Le papier est une matière formée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente sous forme de feuilles minces. Il est considéré comme un matériau de base servant à écrire, dessiner, imprimer, emballer, voire peindre… Il est également utilisé dans la fabrication de composants divers (filtres…)
Histoire
Nid de guêpe
Papyrus égyptien
Fabrication de papier en Chine (animation)
Antiquité [modifier]
On peut appeler "papier" tout ce qui est constitué de fibres de celluloses en majorité, donc d'origine végétale, mises en suspension dans de l'eau puis égouttées sur une surface plane. Quel que soit le procédé employé, que ce soit propre ou sale, fin ou grossier, qu'il n'y ait que de la cellulose ou d'autres matières ajoutées (laine, soie,...), c'est la mise en suspension dans l'eau des fibres et leur égouttage qui permettent de constituer le papier.
On utilise souvent l'image de la guêpe qui confectionne son nid en recrachant de la cellulose malaxée, même si l'idée de fabriquer du papier n'a sûrement rien à voir avec cette activité. Avant l'apparition du papier, les écrits étaient conservés sur des parchemins ou du papyrus et sur toutes sortes de surfaces (écorces écailles, feuilles d'arbres, planchettes plus ou moins fines).
Les tapas (feutre végétal fait du liber de certaines écorces battues et assemblées[1]) dont on connaît l'utilisation à travers les représentations sur des parois rocheuses et dans des grottes dans le monde entier, utilisés sous forme de vêtements, de parures, peuvent être considérés comme les tous premiers ancêtres du papier.
Le papier porteur d'un message le plus ancien connu à ce jour, découvert en Chine, serait daté de -8, sous la dynastie des Han de l'Ouest (-206, 25). Il s'agit d'un fragment de lettre dont le papier est fait à partir de fibres de lin, sur laquelle une vingtaine de sinogrammes anciens ont été déchiffrés. Il a été trouvé en 2006 à Dunhuang, dans la province du Gansu, et a été daté en fonction d'autres documents écrits trouvés au même endroit de la fouille. [3]
D'après une tradition chinoise, on pensait que le papier était apparu au IIIe siècle av. J.-C. en Chine, sous le règne de Qin Shi Huang (fondateur de la dynastie Qin). Une histoire racontait que des personnes auraient alors repéré les dépôts blancs d'écume sur les rochers à la suite des crues et auraient tenté de le reproduire.
D'après une autre tradition chinoise, ce serait Cai Lun, ministre de l'agriculture qui, en 105, aurait codifié pour la première fois l'art de fabriquer du papier et en aurait amélioré la technique afin de le produire en masse
Du VIIIe siècle au Moyen-Âge
Le secret de la fabrication de papiers de qualité restera chinois et japonais jusqu'au VIIIe siècle. Lors de la bataille de Talas en 751, la légende veut que les Arabes, victorieux, firent prisonniers de nombreux Chinois et récupérèrent ainsi le secret. Il est probable qu'ils connaissaient l'usage du papier bien avant cette date et qu'ils l'utilisaient eux-mêmes après l'avoir bien amidonné et poli. Ils comprendront rapidement l'intérêt de ce nouveau support pour propager l'islam, et Samarkand en sera le tout premier centre de production du monde musulman. Par ailleurs ils en amélioreront la fabrication en incorporant à sa préparation des chiffons. Le papier arrive alors en Occident avec les conquêtes arabes. On le retrouve à Bagdad en 793, au Caire en 900, à Xàtiva (San Felipe, Espagne) en 1056, en Sicile en 1102, à Fabriano (Italie) en 1276 mais sous une forme complètement différente, et en France au milieu du XIIIe siècle. Aux Archives de Marseille, est conservé le registre de minutes du notaire Giraud Amalric, qui date de 1248 et est écrit sur support papier. Le papier est alors un bien rare et des édits sur le recyclage du papier sont prononcés. On y incorpore alors des vieux chiffons qui prennent vite de la valeur, d'où l'expression se battre comme des chiffonniers.
Renaissance
Comme ça avait été le cas quelques siècles auparavant en Chine, en créant un système d'impression à caractères mobiles vers 1440, Johannes Gutenberg, Johann Fust et Peter Schöffer ont donné naissance à l'imprimerie en Occident ce qui a permis de vulgariser la connaissance par l'usage des livres. Cela augmente l'utilisation et donc la fabrication du papier. Le papier devient alors l'objet du début d'une industrie, avec utilisation de l'énergie hydraulique. À partir du XVIIe siècle, en grande partie à cause de la guerre de Trente Ans qui modifie les flux commerciaux dans la vallée du Rhin, le Sud Ouest devient une très grande région papetière dans laquelle les Hollandais, investissent massivement. La plupart des moulins sont reconstruits, agrandis. On en crée de nouveaux et pendant plus d'un demi-siècle, jusqu'aux guerres de fin de règne de Louis XIV, ces régions deviennent un des plus grands centres de production de papier occidental. On a prétendu que la révocation de l'édit de Nantes avait provoqué un exode massif et l'arrêt des papeteries mais ce sont principalement les guerres et les difficultés qu'elles ont entraînées dans le commerce maritime entre le Sud-Ouest et la Hollande qui ont réduit les exportations de 70 à 80%.
