Les bulles — également appelées vides, pièges à air ou poches de gaz — constituent l’un des défauts les plus fréquents en moulage par injection, et l’un des plus difficiles à diagnostiquer. Sauf si la conception le prévoit expressément, les pièces transparentes ne doivent contenir aucune bulle. Les bulles réduisent également la résistance mécanique de la pièce et modifient son poids tel que spécifié par le client.

La raison pour laquelle les bulles sont si souvent mal diagnostiquées tient au fait qu’une « bulle » n’est pas un défaut unique : il s’agit en réalité de trois défauts distincts qui se ressemblent. Une bulle peut être due à l’air, à l’humidité ou à un rétrécissement par vide à l’intérieur d’une paroi épaisse. Chacun de ces phénomènes a une cause et une solution différentes. Appliquer la mauvaise solution fait perdre du temps et ne résout jamais le problème.

Ce guide détaille les trois causes, vous indique comment déterminer laquelle vous concerne et propose des solutions adaptées à chacune d’elles.

Bulles et vides : quelle est la différence ?

Dans la terminologie de la production, ces défauts sont souvent regroupés sous le terme « bulles », mais ils se répartissent en deux grandes familles :

• Bulles de gaz — formés par la vaporisation de l’humidité ou par de l’air piégé à l’intérieur de la masse fondue. Il s’agit de véritables poches de gaz.
• Vides sous vide — formés dans les pièces à parois épaisses par un retrait volumique inégal. Ils ne contiennent ni air ni humidité — seulement du vide.

Cette distinction est importante, car les solutions sont tout à fait différentes. Les bulles de gaz nécessitent un séchage et une ventilation ; les vides sous vide requièrent un compactage et une optimisation du refroidissement.

Les bulles apparaissent le plus souvent au niveau de l’embout d’injection ou dans les zones mal ventilées. Lorsqu’une pièce présente de fines bulles internes, sa surface exhibe souvent également des stries argentées (splay). Dans les pièces transparentes, les bulles altèrent directement l’aspect et témoignent d’une qualité matérielle médiocre, tout en réduisant la résistance de la pièce.

Les 3 types de bulles : air, humidité et vide

1. Air

Air dans le canon Les granulés de plastique contiennent de l’air entre eux. Lorsque les granulés sont introduits de la trémie dans le cylindre, cet air est entraîné avec eux. Une contre-pression adéquate comprime la matière fondue à l’avant de la vis, ce qui permet de faire éclater ces bulles avant l’injection.

Air dans la cavité Qu’il s’agisse d’une pièce à paroi épaisse ou à paroi fine, la cavité contient de l’air. Si celui-ci n’est pas évacué, il se mélange à la matière fondue entrante et donne naissance à des bulles.

Vitesse d’injection À des vitesses d’injection très élevées — par exemple, lors d’une injection assistée à l’azote —, l’air présent dans la cavité peut n’avoir pas le temps de s’échapper, se retrouver piégé et former des bulles. Si le moulage de pièces à parois minces exige une vitesse d’injection extrêmement élevée rien que pour remplir la cavité, la solution passe soit par un meilleur éventage, soit par une force de fermeture réduite, soit par une évacuation sous vide.

2. Humidité

Les granulés de plastique absorbent l’humidité présente dans l’air. Si cette humidité n’est pas totalement éliminée, elle se libère sous forme de vapeur lorsque le matériau est chauffé au‑dessus de 100 °C et finit par s’accumuler à l’intérieur de la pièce.

Chaque matière plastique requiert une température et un temps de séchage spécifiques. Les conditions standard des données de séchage ci‑dessous sont établies à une température ambiante de 20 °C, avec une humidité relative de 65 %, en utilisant un souffleur turbo à haut rendement, ce qui permet d’obtenir une teneur en humidité inférieure à 0,02 %.

Dans les climats humides, les performances de séchage standard se dégradent. Les solutions consistent à prolonger le temps de séchage, à agrandir la trémie de séchage ou à passer à un sécheur à dessiccant.

