Mandrins plastiques pour bobines : le guide technique

Qu’est-ce qu’un mandrin plastique ?

Le mandrin est le cœur de la bobine. On enroule dessus du film, du papier, de l’aluminium, du textile, du non-tissé, du géotextile ou du ruban adhésif. À l’intérieur passe l’arbre de la machine qui enroule ou déroule. Un mandrin plastique est un tube extrudé, plus rarement injecté, en thermoplastique rigide : PVC rigide, polypropylène (PP), polyéthylène haute densité (PEHD), parfois ABS ou polystyrène (PS).

Dans les devis, le même objet porte plusieurs noms : tubes plastiques pour bobines, bagues ou bobineaux quand le diamètre est petit (rouleaux de papier thermique pour caisses enregistreuses et terminaux de paiement, étiquettes), mandrins sur mesure quand le diamètre, la paroi et la longueur suivent le plan du client. Les petits mandrins très précis sont aussi injectés ; ceux pour films, textiles et géosynthétiques sont presque toujours extrudés.

Le procédé est simple. Les granulés ou le broyé fondent dans une extrudeuse, passent dans une filière annulaire, sont calibrés sur le diamètre extérieur, refroidis en bac puis coupés à longueur. On obtient un tube à paroi homogène, sans couches ni colle. Cette homogénéité explique presque tout le comportement du mandrin plastique : il ne se délamine pas, n’absorbe pas l’eau, se lave. Mais c’est aussi un matériau qui flue sous charge et qui perd de la rigidité à la chaleur.

Face au carton, les mandrins plastiques restent un marché de niche. Dans la grande majorité des bobines industrielles, le mandrin reste en carton spiralé : il coûte moins cher, pèse moins et se recycle avec le papier. Le plastique s’impose là où le carton souffre : boucles de retour, ateliers propres, humidité, longs transports.

Mandrin, tube ou noyau : de quoi parle-t-on ?

En atelier, trois mots désignent le même objet : mandrin, tube et, plus rarement, noyau. Dans ce guide, ce sont des synonymes : ils désignent toujours le tube sur lequel on enroule la matière. En français, le mot « mandrin » seul est ambigu. Trois confusions reviennent souvent :

• Arbre expansible : c’est l’organe de la machine qui entre dans le mandrin et le bloque. Beaucoup l’appellent « mandrin expansible » ou « mandrin pneumatique », mais il reste sur la machine.
• Tube d’expédition : les tubes plastiques pour envoyer des plans ou des échantillons sont un autre produit, avec d’autres règles.
• Dérouleur de film étirable : la poignée à main pour filmer les palettes, souvent vendue comme « mandrin ». Ce n’est pas le mandrin de la bobine, même s’il est souvent vendu avec.

On retrouve ces ambiguïtés dans les autres langues : anima en italien, core en anglais, mandril en espagnol, Wickelhülse en allemand.

Trois raisons de choisir le plastique

1. Réemploi : le mandrin revient et repart

Après une bobine, un mandrin en carton a en général le diamètre intérieur marqué, des extrémités abîmées et un peu plus d’humidité. On peut le réutiliser, avec prudence. Un mandrin plastique, si le retour est organisé, fait de nombreuses rotations. Le cas publié le mieux documenté que nous ayons trouvé atteint 50 réemplois en essai, avec un mandrin qui coûtait environ 4 fois le carton. La documentation technique Fiaptech (entreprise ayant des liens capitalistiques avec ROLL) indique, d’après l’expérience des clients, des cycles minimaux allant de plus de 3 (PEHD vierge) à plus de 35 (PVC vierge). Ce sont des minimums, pas des limites. Comment organiser le réemploi et quand il est rentable.

2. Hygiène : ni fibres ni poussière

Le carton lâche des fibres à la coupe et au frottement. Dans un atelier de film alimentaire, pharmaceutique ou médical, ou dans une salle blanche pour l’électronique, ces fibres sont des contaminants. Le plastique a une surface fermée et lisse : il ne lâche pas de fibres, se lave, se désinfecte et ne moisit pas. Hygiène, contact alimentaire et salles blanches.

3. Humidité : ni gonflement ni affaissement

Le carton est hygroscopique : il suit l’humidité de l’air, gonfle et perd de la résistance radiale. Le plastique n’absorbe pas d’eau de façon notable. Pour des bobines stockées dehors, des ateliers humides, des films agricoles ou des conteneurs vers les pays tropicaux, c’est le choix le plus sûr. Humidité, extérieur, UV et froid.

Une quatrième raison s’ajoute, moins citée : la charge maximale. Un plastique écrasé ne casse pas d’un coup comme le carton : il s’ovalise et continue de porter la charge. D’après la documentation technique Fiaptech, à dimension égale, la charge maximale d’un mandrin plastique va d’environ 2,2 à 3,5 fois celle d’un mandrin en carton.