En 1673, les Hollandais font une invention capitale pour l'industrie papetière, en mettant au point le cylindre hollandais qui permet de remplacer la pile à maillets dans la trituration des chiffons, ils réalisent des gains en termes d'énergie, de main d'œuvre et de rapidité ; malheureusement la qualité des pâtes s'en trouve amoindrie. Il faudra attendre le XVIIIe siècle et la révolution industrielle en Angleterre, les progrès des transmissions et de la métallurgie qu'elle entraîne, pour voir ce cylindre se répandre dans toute l'Europe. En fait la pile hollandaise a surtout permis le développement de la machine à papier qui va naître à la fin du XVIIe siècle, en permettant de fabriquer avec la même quantité d'énergie trois à quatre fois plus de pâte sur un même site.
Révolution industrielle
René-Antoine Ferchault de RéaumurC'est incontestablement au XIXe siècle que la fabrication du papier s'industrialise avec l'invention de la première machine à papier en continu de Louis Nicolas Robert (1761- 1828) en 1798. L'alimentation en pâte est alors faite en continu et le papier sort en bobine. En moins de vingt-cinq ans, l'ingénieur Bryan Donkin perfectionne « sa » machine (pas moins de 40 modèles différents !). Vers 1825, les papetiers s'équipent en Europe et aux États-Unis : la machine est copiée, imitée. Vers 1850 apparaît la première machine à fabriquer le carton multicouches. À la même époque, on dénombre plus de 300 machines en Angleterre, près de 250 en France et presque autant en Allemagne. Chacun de ces engins, quoique très étroit et très lent comparé aux machines modernes, était capable d'assurer la production de 10 cuves traditionnelles desservies à la main. Louis-Nicolas Robert ne tirera aucun bénéfice de son invention.
La première machine à onduler française est installée en 1888 dans le Limousin. La marine à voile, grosse utilisatrice de chanvre (cordages et voiles) est remplacée progressivement par la marine à vapeur. La production de chanvre ralentit et celui-ci devient rare et cher. Des difficultés d'approvisionnement en chiffon se font sentir et l'industrie cherche de nouvelles matières premières. Le bois commence à progressivement remplacer le chanvre.
Déjà en 1719 dans un mémoire présenté à l'Académie, René-Antoine Ferchault de Réaumur préssentait l'usage que l'on pouvait faire de la fibre de bois pour fabriquer du papier[2] après avoir étudié de près les nids de guêpe.
Friedrich Gottlob Keller dépose un brevet en 1844 sur la fabrication de pâte de bois, obtenue à l'aide d'une meule.
Anselme PayenLa deuxième moitié du XIXe siècle est marquée par le recours à la chimie. Les travaux du Français Anselme Payen montrent que dans toute matière végétale existe une substance blanche et fibreuse, la cellulose, et qu'il est possible de la récupérer par des réactions chimiques. Ces découvertes permettent d'obtenir des fibres de meilleure qualité et donc d'augmenter les vitesses de production.
En 1937, aux États-Unis d'Amérique, le « Marihuana Tax Act » très contraignante dans la production du chanvre, poussé par les lobbys de propriétaires forestiers, étant également propriétaires de la presse, sonnent le glas du chanvre en papèterie. Il ne sera alors plus utilisé que pour les billets et le papier à cigarette. Les États-Unis deviendront rapidement le premier producteur de papier, majoritairement forestier et le sont encore de nos jours, largement devant la Chine, le second (80,8 contre 37,9 millions de tonnes), participant ainsi à une des premières causes de déforestation de la planète.
L'industrialisation lourde est alors lancée. En 1908, la plus grosse machine a une laize (largeur) de 4,30 m et roule à 165 m/min. En 1910 la vitesse de 200 m/min est franchie. En 1935, la plus grosse machine fait 8,15 m de laize et tourne à 425 m/min. Le cap des 1000 m/min est franchi en 1958. Actuellement les machines font jusqu'à 10 m de laize et tournent à près de 2000 m/min.
XXIe siècle
Au début du XXIe siècle, les problèmes écologiques, liés à la déforestation, poussent au retour au devant de la scène des méthodes de recyclage ainsi qu'au retour progressif de la production de plante à fibres à poussage rapide et écologique comme le chanvre ou le lin.
Technique
Histoire des procédés
Pile hollandaiseJusqu'au XIXe siècle, la matière première est exclusivement le chiffon de lin, de chanvre et ultérieurement de coton.
