L'extrusion en tant que technique de procédés

Publié le 3 août 2026

Structure et types d’extrudeuses

Extrudeuses à vis

Les extrudeuses à vis constituent sans doute la variante la plus répandue parmi les extrudeuses. Dans une extrudeuse à vis, la matière première est introduite dans une vis sans fin qui traverse différentes zones de chauffage. Tandis que la vis sans fin transporte la matière première vers l’avant, celle-ci est chauffée dans les zones de chauffage et ainsi ramollie. Enfin, la vis extrude la matière chauffée par l’orifice de formage et l’extrudat est durci dans la forme souhaitée par refroidissement, qui s’effectue généralement dans un bain d’eau. Pour de nombreuses applications dans l’industrie des plastiques et l’industrie agroalimentaire, les extrudeuses monovis, de conception simple, robustes et relativement peu coûteuses, constituent l’alternative la plus efficace.

Outre les extrudeuses monovis simples, qui, comme leur nom l’indique, ne possèdent qu’une seule vis sans fin, on utilise également fréquemment des extrudeuses à double vis. Dans ces dernières, deux vis sans fin tournent simultanément, soit en sens inverse, soit dans le même sens, afin de transporter la matière vers la sortie. Les extrudeuses à double vis présentent notamment l’avantage d’assurer un meilleur mélange de la matière transportée. Elles sont donc principalement utilisées pour les matières difficiles à mélanger. De plus, par rapport aux extrudeuses monovis, les extrudeuses à double vis assurent un transport plus régulier de la matière, ce qui peut se traduire par une plus grande fiabilité du processus lorsqu’il s’agit de matières difficiles à transformer.

Extrudeuse à piston

Dans le cas d’une extrudeuse à piston également, la matière malléable est pressée à travers une ouverture de formage. Cependant, dans ce type d’extrusion, la matière première est introduite dans un cylindre dans lequel se trouve le piston. La pression régulière exercée par le piston permet alors de transporter la matière vers l’ouverture. L’extrusion à l’aide d’extrudeuses à piston est principalement utilisée dans les domaines qui exigent une grande précision. De plus, ce procédé est particulièrement adapté aux matières premières qui doivent être traitées sous haute pression.

Extrudeuses à vis vs extrudeuses à piston

L’extrusion à vis et l’extrusion à piston présentent toutes deux des avantages et des inconvénients. La principale différence entre ces deux types d’extrusion réside sans doute dans la continuité du processus. Alors que les extrudeuses à vis permettent une production en continu sur de très longues périodes (les installations ne doivent être arrêtées que pour le nettoyage ou le changement de matière), la production avec des extrudeuses à piston doit, en comparaison, être interrompue beaucoup plus fréquemment. La raison en est simple : le piston doit être retiré à plusieurs reprises et le cylindre doit être rempli à nouveau de matière. Avec l’extrudeuse à vis, en revanche, la matière peut être acheminée en continu, par ajout sur la vis en rotation.

Grâce à ce procédé, les extrudeuses à vis permettent généralement d’atteindre un débit de matière nettement supérieur à celui des extrudeuses à piston. En revanche, ces dernières sont capables de générer des pressions nettement plus élevées que les extrudeuses à vis, ce qui peut constituer un avantage lors de l’extrusion de certains matériaux. De plus, grâce à leur conception relativement simple, les extrudeuses à piston sont plus faciles à entretenir et à nettoyer que les extrudeuses à vis, nettement plus complexes.

Alors que les extrudeuses à vis mélangent davantage la matière première lors de son transport grâce au mouvement de rotation, ce phénomène est pratiquement inexistant dans les extrudeuses à piston. Cependant, ce mouvement génère également une forte contrainte sur la matière en raison des forces de cisaillement. C’est là que l’extrudeuse à piston marque des points, car ces forces de cisaillement n’y apparaissent pas et le matériau est donc transporté plus en douceur.

En conclusion, il n’existe donc pas d’extrudeuse parfaite pour tous les matériaux. Il faut décider au cas par cas laquelle convient le mieux au résultat souhaité. Voici un aperçu des avantages et inconvénients des extrudeuses à vis et à piston :

Extrusion à chaud

Lors de l’extrusion à chaud, les matériaux traités sont portés à une température plus élevée. Cette étape est nécessaire pour de nombreux matériaux afin de pouvoir les mouler. Par rapport à l’extrusion à froid, la pression nécessaire pour faire passer le matériau à travers la filière est souvent nettement moindre. L’extrusion à chaud s’effectue en dessous de la température de recristallisation du matériau traité. Si le matériau est transformé au-dessus de la température de recristallisation, on ne parle plus d’extrusion à chaud, mais d’« extrusion à très haute température ».

Différentes variantes de pression

Extrusion directe

Dans le cas de l’extrusion directe, comme dans la plupart des exemples décrits jusqu’à présent, un matériau est pressé à travers une filière et prend ainsi sa forme. Cela génère toutefois un frottement au niveau du matériau transformé, ce qui peut, dans certains cas, avoir un impact négatif sur les propriétés du produit final.

Extrusion indirecte

La grande différence entre l’extrusion indirecte et l’extrusion directe réside dans le fait que la matière première reste immobilisée dans une chambre. Le formage s’effectue lorsque la filière se déplace vers le matériau, qui est ainsi pressé à travers l’ouverture pour prendre sa forme. Cela présente l’avantage d’éliminer le frottement généré lors de l’extrusion directe par le glissement de la matière première vers la filière.

