Encartonneuse latérale ou verticale : laquelle choisir pour des lots multi-formats ?

En tant qu’ingénieur projet, vous êtes confronté à une complexité croissante : la diversification des formats (SKU) explose, les séries se raccourcissent et la pression sur la réactivité de la ligne de production n’a jamais été aussi forte. Dans ce contexte, l’automatisation du conditionnement secondaire n’est plus une option, mais une nécessité. Le choix de l’encartonneuse, pivot central de cette fin de ligne, devient alors critique. La discussion se cristallise souvent autour d’une dichotomie bien connue : faut-il opter pour une solution latérale ou verticale ?

L’adage populaire est simple : l’encartonnage vertical est idéal pour les produits instables comme les flacons ou les pots, tandis que le latéral est réservé aux produits stables et autoportants comme les boîtes de biscuits ou les savons. Cette vision, bien que correcte en surface, est aujourd’hui largement insuffisante pour un ingénieur cherchant à optimiser la flexibilité et la rentabilité. Elle occulte les coûts cachés, les subtilités de maintenance et, surtout, l’impact du changement de format sur le Taux de Rendement Synthétique (TRS) global.

Et si la véritable clé n’était pas la stabilité du produit, mais bien la philosophie de flexibilité de votre ligne ? La question fondamentale n’est plus seulement « mon produit peut-il être poussé ? », mais plutôt « quelle est la nature de ma complexité : la variété des formats ou la délicatesse du processus d’insertion ? ». Cet article vous propose une grille d’analyse technique pour dépasser les idées reçues et faire un choix éclairé, en examinant les coûts réels, les pièges de la maintenance, les secrets d’un changement de format rapide et les enjeux de l’intégration en fin de ligne.

Pour vous guider dans cette décision stratégique, nous allons décortiquer les facteurs clés qui influencent la performance et la rentabilité de votre investissement. Le sommaire ci-dessous détaille les points essentiels qui seront abordés pour équiper votre réflexion des meilleurs outils d’analyse.

Pourquoi l’encartonnage manuel coûte 3 fois plus cher dès 5000 unités/jour ?

La première question à se poser avant même de comparer les technologies est le seuil de rentabilité de l’automatisation. L’encartonnage manuel semble séduisant par son faible coût d’entrée, mais il cache des coûts opérationnels qui explosent avec les volumes. Pour une production atteignant 5000 unités par jour, l’équation devient rapidement défavorable. Il faut considérer le coût salarial de plusieurs opérateurs, la baisse de productivité liée à la fatigue, l’inconstance de la qualité et les risques élevés de troubles musculo-squelettiques (TMS), qui entraînent des coûts indirects importants (arrêts de travail, perte de savoir-faire).

À l’inverse, une encartonneuse automatique, bien que représentant un investissement initial conséquent, stabilise les coûts opérationnels. Une ligne complète peut atteindre 90 000 USD, mais elle est gérée par un ou deux opérateurs dont le rôle se limite à la surveillance et à l’approvisionnement. La cadence devient constante, prévisible et bien souvent supérieure. L’analyse comparative montre que le point de bascule où le coût par unité de l’automatisation devient inférieur à celui du manuel se situe souvent bien en deçà de ce que l’on imagine, surtout pour les productions en 2×8 ou 3×8.

Le tableau suivant, basé sur une analyse comparative des solutions d’encartonnage, met en lumière les différences fondamentales entre les deux approches. Il est crucial de noter que le « changement de format », bien qu’immédiat en manuel, devient un enjeu majeur en automatique, un point que nous aborderons plus loin.

Comment stocker vos découpes carton pour éviter les bourrages machine ?

Un aspect souvent négligé mais qui est une source majeure de micro-arrêts et de bourrages machine est la qualité et le conditionnement des découpes carton. Un carton qui a « pris l’humidité » ou qui est déformé est le cauchemar de toute encartonneuse automatique. Le magasin d’alimentation, qu’il soit vertical ou horizontal, est conçu pour des tolérances fines. Un carton gondolé, aux fibres ramollies par une hygrométrie excessive, ne sera pas prélevé correctement par les ventouses, provoquant des défauts de prise et des arrêts de ligne fréquents.

