dans le moule (et notamment de ses extrémités). Aussi, la buse peut être retirée vers une position de repos après avoir soufflé de l’air et avant l’étape de thermoformage. Cela permet d’adapter le système de soufflage d’air à des installations existantes : à l’inverse, lorsque la buse est fixe, il peut être nécessaire de modifier la matrice de thermoformage pour éviter les interférences mécaniques entre la buse et la matrice. Selon un mode de réalisation, la pression du jet d’air comprimé est comprise entre 0,5 et 6 bar. Cette plage de valeur est un compromis idéal : 0,5 bar suffisent à générer un effet Venturi mais au-delà de 6 bar, la banderole risque d’être endommagée, de se coincer dans une position inadéquate dans le moule, voire de sortir du moule. La pression peut être constante durant l’opération de placage de la banderole contre la paroi latérale du moule. Cette pression peut être choisie en fonction de l’écartement attendu ou détecté entre la banderole et la paroi latérale du moule. Alternativement, la pression peut varier selon une loi de variation donnée : par exemple, la pression peut être importante en début d’opération de placage puis elle peut diminuer. En effet, alors que la distance entre la banderole et la paroi latérale diminue, une pression moindre est nécessaire pour maintenir l’effet Venturi. Selon un mode de réalisation, le jet d’air comprimé est appliqué pendant une durée comprise entre 0.3 et 2 secondes. La durée d’application du jet d’air peut être prédéfinie en fonction d’une estimation du temps nécessaire pour plaquer la banderole sur la paroi latérale, pour une banderole donnée et un moule donné. Alternativement, la durée peut être ajustée dynamiquement, en lien avec un détecteur d’écartement de la banderole : une fois la banderole plaquée contre la paroi latérale, le jet d’air comprimé peut être interrompu. Le détecteur peut être un détecteur optique notamment. L’invention porte également sur une installation de fabrication de pots alimentaires configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’un des modes de réalisation évoqués ci-dessus, l’installation comprenant : un moule présentant un fond et une paroi latérale ; des moyens de soufflage d’air comprimé aptes à appliquer un jet d’air comprimé entre une banderole de papier disposée dans le moule et la paroi latérale ; et des moyens de thermoformage. Selon un mode de réalisation, les moyens de soufflage d’air comprimé comprennent une buse amovible qui peut être déplacée par des actionneurs entre une position de repos et une position de fonctionnement. Selon un mode de réalisation, l’installation comprend un détecteur identifiant la position d’un espacement entre la banderole et la paroi latérale du moule dessinant un croissant de lune, la position de fonctionnement étant une position médiane du croissant de lune. Le détecteur peut être un capteur optique qui permet, dans un référentiel donné, de localiser le croissant de lune (étendue angulaire et largeur radiale) afin d’en terminer la position médiane (par exemple dans un repère cylindrique) à laquelle la buse sera placée pour souffler de l’air. Selon un mode de réalisation, les moyens de soufflage d’air comprimé comprennent un orifice agencé dans le fond du moule, orifice depuis lequel est formé le jet d’air comprimé. Ainsi, en alternative ou en complément avec la buse, un jet d’air peut être soufflé à travers le fond du moule. L’orifice peut être au voisinage de la paroi latérale. Dans une variante, le fond dispose d’une pluralité d’orifices : ils seront soit simultanément activés pour souffler de l’air, soit, si un détecteur est prévu pour localiser le croissante de lune, seul un ou certains orifices situés dans le croissant de lune seront activés. Les différents aspects de l’invention permettent ainsi de bien plaquer la banderole contre la paroi latérale du moule et ainsi obtenir un meilleur contrôle du positionnement de la banderole dans le moule. Le produit final est par conséquent esthétiquement et sanitairement conforme aux attentes. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : FIG. 1 décrit un procédé de fabrication d’un pot alimentaire. FIG. 2 montre un défaut constaté dans le positionnement d’une banderole dans le moule. FIG. 3 représente une installation selon l’invention permettant de réaliser le procédé selon l’invention. FIG. 4 illustre une variante à la FIG. 3 . La FIG. 1 résume de façon très schématique trois étapes (a, b, c) de la fabrication d’un pot alimentaire. Dans une première étape (a), une feuille 1 de matière plastique est disposée sur un moule 2, la feuille 1 reposant sur une surface d’appui 3 du moule 2. La feuille 1 est généralement faite de polystyrène et présente une épaisseur comprises entre 0,80 et 1,20 mm. Elle peut être plus fine. Le moule 2 présente une série de renfoncements 4 dont un seul est visible sur la FIG. 1 . Le renfoncement 4 est délimité par une surface latérale 6 et un fond 8. L’exemple illustré montre un renfoncement avec une paroi latérale inclinée. La forme générale du renfoncement 4 peut être tronconique ou de section carronde. Une banderole 10 ou bande de papier, c’est-à-dire une feuille plus longue que large, et contenant des informations commerciales et/ou