3. Aspirateur

Lors du moulage de pièces à parois épaisses, les marques d’empreinte en surface sont fréquentes. Ces marques apparaissent lorsque le plastique se contracte lors du passage de l’état fondu à l’état solide. Grâce à des paramètres de remplissage et à une conception appropriée des canaux d’alimentation, il est possible de les éviter.

Si la surface d’une pièce à paroi épaisse s’est déjà refroidie et solidifiée tandis que l’intérieur demeure encore fluide, celui-ci ne peut se contracter que vers l’intérieur, ce qui engendre un vide. Cette « bulle » ne contient ni air ni humidité, seulement du vide. Sa méthode d’élimination est identique à celle des marques de retrait.

Si le diamètre du canal froid est comparable à l’épaisseur maximale de paroi, la pression de compactage peut continuer à alimenter le matériau à travers le canal encore fondu et combler le vide.

Comment identifier le type de bulle dont vous souffrez

Si le plastique est transparent ou semi-transparent, vous pouvez identifier la cause des bulles en vous appuyant sur ces quatre caractéristiques :

Caractéristique	Bulles d’air / d’humidité	Vides sous vide
Compter	De nombreuses bulles	Peu, ou un seul — toujours à l’intérieur de la partie la plus épaisse
Position	Aléatoire — positions différentes sur l’ensemble des pièces	Toujours au centre exact de la section la plus épaisse ; la taille est pratiquement identique d’une pièce à l’autre.
Essai de chauffage	S’élargir lorsqu’il est chauffé	Ne pas dilater — ils se rétractent, ou la paroi externe s’enfonce.
Forme	Sphérique	Pas nécessairement sphérique

Remarque pratique : Pour l’essai de chauffage, placez la pièce sous un instrument optique gradué et observez-la avant et après le chauffage.

Comment éliminer les bulles : solutions par cause profonde

Correction des bulles d'air

Canal d’aération Les moules sont équipés de canaux d’évent sur la surface de séparation, s’étendant de la cavité jusqu’au pourtour du moule. Les canaux d’évent présentent trois paramètres : la largeur, la profondeur et l’espacement.

Principe clé La profondeur de la soupape doit permettre à l’air de s’échapper tout en empêchant la matière fondue, plus visqueuse, de s’écouler (ce qui entraînerait un flash).

• Profondeur de la rainure : au maximum 0,03 mm
• Largeur de l’ouverture : généralement d’au moins 6 mm
• Espacement : un évent tous les 25 à 50 mm

Important : La profondeur des évents dépend de la force de serrage. Les opérateurs doivent régler la force de serrage la plus faible tout en assurant un maintien suffisant (c’est‑à‑dire sans provoquer de bavures), et non la valeur maximale disponible. Cela permet non seulement d’éviter l’écrasement des évents, mais aussi de prolonger la durée de vie du moule et du mécanisme de serrage de la presse (leviers, axes des leviers, bagues des leviers, barres de liaison et plateaux), tout en réduisant le temps de serrage.

Acier poreux : Si la surface de la pièce n’a pas besoin d’être brillante, le moule peut être réalisé en acier poreux, les micro‑pores de l’acier servant à évacuer l’air.

Évacuation sous vide Dans les zones fermées ou sur les canaux froids, un orifice d’aspiration peut être raccordé à une pompe à vide afin d’évacuer l’air de la cavité pendant l’injection.

L’évacuation sous vide est incompatible avec les canaux d’aération et l’acier poreux. Ils ne peuvent pas être utilisés simultanément ; faute de quoi le vide ne pourra pas être établi.

Réparer les bulles d’humidité

Concentrez-vous exclusivement sur le séchage. Reportez-vous à la section consacrée au séchage ci‑dessous pour connaître les paramètres propres à chaque matériau, la dimensionnement de la trémie et les sécheurs à dessicant.