Les limites à connaître avant de changer

Un guide honnête doit aussi dire où le plastique perd.

• Prix : à dimension égale, un mandrin plastique coûte de 2 à 5 fois un mandrin en carton. Il n’est rentable que s’il revient ou si le carton échoue dans ce cas précis.
• Poids : le PVC pèse environ 1,8 fois le carton à dimension égale ; le PP et le PEHD environ 1,1 à 1,2 fois (documentation technique Fiaptech). Cela pèse sur le transport et la manutention manuelle.
• Chaleur : les plastiques perdent de la rigidité avec la température. D’après la documentation technique Fiaptech, à 50 °C un mandrin en PVC vierge perd environ 20 % de la résistance mesurée à 25 °C, un mandrin en PVC recyclé environ 30 %.
• Fluage : sous charge constante, le plastique flue lentement et le diamètre intérieur se referme avec le temps. L’essai de quelques minutes ne le montre pas. Résistance et fluage expliqués.
• Fin de vie : en Europe, en 2024, on a recyclé 42,4 % des emballages en plastique contre 85,3 % des emballages en papier-carton (Eurostat, valeurs estimées). Un mandrin plastique ne se recycle bien que si le polymère est collecté à part.
• Réglementation : à partir de 2030, un mandrin plastique qui est un emballage devra contenir une part minimale de plastique recyclé post-consommation (PPWR, art. 7).

Les matériaux en bref

Quatre familles couvrent presque tout le marché européen. Chacune a un point fort et un point faible.

Source des masses volumiques : valeurs typiques de la littérature pour les polymères de base ; les compounds réels peuvent sortir de ces plages. La comparaison complète des matériaux, avec températures et modules.

Utilisez le calculateur ci-dessous ou ouvrez le test pour choisir entre PVC, PP et PEHD en pleine page, avec méthode et sources.

Dimensions et finitions

Les diamètres intérieurs les plus courants sont 76 mm (3") et 152 mm (6"), avec de nombreuses cotes intermédiaires : d’environ 25 à plus de 300 mm. Les parois vont de 1–2 mm pour les mandrins de rubans adhésifs à 12–15 mm pour les bobines lourdes. La surface intérieure peut être lisse ou striée : les stries longitudinales accrochent mieux l’arbre expansible et servent avec les matières glissantes ou les couples élevés. Les extrémités peuvent rester brutes de coupe, être ébavurées ou porter des encoches d’entraînement.

Il n’existe pas de norme ISO dédiée aux tolérances des mandrins plastiques. En pratique, on se réfère à l’ISO 13542, écrite pour les mandrins des bobines de papier : tolérances uniquement en plus sur le diamètre intérieur (par exemple +1,2 mm sur le 76) et écart maximal de 1,5 mm entre deux diamètres perpendiculaires à partir de Ø 70. Extrudés et calibrés, les mandrins plastiques peuvent rester bien en deçà de ces limites. Diamètres, tolérances, ovalisation et arbres.

Essayez avec vos données ci-dessous ; méthode, hypothèses et sources sont sur la page dédiée : le calcul du poids d’un mandrin plastique.

Résistance : le plastique ne casse pas, il se déforme

Écrasé, un mandrin en carton atteint un pic puis cède : la norme ISO 11093-9 mesure justement ce pic. Un mandrin plastique n’a pas de pic net. Il s’ovalise, son diamètre intérieur se referme et la force continue de monter. C’est pourquoi on mesure le plastique avec un autre critère : la force qui déforme le diamètre de 3 %, comme dans l’ISO 9969 pour les tubes thermoplastiques. Les deux essais n’ont pas non plus la même vitesse : 50–65 mm/min pour le papier, 2–5 mm/min pour le plastique. Les chiffres ne se comparent pas à la légère.

Le véritable adversaire du plastique n’est pas le pic, c’est le temps. Une bobine serre le mandrin pendant des semaines ou des mois, et le plastique sous charge constante flue. Les normes européennes sur les tubes thermoplastiques structurés (EN 13476) admettent un rapport de fluage à deux ans allant jusqu’à 2,5 pour le PVC-U et jusqu’à 4 pour le PP et le PE : autrement dit, après deux ans, la rigidité effective d’un tube en PP peut tomber au quart de la valeur mesurée à l’essai. La chaleur accélère tout. Comment on la calcule et comment on la mesure.

Réemploi : le calcul qui décide

Le plastique est rentable quand son coût par usage passe sous celui du carton. Ce coût dépend de quatre chiffres : prix du mandrin plastique, prix du carton, coût d’un retour, part des mandrins qui reviennent vraiment. Un exemple du ROLL Lab : avec un mandrin qui coûte 3,5 fois le carton et un retour qui coûte 20 % du prix du carton, le plastique est à l’équilibre si au moins 76 % des mandrins reviennent, soit environ 4 voyages en moyenne par mandrin. En dessous, le carton perdu coûte moins cher.