La solution réside dans un protocole de stockage rigoureux. Les palettes de découpes ne doivent pas être entreposées dans un hangar froid et humide pour être ensuite amenées directement sur la ligne dans un atelier chauffé. Cette différence de température et d’humidité va provoquer de la condensation et altérer les propriétés mécaniques du carton. La règle d’or est d’acclimater les découpes à l’environnement de production au moins 24 heures avant leur utilisation. Cette stabilisation hygrométrique garantit une rigidité constante et une performance optimale lors de la préhension et de la mise en volume.

L’illustration ci-dessus met en évidence l’importance de l’environnement de stockage. La texture du carton est directement impactée par l’humidité ambiante, ce qui influe sur sa capacité à être manipulé par un système automatisé. Un contrôle précis des conditions de stockage est donc un prérequis à une production fluide.

Colle Hot-melt ou ruban adhésif : quel système demande le moins d’entretien ?

Le choix du système de fermeture des étuis est une décision aux implications lourdes sur la maintenance et la consommation énergétique. Sur le papier, le ruban adhésif semble plus simple, mais en pratique, il est souvent source de problèmes. Les têtes d’encollage sont sensibles à l’encrassement par la poussière de carton et les résidus de colle, nécessitant un nettoyage fréquent. De plus, sa performance peut être compromise dans des environnements humides ou froids, où le risque de décollement est réel, entraînant des non-conformités coûteuses.

La colle thermofusible (hot-melt) offre une prise quasi instantanée et une fiabilité supérieure, notamment pour les cadences élevées. Le point de colle est précis, propre et génère un minimum de déchets. Cependant, son talon d’Achille est la maintenance préventive. Le système doit rester en chauffe permanente pour éviter que la colle ne se solidifie, ce qui représente une consommation énergétique continue. Le risque majeur est la carbonisation de la colle dans les buses si la température est mal régulée ou si la colle stagne trop longtemps. Une buse bouchée par un « bouchon de carbone » est un arrêt de ligne garanti et une opération de maintenance délicate.

En termes de coût total de possession (TCO), la colle hot-melt est souvent plus avantageuse pour les productions continues et à forte cadence, malgré une consommation énergétique plus élevée. La réduction des micro-arrêts et la fiabilité de la fermeture compensent l’effort de maintenance préventive. Pour des productions plus intermittentes ou à plus faible cadence, le ruban adhésif peut rester une alternative viable, à condition d’intégrer son nettoyage régulier dans les routines de l’opérateur. La décision dépend donc de votre profil de production et de la maturité de votre service de maintenance. Comme le confirment les analyses de spécialistes des lignes d’encaissage, la tendance de fond pour l’automatisation flexible est à la colle hot-melt.

Le réglage poussoir qui écrase 2% de vos produits à l’insertion

C’est le risque principal de l’encartonnage latéral : l’endommagement du produit lors de l’insertion. Un poussoir mal réglé, une vitesse excessive ou un produit légèrement mal positionné, et c’est l’écrasement. Une perte de 2% sur une production de masse n’est pas anecdotique, c’est une hémorragie financière. La clé pour éviter ce problème réside dans la cinématique du système d’insertion. Les machines d’entrée de gamme utilisent souvent des poussoirs mécaniques simples, avec une vitesse constante. Le réglage est limité et peu flexible.

Les encartonneuses modernes, en revanche, s’appuient sur des servo-moteurs. Cette technologie change tout. Elle permet de programmer des profils de vitesse complexes : une accélération douce au démarrage, une vitesse de croisière élevée, puis un ralentissement contrôlé en fin de course pour accompagner le produit sans le heurter. De plus, elles intègrent une sécurité de couple : si le moteur détecte une résistance anormale (un produit mal aligné), il s’arrête instantanément, sauvant le produit et la machine. C’est une assurance qualité inestimable.