Réparer les vides du vide

Les vides sous vide sont traités exactement de la même manière que les marques d’affaissement :

• Optimiser les paramètres de compactage (pression de compactage plus élevée, temps de compactage plus long)
• Veillez à ce que le diamètre du canal froid soit comparable à l’épaisseur maximale de paroi, afin que le remplissage puisse s’effectuer sans difficulté.
• Équilibrez l’épaisseur des parois pour éviter les sections épaisses brusques.

Séchage des matériaux : températures et durées pour prévenir les bulles d’humidité

Il n’existe aucun substitut au séchage correct. Le tableau ci-dessous présente les paramètres de séchage standard en fonction du matériau (conditions standard : température ambiante de 20 °C, humidité relative de 65 %, soufflerie turbo ; teneur en eau cible inférieure à 0,02 %) :

Matériau	Température de séchage (°C)	Temps de séchage (h)
ABS	80	2–3
Californie	75–80	2–4
TAXI	75	2
CP	70	2
EVA	70	2
Pennsylvanie	80	3–4
PA6	80	3–4
PA66	80	3–4
PBT	120	3–4
Ordinateur personnel	120	3–4
PC/PBT	110	3–4
PE	90	1
PES	150	3–4
PET	130	3–4
PMMA	75	4–6
POM	80	2
PP	90	1
PPO	110	2–3
PPO/PA	100	2–3
PPS	150	3–4
PS	80	1–2
PSF	130	3–4
Polyuréthane	70	1–2
PVAC	70	1
PVB	75	1–2
PVC	70	1–2
SAN (AS)	80	1–2
TPE	70	1–2
TPU	90	1–2
UPVC	70	1–2

Précaution concernant la température de séchage : Bien que l’augmentation de la température de séchage accélère le processus à durée fixe, une température de séchage trop élevée entraîne la volatilisation de certains composants du matériau, ce qui affecte la couleur, la transparence et les propriétés mécaniques. Ne dépassez jamais la température maximale recommandée par le fournisseur du matériau.

La formule de la capacité de la trémie de séchage

C’est là que se cachent de nombreux problèmes liés aux bulles. Une trémie de séchage trop petite ne peut pas contenir le matériau suffisamment longtemps pour assurer un séchage adéquat.

H = 3,6 × s × t / c

Où :

• H = capacité de la trémie (kg)
• s = poids par coulée (par cycle de moulage), y compris le canal d’alimentation (en g)
• c = temps de cycle (secondes)
• t = temps de séchage (heures)

Exemple de travail — Préforme PET à 32 cavités :

• Poids de la charge : 32 × 20 g = 640 g
• Temps de cycle : 24 secondes
• Temps de séchage requis (d’après le tableau) : 4 à 5 heures

H = 3,6 × 32 × 20 × 5 / 24 = 480 kg

Le résultat calculé est de 480 kg ; on choisit donc une trémie de séchage de 500 kg.

Pourquoi cela importe-t-il : Un tableau type de sélection des trémies fournisseurs (fondé sur l’hypothèse que l’injection n’utilise au maximum que 80 % de la capacité de dosage de la machine) ne recommanderait, pour cette application, qu’une trémie de 100 kg. L’écart entre 100 kg et 480 kg est considérable — et une trémie sous-dimensionnée entraîne que le matériau situé près de la sortie ne bénéficie jamais d’un temps de séchage suffisant avant d’être introduit dans le cylindre. Il s’agit là d’une des causes cachées des défauts de bulles.

Remarque : La trémie doit être associée à un chargeur qui la remplit en continu, afin de maintenir un niveau de matière constant et d’assurer une séchage homogène. Si la matière n’est ajoutée qu’une fois la trémie vide, les particules situées près de la sortie pénètrent dans le cylindre avant d’avoir suffisamment séché.

Sécheurs déshydratants

L’agrandissement de la trémie à lui seul ne peut garantir l’assèchement, car l’humidité atmosphérique varie au quotidien et prolonger le séchage au-delà du nécessaire entraîne un gaspillage d’énergie. Un sécheur à dessiccant (en nid d’abeille) assure un assèchement indépendant de l’humidité atmosphérique.