règlementaires est disposée dans le renfoncement 4 du moule 2, entourée sur elle-même pour former un manchon dans lequel le plastique va être thermoformé. Une étape de thermoformage (b) est ensuite effectuée, en appliquant un effort vertical à l’aide d’un poinçon 12. La feuille 1 est ainsi déformée pour épouser la forme du moule 2. Le poinçon 12 se déplace jusqu’à une position donnée, par exemple une position dans laquelle la feuille 11 vient au contact du fond 8 du renfoncement 4. Après le thermoformage (b), la feuille déformée 11 est remplie du produit liquide ou semi-liquide, découpée et fermée pour obtenir un pot 21 tel que représenté sur la FIG. 1 (c). Le pot 21 comprend une collerette 22 sur laquelle est scellé un opercule 23. Une cavité interne 24 renfermant le produit liquide ou semi-liquide est délimitée par une paroi latérale 26 ainsi qu’un fond 28. La banderole 10 peut être collée par une couche adhésive 30 autour de la face extérieure de la paroi latérale 26. La couche adhésive 30 peut être un film thermofusible appliqué sur la surface interne de la banderole. La FIG. 2 montre la position de la banderole 10 dans le moule dans une vue isométrique et dans une vue de dessus. Par simplification, la section du moule est représentée comme un cercle, de centre O. Les principes discutés ci-après sont naturellement applicables à tout type de section de moule. On observe que la banderole 10 prend une position naturelle d’équilibre mécanique une fois mise dans le moule. Un arc de cercle allant d’une extrémité A à un point C est plaqué contre la paroi latérale 6. Le point C est un point de détachement, c’est-à-dire un point à partir duquel la banderole 10 s’éloigne de la paroi latérale 6. L’arc de cercle allant de C à B, deuxième extrémité est ainsi à distance de la paroi latérale 6. L’extrémité B est au contact de la surface interne 10.1 de la banderole 10. La zone notée E matérialise une zone d’espacement entre la banderole 10 et la paroi latérale 6. La distance notée « e » correspond, dans cet espacement, à l’écartement le plus grand entre la banderole 10 et la paroi latérale 6. L’angle (noté α) résulte d’un équilibre mécanique et il peut valoir entre 30 et 180° selon la dimension du moule, et la longueur et l’épaisseur de la banderole. Le coefficient de frottement de la banderole sur elle-même ou sur la paroi latérale, ainsi que la forme du moule peuvent aussi jouer sur la forme de l’espacement E. Souvent, l’espacement E peut décrire un profil en croissant de lune L. Selon l’invention, un jet d’air comprimé est acheminé dans l’interstice entre la banderole 10 et la paroi latérale 6 pour repositionner la banderole contre la paroi par un effet Venturi. Le jet d’air comprimé peut être appliqué en un point médian D du croissant de lune L. Le point D peut être situé sur la bissectrice de l’angle α à équidistance de la paroi 6 et de la banderole 10. Comme un jet d’air comprimé n’est pas unidimensionnel, on comprendra qu’appliquer un jet d’air au point D signifie que le jet d’air est centré sur le point D. La FIG. 3 illustre schématiquement une installation permettant de mettre en œuvre le procédé de soufflage : une buse 40 peut projeter un jet d’air comprimé 42. Le jet d’air comprimé 42 peut s’écouler parallèlement à la paroi latérale 6. La buse peut être perpendiculaire à la surface d’appui 3 du moule. La section de sortie de la buse 40 peut être circulaire. Alternativement, la buse 40 peut avoir une section rectangulaire (une rainure), oblongue ou décrivant un arc de cercle, afin de souffler un jet d’air plus diffus dans l’espacement entre la banderole 10 et la paroi latérale 6 du moule. La buse 40 peut être fixe par rapport au moule. Elle peut se situer (position P1) au-dessus du moule à une distance comprise entre 1 et 5 cm, et/ou comprise entre 10% et 100% de la profondeur du renfoncement 4 du moule 2. La buse 40 peut s’étendre sensiblement perpendiculairement au fond 8, ou sensiblement parallèlement à la paroi latérale 6. Il convient de comprendre « sensiblement » comme une tolérance de +/-10°. Alternativement, la buse 40 peut être mobile. Pour cela, un actionneur 44 peut manipuler la buse entre une position de fonctionnement P1 et une position de repos P2. La position de repos P2 peut être plus éloignée du moule dans une direction verticale et/ou dans une direction radiale. Par exemple, la position de repos peut être décalée, loin du moule pour ne pas constituer une contrainte de conception pour le poinçon utilisé pour le thermoformage. L’installation peut également comporter un détecteur 46. Celui-ci peut être un détecteur optique, opérant dans un spectre visible ou infra-rouge. Le détecteur 46 comprend également des moyens de traitement d’image afin de déterminer la position de l’espacement E. Cette position peut être exprimée dans un repère lié au moule, par exemple en caractérisant les coordonnées dans un repère cylindrique des points B et C, ou en formalisant les équations définissant les courbes formant le croissant de lune L. La FIG. 4 illustre une variante à l’utilisation d’une buse 40 au-dessus du moule. Dans cette variante, un orifice 50 ou une pluralité d’orifices 50 est/sont agencé(s) sur le fond 8 du moule. Les orifices 50 sont alimentés en air comprimé en