Extrusion hydrostatique

Dans le cas de l’extrusion hydrostatique, la matière première n’est pas directement pressée à travers une ouverture à l’aide d’un piston, mais un liquide est introduit entre la matière et le piston. Cela présente l’avantage de répartir la pression du piston de manière plus homogène. De plus, le frottement est nettement moindre grâce à l’utilisation de liquides.

Extrusion par impact

Dans le cas de l’extrusion par impact, un bref coup de poinçon est utilisé pour façonner le matériau. Il en résulte une cavité dans la pièce finalement formée, dans laquelle le matériau se referme autour du poinçon sous l’effet du choc.

1. Vitesse de traitement élevée : cela permet de produire de grandes quantités sans interruption, notamment lors de l’utilisation d’extrudeuses à vis.
2. Rentabilité et efficacité en termes de matières premières : comme les machines ne doivent être arrêtées que rarement, cette technique génère peu de déchets par rapport à d’autres procédés de mise en forme des plastiques. Associée à des cadences de production élevées, l’extrusion s’avère ainsi très rentable.
3. Polyvalence : grâce à différentes extrudeuses (la buse joue notamment un rôle essentiel), il est possible de réaliser diverses formes avec une grande fiabilité du processus.

Exemples de produits extrudés en plastique

• Extrusion de tuyaux : les tuyaux industriels peuvent être extrudés sous diverses formes. Le plastique, souvent du polyuréthane ou du polyamide, est pressé comme d’habitude à travers une filière. Un mandrin situé au centre de la filière garantit que le tuyau reste creux. Les produits ainsi obtenus sont souvent utilisés comme tuyaux pneumatiques ou pour le transport de fluides.
• Extrusion de films : lors de l’extrusion de films, les granulés de plastique sont pressés à travers une filière extrêmement étroite (filière à fente). Cela permet de produire sans interruption des films plastiques très fins et de les enrouler sur des bobines.
• Extrusion de profilés et de plaques : même des profilés complexes, destinés par exemple à l’industrie du bâtiment ou de l’ameublement, peuvent être fabriqués par extrusion.

• Extrusion de fibres : les fibres synthétiques destinées aux textiles ou aux moquettes peuvent également être extrudées. Pour ce faire, la matière plastique est pressée à travers des filières à trous multiples très fines (filières de filage) afin de pouvoir produire simultanément un grand nombre de fibres.

L’extrusion dans la transformation des métaux

L’extrusion est encore aujourd’hui utilisée dans la transformation des métaux, conformément à l’esprit de Bramah, considéré comme l’inventeur de ce procédé. Les principes fondamentaux de cette technique sont similaires dans la transformation des plastiques et celle des métaux : les métaux sont rendus malléables puis pressés à travers une ouverture pour leur donner la forme souhaitée. Cependant, les procédés spécifiques diffèrent considérablement en raison des propriétés physiques différentes des matériaux. À elles seules, les températures de transformation sont nettement plus élevées dans la transformation des métaux.

Exemples de produits extrudés métalliques :

• Profilés et barres : les profilés en aluminium, destinés par exemple aux châssis de fenêtres, aux encadrements de portes ou à la construction automobile, peuvent être fabriqués en continu par extrusion.

• Fils : les câbles électriques et les contacts en cuivre sont souvent des produits extrudés classiques.

• Tubes : la plus ancienne application de l’extrusion perdure encore aujourd’hui. Des tubes en divers métaux sont extrudés. Le principal avantage réside ici dans la fabrication sans soudure.

Exemples d’extrudats alimentaires

• Snacks : l’extrusion permet de cuire et de mouler simultanément les chips et les « flips » de manière optimale.
• Céréales pour le petit-déjeuner : les produits pour le petit-déjeuner se présentant sous différentes formes, tels que les cornflakes ou les flocons de riz soufflés, peuvent également être extrudés efficacement.
• Pâtes : grâce à différentes filières, il est possible de fabriquer des pâtes de toutes formes et de toutes longueurs par extrusion.
• Substituts de viande : l’extrusion de protéines végétales texturées permet de fabriquer des produits végétariens et végétaliens dont la texture se rapproche de celle de la viande.
• Confiseries : les chewing-gums, les bonbons à la gelée et la réglisse obtiennent souvent leur forme caractéristique par extrusion.

Bon nombre des produits que nous consommons au quotidien prennent donc leur forme caractéristique grâce au procédé mis au point à la fin du XVIIIe siècle pour la fabrication de tubes métalliques. Dans l’industrie agroalimentaire également, on utilise aussi bien des extrudeuses à piston que des extrudeuses à vis, sous leurs différentes formes.

Résumé

L’extrusion a été inventée dès la fin du XVIIIe siècle en tant que technique de procédés et n’a cessé de se développer depuis. En principe, l’extrusion consiste à presser un matériau à travers un orifice de mise en forme (filière) afin de lui donner sa forme finale. Ce procédé est utilisé pour transformer diverses matières premières telles que les métaux, les plastiques, mais aussi les denrées alimentaires. L’un des principaux avantages de l’extrusion réside dans la possibilité de mettre en place des processus de production sans rupture. De plus, elle offre une très grande fiabilité du processus et une efficacité comparative élevée en termes d’utilisation des matériaux.

Les appareils nécessaires à l’extrusion sont appelés extrudeuses. Il existe de nombreux types d’extrudeuses, chacune présentant ses avantages et ses inconvénients. On distingue principalement les extrudeuses à vis et les extrudeuses à piston. Tout comme il existe différents types d’extrudeuses, on observe également différentes configurations de procédés. Il existe par exemple l’extrusion à froid et l’extrusion à chaud, mais aussi l’extrusion directe et l’extrusion indirecte. En définitive, cette technologie offre à divers secteurs une possibilité intéressante de donner aux matières premières la forme souhaitée de manière efficace.