• Le sécheur à dessiccant fonctionne en conjonction avec la trémie de séchage : l’air humide provenant de la trémie pénètre dans le sécheur, y est filtré et refroidi, puis son humidité est absorbée par un tamis moléculaire disposé en nid d’abeille rotatif, avant d’être renvoyée à l’entrée de la trémie. Ainsi, un système fermé est créé, insensible à l’humidité atmosphérique.
• Le tamis moléculaire est régénéré par un flux d’air distinct qui évacue les effluents vers l’atmosphère.
• Les sécheurs à dessiccant à structure alvéolaire atteignent un point de rosée de −40 °C, équivalent à une humidité relative de 0,60 %, ou à une teneur en eau de 0,013 % (128 ppm).
• La capacité d’un sécheur à dessiccant est exprimée en kilogrammes de plastique spécifique qu’il peut sécher par heure ; c’est sur cette base que l’on choisit le modèle.

Séchage en deux étapes : Les sécheurs à dessiccant en nid d’abeille étant coûteux, certains transformateurs recourent à des trémies de séchage à deux étapes afin d’obtenir un séchage supérieur à celui obtenu avec une seule trémie.

Règles de conception des produits pour prévenir la formation de bulles et de vides

Les décisions de conception prises dès le départ permettent d’éviter les défauts de type « bulle » que l’ajustement ultérieur des procédés ne saurait corriger.

Variation de l’épaisseur de paroi :

• ❌ Changement brusque (par exemple, 3 mm → 1 mm) → des bulles sont quasi inévitables, car la matière fondue à paroi épaisse « enveloppe » le gaz piégé.
• ✅ Maintenez la variation d’épaisseur des parois dans une limite de 30 % (par exemple, 3 mm → 2,1 mm)
• ✅ Utilisez une zone de transition progressive avec une pente d’au moins 30°

Côtes :

• ❌ Côtes trop épaisses → la racine de la côte refroidit lentement et donne naissance à des vides sous vide
• ✅ Maintenir l’épaisseur des nervures égale ou inférieure à 60 % de l’épaisseur de la paroi principale
• ✅ Ajouter des inserts d’aération (Φ0,3 mm) aux emplacements des nervures

Paramètres du processus pour éliminer les bulles

Vitesse d’injection

• Réduisez la vitesse pour les pièces à paroi épaisse à environ 60 % du réglage applicable aux pièces à paroi fine, en recourant à une régulation progressive.
• Une vitesse d’injection élevée entraîne une décomposition par cisaillement de la matière fondue, qui génère des gaz.
• Pour les pièces à paroi mince qui nécessitent une vitesse élevée uniquement pour assurer le remplissage, résolvez le problème par une meilleure ventilation plutôt que par une survitesse.

Température de la moisissure

• Une température de moule trop basse provoque une solidification rapide de la surface, piégeant le gaz à l’intérieur.
• Augmentez la température du moule afin que la surface reste fondue plus longtemps et que les gaz puissent s’échapper.

Contre-pression

• Une contre‑pression insuffisante entraîne l’entrée d’air lorsque la vis se rétracte ; une contre‑pression inférieure à 5 MPa rend pratiquement inefficace la production.
• Réglez la contre-pression à environ 10 MPa (augmentez-la si vous entendez un bruit de décharge)

Emballage et point de commutation

• Réglez le commutateur de remplissage à maintien sur environ 95 % de remplissage.
• Utilisez un emballage secondaire pour garantir que la pièce est entièrement emballée.
• Un emballage adéquat écrase les bulles de gaz et comble les vides du vide.

Analyse d’écoulement de la matière dans le moule

• Prévoir les emplacements des pièges à gaz avant de découper l’acier (examiner d’abord les zones rouges)
• Vérifiez la pression d’arrêt du remplissage ; si elle est inférieure à 5 MPa, procédez à une ventilation.