Lors de l’évaluation d’une encartonneuse latérale, il est donc impératif de se concentrer sur la technologie du poussoir. Posez les bonnes questions au fournisseur :

• Le profil de vitesse du poussoir est-il programmable via l’IHM (Interface Homme-Machine) ?
• Le système est-il équipé d’une sécurité de couple ou d’une détection de surpression ?
• Le système d’insertion est-il motorisé par des servo-moteurs ?
• Existe-t-il un système de vision ou de détection pour vérifier le bon positionnement du produit avant l’insertion ?

Comment passer d’un étui A à B en moins de 15 minutes chrono ?

C’est le nerf de la guerre pour les lignes multi-formats. Une machine capable de produire à 120 étuis/minute ne sert à rien si elle est à l’arrêt pendant une heure pour un changement de format. Ce temps d’arrêt (downtime) détruit votre TRS. Sur les machines mécaniques d’entrée de gamme, il n’est pas rare de constater des temps de changement compris entre 40 minutes et 1 heure. Pour un ingénieur projet, l’objectif doit être de viser un changement de format complet en moins de 15 minutes, une approche directement inspirée de la méthode SMED (Single-Minute Exchange of Die).

Atteindre cet objectif n’est pas magique, c’est le résultat de choix technologiques précis. Les encartonneuses de pointe intègrent plusieurs innovations pour accélérer drastiquement ce processus. Premièrement, les indicateurs de position numériques remplacent les règles et les pieds à coulisse. Chaque point de réglage (guides, magasin, hauteur du poussoir) est équipé d’un compteur digital. Le changement de format se résume à suivre une « recette » affichée sur l’IHM, où chaque point de réglage a une valeur numérique cible. L’opérateur tourne une manivelle jusqu’à ce que le compteur affiche la bonne valeur. C’est simple, rapide et infaillible.

L’étape suivante est l’automatisation complète des réglages. Sur les machines les plus sophistiquées, la sélection du nouveau format sur l’IHM lance une séquence où des servo-moteurs déplacent automatiquement tous les points de réglage à leur position correcte. Le changement de format se fait en quelques minutes, sans intervention manuelle ou presque. D’autres aides, comme les pièces de format avec code couleur ou les systèmes de fixation rapide (sans outil), contribuent également à réduire ce temps précieux. Investir dans ces technologies est le levier le plus puissant pour maximiser la flexibilité et la rentabilité d’une ligne multi-formats.

Colle fugitive ou étiquette destructible : quel système résiste le mieux à l’humidité ?

Dans certains secteurs, comme l’agroalimentaire ou la cosmétique, la fermeture de l’étui doit être inviolable tout en tenant compte des contraintes environnementales, notamment l’humidité. Le choix se porte souvent entre deux systèmes : la colle fugitive (ou « peelable ») et l’étiquette de scellé destructible. La colle fugitive dépose un point de colle qui permet une ouverture facile sans déchirer le carton, mais qui peut être refermé. L’étiquette destructible, elle, se déchire à l’ouverture, fournissant une preuve d’effraction évidente.

Face à l’humidité, leur comportement diverge radicalement. Une étiquette destructible, si elle est en papier, est très vulnérable. La condensation (liée à la chaîne du froid) ou une forte humidité ambiante peut la ramollir, la décoller, voire la désintégrer, lui faisant perdre toute sa fonction de témoin d’inviolabilité. Des solutions avec des films plastiques existent mais sont plus coûteuses.

La colle fugitive présente un autre type de risque. Certaines formulations sont sensibles à l’humidité, qui peut agir comme un « réactivateur ». Au lieu de rester pelable, la colle peut créer une adhésion permanente et agressive avec le vernis de l’étui. Le consommateur qui essaie d’ouvrir le produit se retrouve à déchirer l’emballage, ce qui dégrade fortement l’expérience utilisateur. Le type de vernis sur l’étui joue également un rôle crucial : un vernis UV très fermé offrira une bonne barrière à l’humidité mais réduira l’accroche initiale de la colle. C’est un équilibre délicat à trouver en collaboration avec votre fournisseur d’étuis et de colle.

