Carton (matériau)

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Feuille de carton et tranche d'une feuille de carton ondulé

Le terme carton désigne en général un papier rigide et plus épais que le papier ordinaire.

Si on se réfère au grammage, le passage du papier au carton se fait officiellement à 224 g/m² et 175 µm d'épaisseur, le carton se plaçant dans la gamme de grammage de 224 à 500 g/m².

Ses origines sont les mêmes que celles du papier mais on date la naissance du carton rigide en France à 1751 : c'est un élève de René-Antoine Ferchault de Réaumur qui l'aurait élaboré pour des applications bien précises comme les plats, les emboîtages de reliure et les cartes à jouer.

Il était en général obtenu par contrecollage de plusieurs couches de papier.
Les techniques ont évolué selon les qualités recherchées en aspect et en résistance.

Pour améliorer l'état de surface et le profil de certains cartons, on procède au calandrage qui consiste à passer le carton entre deux ou plusieurs rouleaux mis en pression.

La norme ISO 5651:1989 fixe les unités pour l'expression des propriétés mécaniques et optiques des cartons.

Usages du carton

Les usages actuels du carton restent principalement l'emballage, l'industrie de l'édition mais aussi toutes les industries de cartonnage où ses qualités d'isolant phonique, mécanique et électrique sont utilisées. Depuis l'origine, il est utilisé comme matériau support de réalisations artistiques dans l'emboîtage de luxe, la reliure, l'encadrement et même le maquettisme.

De nos jours, un nouvel usage du carton se démocratise : celui du mobilier. Depuis l'apparition du carton, cette technique était surtout le fait de designers et d'artistes (Cf. les chaises de Gehry, années 1970). Mais de plus en plus, elle est le fait d'individus non nécessairement spécialistes qui s'appellent eux-mêmes les cartonnistes (à ne pas confondre avec les cartonniers). Ils apprécient de pouvoir créer eux-mêmes leurs meubles, objets usuels ou objets d'art, le carton permettant toutes les fantaisies.

Intérêt du carton

Avantages

Comme matériau le carton se révèle :

• relativement économique à fabriquer et offrant une très large gamme en propriétés mécaniques et en qualité d'aspect quelles que soient ses dimensions ;
• léger et facile à travailler par découpage, pliage ;
• facile à imprimer (en offset par exemple) ;
• supportant différents types d'assemblage (agrafage, collage, pattes) ;
• facile et peu encombrant à stocker à plat ;
• adaptable à différentes contraintes par contre-collage (protection, imperméabilisation, contact alimentaire, etc.), vernissage ou pelliculage (brillance), dorure ou gaufrage (boîtage de luxe) ;
• apte à subir différents traitements ;
• aisé à manipuler ;
• assez facile à réparer ;
• recyclable et biodégradable.

Inconvénients

• ne peut s'adapter à toutes les formes ;
• non traité, il craint l'humidité et le feu aussi bien lors du stockage que de l'utilisation ;

Types de carton

Structure de carton ondulé à une (simple cannelure, double-face) ou deux (double cannelure, double-face ou "double-double") couches de cannelures

Carton ondulé utilisé par un designer pour fabriquer un fauteuil

Table en carton ondulé

Carton ondulé

Carton constitué par une ou plusieurs feuilles de papier cannelé collées sur une ou plusieurs feuilles de papier plan. Selon le nombre de feuilles : ondulé simple face (1 face lisse, 1 face ondulée, épaisseur de 0,4 à 4 mm), ondulé simple cannelure ou double face (2 faces lisses), ondulé double cannelure ou double-double face (épaisseur 7 mm) et ondulé triple cannelure (épaisseur 15 mm).

C'est en 1871 qu'il est utilisé pour la première fois aux États-Unis et en 1888 qu'une machine onduleuse anglaise est installée en France (SOFPO, Société Française de Papiers Ondulés). En 1914, la première machine française de fabrication de caisses en carton ondulé est construite.

Ce type de carton est caractérisé par un « coefficient d'ondulation » : longueur nécessaire en mètre de papier cannelé pour fabriquer un mètre linéaire de carton ondulé.

Il est très utilisé pour l'emballage ordinaire avec une face en papier imprimé (boîtage de produits blancs, de produits bruns...) et tous les emboîtages de transport et de stockage, même de grande dimension (container carton 3x1,5 m pour moto par exemple).

Son principal défaut est qu'un écrasement à plat lui fait perdre toutes ses qualités de rigidité.

Sa fabrication requiert un process assez lourd : une machine peut faire plus de 100m, sa largeur moyenne (laize) est de 2.5m, et elle utilise de l'eau sous pression (3-4 bars?) et à haute température (180°C) pour façonner le carton, la vitesse de production est couramment 200 m/min.