Liste de contrôle pour le dépannage de Bubble & Void

Non	Vérifier	Action
1	Identifier le type de bulle	Utiliser le comptage / la position / le test de chauffage / la forme (pièces transparentes)
2	Séchage des matériaux	Vérifiez la température, le temps et l’humidité (objectif <0,02 %)
3	Capacité de la trémie	Vérifiez qu’il contient suffisamment de matière pour la durée complète de séchage (utilisez la formule H).
4	Canal d’aération	Profondeur ≤ 0,03 mm ; nettoyez-les soigneusement et assurez-vous qu’ils soient bien clairs.
5	Force de serrage	Définir la valeur minimale suffisante — ne pas obstruer les évents
6	Contre-pression	Assurer ≥5 MPa (objectif ~10 MPa)
7	Vitesse d’injection	Réduire pour les pièces à paroi épaisse ; utiliser un contrôle en plusieurs étapes
8	Température de la moisissure	Élever pour retarder la formation de la glace en surface
9	Emballage	Commutateur à environ 95 % ; utiliser un emballage secondaire
10	Évacuation sous vide	Si utilisé, désactiver les évents et l’acier poreux (mutuellement exclusifs)
11	Design mural	Variation ≤30 % ; nervures ≤60 % de l’épaisseur de la paroi principale ; transitions progressives
12	Analyse d’écoulement de la matière dans le moule	Prédire les pièges à gaz et la pression d’extrémité de remplissage

Défauts connexes du moulage par injection

Les bulles partagent des causes communes avec plusieurs autres défauts :

• Stries argentées — les bulles internes entraînent souvent des effets de délamination visibles à la surface ; les deux témoignent de problèmes d’humidité et de dégazage. À lire : Quelles sont les causes des stries argentées en moulage par injection et comment les prévenir ?
• Marques de retrait — les vides sous vide et les marques de retrait ont la même cause profonde (le retrait dans les sections épaisses) et la même solution. Lire : Quelles sont les causes des marques d’affaissement en moulage par injection et comment y remédier ?
• Marques de brûlure — le gaz piégé à l’origine des bulles peut également s’enflammer et laisser des marques de brûlure sous l’effet de la compression. À lire : Quelles sont les causes des marques de brûlure en moulage par injection et comment les prévenir ?

 

FAQ : Bulles dans le moulage par injection

Q : Pourquoi mes pièces transparentes présentent-elles des bulles même après le séchage du matériau ?

R : Si le séchage est confirmé (taux d’humidité inférieur à 0,02 % et capacité de la trémie suffisante), les bulles ne sont peut‑être pas d’origine hydrique. Vérifiez s’il s’agit de bulles d’air (provenant de la mise à l’air) ou de vides sous vide (liés au retrait des sections épaisses). Utilisez les quatre caractéristiques — nombre, position, test de chauffage et forme — pour identifier le type avant d’ajuster les paramètres.

Q : Les vides sous vide peuvent-ils être éliminés en augmentant la pression de compactage ?

R : Souvent, oui — mais uniquement si le canal froid est encore suffisamment chaud pour transmettre la pression de surmoulage. Une solution courante et connexe consiste à veiller à ce que le diamètre du canal froid soit comparable à l’épaisseur maximale de paroi, afin que le surmoulage puisse acheminer la matière jusqu’à la zone épaisse. Si la gate se referme avant la fin du surmoulage, augmenter la pression de surmoulage seule ne résoudra pas le problème.

Q : Quelle est la profondeur de refroidissement correcte pour le moulage par injection ?

A : Pour les matériaux courants, maintenez la profondeur des évents à ≤ 0,03 mm afin que l’air puisse s’échapper sans que la matière fondue ne fuie (ce qui entraînerait des bavures). Pour les matériaux à plus haute viscosité, comme les résines chargées de verre, un évent légèrement plus profond peut être nécessaire pour éviter le colmatage. La largeur des évents doit être d’au moins 6 mm, espacés tous les 25 à 50 mm, et la force de serrage doit être maintenue aussi faible que possible sans provoquer de bavures, afin que les évents ne soient pas écrasés.

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