Le calcul est ci-dessous. Pour la version complète, avec les formules expliquées, ouvrez le calculateur du seuil de rentabilité du réemploi.

Le retour n’est pas gratuit : collecte, emballage, transport, contrôle, lavage et mise au rebut des mandrins abîmés. Comment organiser une boucle de retour.

Normes et PPWR : ce qui change

Le règlement (UE) 2025/40 relatif aux emballages et aux déchets d’emballages (PPWR) s’applique depuis le 12 août 2026. Parmi les exemples d’emballages de l’annexe I, il cite explicitement les rouleaux, tubes et cylindres autour desquels est enroulée une matière souple, sauf ceux qui font partie d’une machine de production et ne servent pas à présenter un produit comme unité de vente. Pour un mandrin plastique qui quitte l’usine avec la bobine, trois obligations principales en découlent :

• Contenu recyclé (art. 7) : 35 % de plastique recyclé post-consommation à partir de 2030 et 65 % à partir de 2040 pour les « autres emballages en plastique », en moyenne par site de production et par an (10 % et 25 % si le mandrin était un emballage sensible au contact dans un plastique autre que le PET). Les chutes industrielles recyclées ne comptent pas.
• Recyclabilité (art. 6) : classe A, B ou C à partir de 2030 ; au moins classe B à partir de 2038.
• Réemploi (art. 11 et 12) : si le mandrin est déclaré réemployable, il doit respecter les exigences de l’art. 11 et, à partir du 12 février 2029 (ou 30 mois après l’acte d’exécution, si cette date est plus tardive), porter une étiquette et un QR code.

Les mandrins ne figurent pas parmi les formats soumis à des objectifs de réemploi obligatoires de l’art. 29 : aujourd’hui, leur réemploi est un choix volontaire. PPWR et mandrins plastiques, article par article.

Plastique ou carton en 3 questions

1. Le mandrin revient-il ? Si oui, et en grande partie, le plastique peut coûter moins cher par usage. Sinon, partez du carton.
2. L’atelier interdit-il fibres et poussière ? Si oui (alimentaire, pharmacie, salles blanches), le plastique est souvent une exigence, pas un choix de coût.
3. La bobine verra-t-elle de l’eau ou une forte humidité ? Si oui (extérieur, ateliers humides, export en conteneur), le plastique supprime le risque d’affaissement dû à l’humidité.

Si vous répondez non aux trois, un mandrin en carton bien spécifié est presque toujours la solution la plus économique et la plus simple à recycler. Si vous répondez oui à au moins une, vérifiez aussi la température : au-delà de 40–50 °C, le choix du polymère compte beaucoup. La comparaison complète plastique–carton.

Utilisez le calculateur ci-dessous ou ouvrez la comparaison carton ou plastique pour votre cas en pleine page, avec méthode et sources.

Par où commencer

• Vous devez choisir un nouveau mandrin : les 7 données à définir et l’arbre de décision.
• Vous avez déjà un matériau en tête : PVC, PP, PEHD.
• Vous travaillez dans un secteur précis : les applications, du film d’emballage aux géosynthétiques.
• Vous devez rédiger un cahier des charges ou trouver un fournisseur : comment choisir un fabricant.
• Il vous faut les bons mots : le glossaire et les questions fréquentes.

Ce guide est un projet de ROLL · ROLL Lab. Les calculs sont des estimations du ROLL Lab, à vérifier par un essai sur le mandrin réel. Qui sommes-nous, méthode et sources.

Questions fréquentes

Pour aller plus loin

Sources

1. Règlement (UE) 2025/40 (PPWR), EUR-Lex : annexe I, art. 6, 7, 11, 12, 29
2. ISO 13542:2006, Paper and board — Specification for internal diameters of cores for reels
3. ISO 11093-9, Paper and board — Testing of cores — Determination of flat crush resistance
4. ISO 9969:2007, Thermoplastics pipes — Determination of ring stiffness
5. EN 13476-2, exigence de rapport de fluage selon EN ISO 9967 (PVC-U ≤ 2,5 ; PP et PE ≤ 4 à 2 ans)
6. Eurostat, jeu de données env_waspac (taux de recyclage des emballages 2024, valeurs estimées)
7. Documentation technique Fiaptech, Smart Book « Which core? » (entreprise ayant des liens capitalistiques avec ROLL) : rapports de poids, de résistance, de cycles et de température
8. NS Packaging, cas de réemploi de mandrins plastiques jusqu’à 50 fois en essai (2009), nspackaging.com
9. Analyse ROLL Lab (coût par usage, comparaison des matériaux)