Une vibration est le mouvement alternatif d’un corps autour de sa position d’équilibre. Ces vibrations sont utiles lors des tests de vibration.
D’autres notions sont liées à la Vibration :
- L'amplitude d'une vibration quantifie son niveau. La valeur de l’amplitude est exprimée : valeur efficace, moyenne, crête ou de crête à crête. Elle peut etre exprimée en mm.
- Le facteur de crête est le rapport entre la valeur crête et la valeur efficace d’un signal. Dans le cas d’un signal sinusoïdal, le facteur de crête est égal à √2.
- La Densité spectrale de puissance (DSP ou PSD), son unité de mesure est le g2/Hz, et quantifie la puissance d’un signal aléatoire dans une bande de fréquence. La PSD est obtenue en calculant le rapport entre le carré de l’accélération efficace et la largeur de la bande de fréquence. Les PSD sont utilisées lors des essais de vibration dans les tests ASTM, ISTA, ISO.
- L’harmonique est la multiple de la fréquence fondamentale d’un signal périodique.
- L’octave est l’intervalle compris entre deux fréquences dont le rapport est de 2.
- La force requise pour un essai de vibration correspond au produit de la masse totale mobile (échantillon, fixation,…) par l’accélération maximale requise.
- RMS (Root Mean Square) signifie racine carrée de la moyenne du carré. Celle -ci permet de calculer la valeur efficace d’un signal. Lors d’un essai de vibration, nous parlons de G rms (Grms).
- La résonance est la réponse maximale d’un système à une excitation constante.
- L’anti-résonnace se manifeste lorsque la réponse d’un système est au minimum à excitation constante.
- La vitesse s’exprime en mètres par seconde ou en millimètres par seconde. La vitesse vibratoire est la dérivée du déplacement.
- L’accélération est la dérivée de la vitesse vibratoire. Les unités d’accélération sont en m/s2 ou en g (1 g = 9,81 m/s2).
- Un signal périodique se répète identiquement à lui-même et ses valeurs peuvent être prévues à l’avance. C’est le cas par exemple d’un signal sinusoïdal d'une vibration mécanique sinusoidale.
- Les décibels (dB) permettent d’évaluer l’augmentation ou la diminution de l’amplitude d’un signal à partir d’un rapport logarithmique.
- Une sous-harmonique est la composante de fréquence sous-multiple de la fréquence fondamentale d’un signal périodique.
Dans l'industrie du packaging, comprendre les vibrations est impératif pour garantir la protection des produits pendant le transport et le stockage. Les vibrations peuvent causer des dommages directs aux produits ou affecter la stabilité et l'intégrité des emballages. Analyser les différents types de vibrations, leurs causes et leurs effets aide à concevoir des solutions d'emballage plus résilientes et sécurisées.
Types de vibrations dans les emballages
1. Vibrations Transitoires, secousses : Celles-ci incluent les chocs et les impacts subis pendant le transport, comme lors du chargement ou du déchargement des marchandises.
2. Vibrations Aléatoires : Représentent les vibrations dues à des conditions de route variées, des turbulences aériennes ou des mouvements maritimes. Elles sont imprévisibles et peuvent varier en amplitude et en fréquence.
3. Vibrations Sinusoïdales : Sont typiquement générées par des équipements rotatifs ou vibrants lors du transport. Elles ont une fréquence et une amplitude spécifiques et sont plus prévisibles.
Causes des vibrations
- Transport et manutention : Le mode de transport (routier, aérien, maritime) et la qualité de la manutention peuvent introduire différents niveaux de vibrations.
- Conception de l'emballage : Une conception inadéquate peut rendre les emballages plus susceptibles aux effets néfastes des vibrations.
- Conditions environnementales : Variations de température, humidité et pression atmosphérique peuvent affecter la résistance des matériaux d'emballage et aggraver les effets des vibrations.
Effets des vibrations sur les emballages
- Dommages physiques : Bris, déformations, ou détérioration du produit et de l'emballage.
- Détachement, abrasion des étiquettes : Peut causer la perte d'informations cruciales sur le produit.
- Altération de la qualité : Pour les produits sensibles comme les composants électroniques, les DM, les médicaments, les produits de luxe, vin et spiritueux ou les produits alimentaires, les vibrations peuvent altérer la qualité.
Stratégies de mitigation des vibrations
- Tests de Simulation : Effectuer des tests de vibration en laboratoire pour simuler les conditions de transport et adapter les conceptions d'emballage en conséquence.
- Matériaux absorbant les chocs et vibration : Utiliser des matériaux d'emballage qui peuvent absorber ou atténuer les vibrations, comme le polystyrène expansé ou la mousse polyuréthane.
- Conception structurale : Renforcer la structure des emballages pour résister aux vibrations sans compromettre la protection du produit.
Pour résumer
Les vibrations représentent un défi significatif dans la conception et la sélection des solutions d'emballage. En comprenant les types de vibrations, leurs causes, et leurs effets, les concepteurs et les ingénieurs peuvent développer des emballages plus robustes et sécurisés, assurant ainsi une meilleure protection des produits tout au long de la chaîne logistique. La clé réside dans l'anticipation des conditions de transport et l'utilisation stratégique de matériaux et de conceptions adaptées pour atténuer les effets néfastes des vibrations.