Comment gagner 10% de volume par palette grâce au croisement des couches ?

L’optimisation ne s’arrête pas à la sortie de l’encartonneuse. La manière dont les étuis sont disposés sur la palette a un impact direct sur les coûts de logistique et de stockage. Gagner ne serait-ce que 10% de volume par palette se traduit par des économies substantielles sur une année. La technique la plus fondamentale pour y parvenir est le croisement des couches. En alternant l’orientation des caisses ou des fardeaux d’une couche à l’autre, on crée un « verrouillage » mécanique qui stabilise la palette. Cela évite l’effondrement et permet souvent de monter des palettes plus hautes en toute sécurité.

Ce croisement permet également de mieux répartir les espaces vides. Un plan de palettisation optimisé ne laisse aucun « trou » au centre de la palette, maximisant ainsi la densité. Définir ce plan manuellement peut être complexe et chronophage, surtout avec une grande variété de formats de caisses. C’est là que les logiciels de palettisation entrent en jeu. Les palettiseurs modernes, qu’ils soient à couches ou robotisés, intègrent des IHM permettant de créer et de sauvegarder des plans de palettisation pour chaque SKU.

Comme le montre l’approche de certains concepteurs de machines, l’autonomie de l’opérateur est un facteur clé. Offrir une solution intégrée pour créer un nouveau plan de palettisation directement sur l’afficheur de la machine est un gain de flexibilité majeur. L’opérateur peut ainsi, en quelques minutes, configurer le schéma pour un nouveau format de caisse, tester sa stabilité virtuellement et le lancer en production. Cette capacité à optimiser chaque palette sans faire appel à un bureau d’études est un avantage concurrentiel non négligeable.

Robot de palettisation ou palettiseur à couches : lequel choisir pour des cadences élevées ?

En fin de ligne, le choix du système de palettisation est tout aussi stratégique que celui de l’encartonneuse. Pour des cadences élevées, deux technologies s’affrontent : le palettiseur cartésien traditionnel (dit « à couches ») et le robot polyarticulé. Le palettiseur à couches est un champion de la vitesse. Il prépare une couche complète de colis sur une plaque, puis la dépose en une seule fois sur la palette. Il peut dépasser les 10 cycles par minute, ce qui est idéal pour des lignes dédiées à de très gros volumes d’un même produit.

Cependant, sa flexibilité est limitée. Chaque format de caisse nécessite des réglages mécaniques spécifiques, et il est peu adapté à la gestion de plusieurs lignes en parallèle ou à des formats de colis très variés. C’est là que le robot de palettisation excelle. Sa principale qualité est une flexibilité quasi-totale. Programmé pour reconnaître différents formats, il peut prendre en charge plusieurs lignes de production simultanément, effectuer des tâches de co-packing (comme l’insertion d’intercalaires) et s’adapter à de nouveaux produits via une simple reprogrammation logicielle. Sa douceur de manipulation, grâce à des préhenseurs sur-mesure (à ventouses, à pinces), est également un atout pour les produits fragiles.

Le robot travaille 24/7 à cadence constante, sans fatigue ni erreur. Idéal pour les productions en série ou à forte variabilité.

– Robot Atelier, Guide de la palettisation robotisée

Si les palettiseurs à couches gardent l’avantage pour les cadences extrêmes, les robots modernes ont largement comblé leur retard et peuvent atteindre jusqu’à 1200 colis par heure. Pour un ingénieur projet qui conçoit une ligne multi-formats, l’investissement dans un robot est souvent plus pérenne, car il garantit une évolutivité que le système cartésien ne peut offrir. Le tableau ci-dessous, inspiré des données de spécialistes en robotique, résume ce dilemme.

Évaluer la solution d’encartonnage et de palettisation la plus adaptée à vos besoins spécifiques est l’étape suivante pour concrétiser votre projet d’automatisation et garantir sa rentabilité à long terme.