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Simulation thermique numérique : un logiciel performant pour qualifier nos emballages

19 décembre 2016

Nos ingénieurs utilisent désormais un logiciel de simulation thermique numérique. Cet outil remplace en partie les nombreux et coûteux tests thermiques par un puissant outil de calcul qui leur permet de définir une conception d’emballage répondant précisément aux spécifications techniques attendues. Un cap important est ainsi franchi chez Sofrigam, avec de nombreux bénéfices clients à la clé.

Logiciel de simulation thermique numérique pour la conception d’emballages isothermes

Les tests thermiques pour les emballages réfrigérés : un mode opératoire et des logiciels qui évoluent

Tout développement d’emballage isotherme ou réfrigérant, que ce soit dans le cadre d’un lancement de produit ou d’une conception d’emballage sur-mesure, passe par une phase de simulation thermique. Réalisée par les ingénieurs du Bureau d’Etudes et en collaboration avec le laboratoire de tests climatiques Ater Métrologie, elle consiste à faire subir de nombreux tests thermiques à l’emballage tout au long de sa phase de conception.
Jusqu’alors, les ingénieurs du Bureau d’Etudes Sofrigam utilisaient un logiciel de bilan  thermique spécifique à Sofrigam pour déterminer les composants de l’emballage : nombre de gels eutectiques, type d’isolant thermique à utiliser, épaisseur de l’isolant, suremballage extérieur, etc.

Une fois la conception validée, les ingénieurs thermiciens réalisaient des tests de pré-validation, appelés tests de POC (Proof of Concept). Ce sont des tests thermiques qui consistent à soumettre l’emballage isotherme à un environnement qui reproduit les conditions réelles de transport. Ils permettent d’ajuster la conception afin qu’elle réponde aux spécifications techniques requises et qu’elle offre un bon compromis entre les contraintes techniques et l’optimisation de l’emballage isotherme en termes de poids, de volume utile, et de facilité de préparation et de chargement.

Test de qualification thermique d’un emballage à température contrôlée

Aujourd’hui, Sofrigam utilise un logiciel de pointe, mis en place par Thibault Pech, ingénieur au sein de la société :

« Smart CAE est un programme développé sur la base d'un modèle Mathematica adapté en particulier à la simulation d'emballages thermiques équipés de matériaux à changement de phase. La simplicité géométrique des éléments et l'adaptation des modèles physiques permettent de simuler l'évolution des températures au sein des emballages dans des laps de temps bien moindre qu'en ayant recours aux tests expérimentaux. Cela doit pouvoir permettre de diminuer certains temps de développement ou de répondre rapidement à des questionnement sur la robustesse d'une configuration face à de nouveaux profils par exemple, moyennant en amont une bonne connaissance de l'emballage et de ses caractéristiques ».


Des bénéfices clients considérables

1/ Réduire les coûts de développement des emballages

Faire appel à un logiciel de simulation va permettre de diminuer considérablement le nombre de tests thermiques auxquels est soumis l’emballage. Cela permet donc de réduire les coûts de développement de l'emballage d’une part (il n’y a pas besoin de fabriquer de prototype d’emballage), de gagner du temps, et de minimiser l’impact écologique des tests. En effet, les tests réalisés dans les chambres climatiques du laboratoire de métrologie engendrent des dépenses énergétiques importantes. Il faut savoir que les emballages peuvent être soumis à des conditions climatiques extrêmes au chaud comme au froid. Enfin, réduire le nombre de tests physiques permet de rendre notre partenaire Ater Métrologie plus disponible, par exemple pour effectuer des tests de qualification des emballages.


2/ Conception d’emballage sur-mesure : une réactivité accrue 



Nos équipes travaillent de plus en plus dans l’urgence. Les demandes en solutions d’emballages à température contrôlée sont de plus en plus complexes et les délais de réponse de plus en plus courts. Utiliser un outil de simulation thermique numérique permet à nos équipes d’être très réactives.

Jérémy Clerfeuille, Responsable du Bureau d’Etudes chez Sofrigam, nous explique :

« Prenons par exemple une conception d’emballage pour un profil de 120 heures. Il faut compter 2 semaines de délai pour la fabrication du prototype, la stabilisation des plaques eutectiques, la réalisation des tests thermiques et l’analyse des résultats. Avec le logiciel de simulation thermique numérique, nous avons tout cela en 30 minutes à 2 heures, sans avoir à fabriquer de prototype, et en ayant une simulation tout aussi fiable ».

3/ Préconisations thermiques et analyses : une réponse rapide et à la demande

Une telle réactivité va permettre aux experts thermiques Sofrigam de répondre à des demandes clients ponctuelles concernant des analyses et des préconisations thermiques pour leurs emballages. Par exemple :

  • Réduire les risques d’une expédition en simulant les performances d’un emballage avec des profils logistiques non prévus dans la qualification initiale afin de valider ou non une expédition

  • Analyser les causes d’une déviation de température grâce au Reverse Analysis, proposer des actions correctives et accompagner les équipes dans la mise en place de ces actions.

L’utilisation de Smart CAE génère donc un gain d’efficacité et de réactivité sur la conception d’emballages isothermes, et de fait un meilleur service à nos clients !

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