dessous du moule. Un jet d’air comprimé peut ainsi être soufflé depuis la partie inférieure du moule. La banderole 10 peut être positionnée intentionnellement de manière telle que l’espacement E se situe au-dessus de l’orifice 50 ou des orifices 50. Alternativement, les orifices 50 peuvent être disposés sur une couronne (360°) à la périphérie du fond 8. Les orifices 50 peuvent être tous actionnés simultanément. Alternativement, et par exemple en combinaison avec le détecteur 42, seuls les orifices 50 qui « voient » l’espacement E peuvent délivrer une pression d’air. Différentes sources d’air ou vannes peuvent être commandées à cet effet. La FIG. 4 montre également une variante où une fente 50 est agencée au fond du moule pour souffler l’air. La fente 50 peut être rectiligne, ou, comme dessiné, décrire un arc de cercle. La fente 50 peut être une alternative aux orifices 50, ou ceux-ci peuvent être combinés. Que ce soit la buse 40 de la FIG. 3 ou les orifices/la fente 50 de la FIG. 4 , la pression du jet d’air comprimé peut être comprise entre 0,5 et 6 bar. Lorsque la section de la buse 40 ou de la fente 50, ou lorsque le nombre d’orifices 50 (ou leur section) sont suffisamment grands, une pression faible (0,5 à 2 bar) peut suffire à générer l’effet Venturi. La pression peut être constante durant toute l’opération de placage de la banderole 10. Alternativement, la pression peut être variable : dans ce cas, elle peut décroître depuis une pression initiale vers une pression finale qui peut être inférieure à la moitié de la pression initiale. Les variations de pression peuvent être contrôlées en fonction de la largeur e du croissant de lune L, mesurée en temps réel par le détecteur 46. De la même manière, la durée de soufflage du jet d’air comprimé peut être prédéfinie et comprise entre 0,3 et 2 secondes, notamment en fonction des dimensions de la banderole et du moule mais aussi de la cadence de la machine. Alternativement, la durée de soufflage peut être régulée en fonction des données captées par le détecteur 46, de sorte à interrompre le jet d’air comprimé une fois la banderole plaquée contre la paroi latérale 6. L’invention a été décrite dans le cadre d’un pot à visée de contenant alimentaire pour liquides ou semi-liquides mais d’autres applications sont possibles, notamment pour contenir d’autres produits de la vie courante (café, céréales, détergents, produits cosmétiques ou (para)pharmaceutiques, etc.). Aussi, l’invention n’est pas limitée à des formes ou dimensions spécifiques et pourra aussi bien s’appliquer à des récipients de toutes tailles, notamment d’une hauteur ou d’une largeur comprise entre 1 cm et plusieurs dizaines de centimètres. Procédé de fabrication d’un pot alimentaire (21) comprenant les étapes consistant à : disposer, dans un moule (2) présentant un fond (8) et une paroi latérale (6), une banderole de papier (10) en regard de la paroi latérale (6) ; appliquer un jet d’air comprimé (42) entre la banderole de papier (10) et la paroi latérale (6) ; puis thermoformer une feuille de matériau plastique (1) dans le moule (2). Procédé selon la revendication 1, dans lequel après l’étape « disposer », un espacement (E) en croissant de lune (L) se forme entre la banderole (10) et la paroi latérale (6) du moule (2), le jet d’air comprimé (42) étant appliqué dans une zone médiane (C) du croissant de lune (L). Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le jet d’air comprimé (42) est orienté sensiblement parallèlement à la paroi latérale (6) du moule. Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant, avant d’appliquer le jet d’air comprimé (42), une étape de mise en position d’une buse (40) amovible de soufflage d’air comprimé dans une position de fonctionnement (P1). Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pression du jet d’air comprimé (42) est comprise entre 0,5 et 6 bar. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le jet d’air comprimé (42) est appliqué pendant une durée comprise entre 0.3 et 2 secondes. Installation (2, 12, 40, 44, 46, 50) de fabrication de pots alimentaires configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes, l’installation comprenant : un moule (2) présentant un fond (8) et une paroi latérale (6) ; des moyens (40, 50) de soufflage d’air comprimé aptes à appliquer un jet d’air comprimé (42) entre une banderole de papier (10) disposée dans le moule (2) et la paroi latérale (6) ; et des moyens (12) de thermoformage (12). Installation selon la revendication 7, dans laquelle les moyens de soufflage d’air comprimé (40, 50) comprennent une buse (40) amovible qui peut être déplacée par des actionneurs (44) entre une position de repos (P2) et une position de fonctionnement (P1). Installation selon la revendication 8, comprenant un détecteur (46) identifiant la position d’un espacement (E) entre la banderole (10) et la paroi latérale (6) du moule (2) dessinant un croissant de lune (L), la position de fonctionnement (P1) étant une position médiane (D) du croissant de lune (L). Installation selon la revendication 7, dans laquelle les moyens (40, 50) de soufflage d’air comprimé comprennent un orifice (50) agencé dans le fond (8) du moule (2), orifice (50) depuis lequel est formé le jet d’air comprimé (42).