On fabrique actuellement huit types différents de cannelures, qui peuvent être combinées les unes avec les autres selon le résultat attendu. De la plus grande à la plus petite, on distingue :

• cannelure K ou D, appelée également cannelure géante, mesurant plus de 7 mm ;
• cannelure A, appelée également GC, mesurant en général plus de 4,5 mm ;
• cannelure C, appelée également MC, mesurant de 3,5 à 4,5 mm ;
• cannelure B, appelée également PC, de 2,5 à 3,5 mm ;
• cannelure E, appelée également micro-cannelure, de 2 à 1,5 mm ;
• cannelure F, dite Minimicro, environ 1,2 mm ;
• cannelure G ou N, dite Nano-cannelure, environ 0,8 mm ;
• cannelure O, environ 0,5 mm.

Ces cannelures peuvent être combinées, tout en restant parallèles entre elles, afin d'obtenir de meilleures caractéristiques de résistance mécanique et un meilleur état de surface (imprimabilité), par exemple : EB ou BC, on parle dans ce cas de carton double-cannelure ou "double-double". Il est possible d'associer de la sorte jusqu'à trois cannelures, voire quatre cannelures, on parle alors de carton triple ou quadruple-cannelure.

Dans le monde entier les emballages en carton ondulé et rigide sont conçus sur la base du Code international pour emballage carton. Ce code fut développé par la FEFCO et l’ESBO il y a plus de 40 ans. Il permet de décrire des emballages en carton par des modèles et symboles simples, internationalement compréhensibles, et pour être utilisé dans toutes les spécifications d’emballages, ainsi que dans les transactions commerciales. Code international FEFCO ESBO

Carton gris

Carton très souvent recyclé, neutre. Très solide, il est disponible en plusieurs épaisseurs, de 1 à 3 mm ; c'est le carton très utilisé pour le cartonnage amateur « tout venant » comme les emboîtages et plats de reliure. Il est disponible en plusieurs états de surface : gris, une ou deux faces blanches (blanc "nuageux"), une ou deux faces apprêtées pour l'impression ("blanc couché").

Carton bois

À base de pâte de bois. Très rigide et avec une surface lisse résistante à l'enfoncement, il est aussi disponible dans une gamme très large d'épaisseurs de 0,75 à 4 mm.

Cartons pliants

À base de cellulose et à pH neutre.

Ce sont les cartons utilisés pour l'emballage imprimé de produits courants comme les produits pharmaceutiques, des présentations originales et des cartons blancs de qualité utilisés pour le cartonnage artistique (encadrement par exemple) et des travaux d'imprimerie (couvertures d'ouvrages...).
Le carton bristol dense et fin (210 g/m²) peut rentrer dans cette catégorie.

Carton laminé

Cartons minces très rigides : un bon exemple de ce type de support sont les cartes à jouer.

Contrecollés

En fait un carton est souvent par nature un contrecollé :

• carton recouvert : recouvert sur une face de feuille d'aluminium et/ou de feuille de polyéthylène fine pour l'emballage de liquides alimentaires ;
• contrecollé couleur à âme blanche et contrecollé couleurs (encadrement...) ;
• carton plume : feuille de mousse polyuréthane rigide et épaisse (2 à 5 mm), collée entre deux feuilles de carton couché très mince (disponibles en feuilles de format 40x50 cm). Ce panneau se découpe facilement sans se déformer avec un outil du type cutter . Carton Plume est aussi une marque déposée par Canson.
• carte à gratter : carton blanc revêtu d'une surface vernie noire sur laquelle on grave avec une plume permettant les pleins et les déliés.

Carton bouilli

Le carton bouilli sert, par exemple, à la fabrication de valises ou de mallettes assez fragiles.

Choix des cartons

Selon l'utilisation prévue, il faut savoir sélectionner un carton qui ne doit être ni trop rigide, ni trop souple. Sa résistance à la pliure ne dépend pas de son épaisseur : un carton couché peut trop facilement craquer à la pliure et le sens des fibres du carton doit être pris en compte dans les travaux de façonnage.

Avant utilisation, un carton (comme une feuille de papier) ne doit pas trop « tuiler », trace d'un stockage défectueux.

Le sens des cannelures d'un carton ondulé est à prendre en compte lors de la conception du cartonnage : une pliure en travers est plus rigide qu'une pliure en long qui peut être un point de faiblesse mécanique.

Notes et références

Voir aussi

Liens externes

• (fr) Site de la Confédération française de l’industrie des papiers, cartons et cellulose (COPACEL)
• (fr) Organisation professionnelle « Emballage Ondulé de France » (ONDEF)
• Publications de la Fédération européenne des fabricants de carton ondulé

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