Dans un premier temps, les chiffons étaient humidifiés puis mis au pourissoir (cuves) ou ils macéraient pendant plusieurs semaines. Ensuite, les chiffons étaient broyés dans la pile à maillets.
La pile à maillets, inventée au XIIIe siècle en Italie, était actionnée par l'énergie hydraulique. Elle permettait le défibrage, le raffinage et l'affinage des chiffons par l'action des maillets en bois sertis de pointes. le broyage durait de un à trois jours.
En 1673, les Hollandais inventèrent la pile hollandaise ou cylindre hollandais. Il s'agit d'un cylindre de bois serti de lames de métal qui frottent sur une platine constituée de lames fixées au fond de la cuve déchiquetant les chiffons à leur passage. Le pourrissoir n'est plus nécessaire et le défibrage se fait en trois ou quatre heures.
Élaboration de la pâte à papier
Défribreur à chaînes et meule circulaire.La pâte à papier est le matériau de base. Elle peut être produite à partir de différents composants :
le bois et d’autres matières ligno-cellulosiques (bagasse de canne à sucre, paille),
les plantes fibreuses comme le chanvre ou le lin,
le tissu (chiffons),
le papier (dans le cas du recyclage),
excréments,
etc.
Le tissu est trié, lavé et mis à pourrir pendant plusieurs semaines. Les chiffons sont ensuite découpés et effilochés dans plusieurs moulins munis de pile à maillets à clous. La rareté relative du textile a conduit à l’utilisation du bois.
Le bois est écorcé puis défibré (les rondins sont « râpés » à l’aide d’une meule à laquelle on ajoute beaucoup d’eau). Les particules sont alors filtrées et nettoyées dans plusieurs bains successifs afin d’obtenir une pâte homogène.
La pâte à papier moderne est généralement un mélange de fibres de bois et de papier auquel est ajouté un liant afin d’améliorer la résistance des feuilles produites.
Procédé naturel : utilisation de la cellulose contenue dans les excréments d’herbivores non ruminants. En 1841, M. Tripot de Paris, déposa un brevet pour fabriquer du papier « à partir de la fiente de tous les animaux herbivores ». Cette idée fut reprise par M. Jobard (directeur des Arts et Métiers de Bruxelles). Il estimait que la paille et le foin avaient déjà subi une première trituration sous la dent et dans l’estomac des chevaux. « Le crottin, disait-il, est en grande abondance : on peut obtenir de chaque cheval un kilogramme de papier par 24 heures ; une seule caserne de cavalerie suffirait à la consommation du Ministère de la guerre. Il est étonnant que l’on n’ait pas songé plus tôt à cette matière … »
L’idée fut exploitée un peu plus tard par une usine, située aux Portes de Paris, fabriquait du papier et du carton avec le fumier des chevaux des écuries impériales. Certains papiers « bulle » en pâte demi-blanchie qui sortaient de ces ateliers étaient appréciés paraît-il, pour envelopper la pâtisserie (Albert CIM, Le Livre, tome III).
Depuis 1995, le moulin à papier de Brousses-et-Villaret dans l’Aude [3], fabrique du papier avec la cellulose du crottin des éléphants de la réserve africaine de Sigean.
Élaboration de la pâte à papier recyclé
Le papier fabriqué à base de tissus, majoritairement de chanvre (qui, en Europe, a été le seul type de papier utilisé jusqu'au milieu du XIXe siècle[4]) était déjà constitué de matières recyclées : vieux linges, cordages, filets de pêche déchiquetés. On appelle d'ailleurs ces papiers, toujours utilisés dans l'estampe par exemple, des papiers « torchon ». Le carton, quant à lui, est fabriqué à partir de papier récupéré depuis le XVIIIe siècle : on voit que l'idée du recyclage n'est pas nouvelle dans le domaine papetier.
Le papier recyclé est devenu une nécessité pour préserver l'environnement, aussi la valorisation des déchets papiers est-elle de plus en plus importante: en 2002, 5,5 millions de tonnes de papiers et cartons on été récupérés, sur 11 millions consommés.
La pâte à papier recyclé est élaborée selon un procédé particulier. Les vieux papiers (issus en général de journaux, magazines et cartons) sont déchiquetés, filtrés puis mis à tremper dans des cuves. Le désencrage reste facultatif, mais il est possible de retirer l'encre de la pâte en lui faisant subir plusieurs nettoyages successifs, avec du savon, de l'air, voire des dissolvants chimiques (les dissolvants pouvant être très polluants, ils doivent être utilisés le moins possible). Ces opérations de lavage et de traitement utilisent très peu, voire pas d'eau.
Le papier recyclé peut être utilisé pour la majorité des travaux d'impression ; d'ailleurs, les imprimeurs ont maintenant l'habitude de travailler avec ces papiers de plus en plus demandés. Des grammages allant du 70g au 350g sont ainsi facilement disponibles. La qualité d'impression sur ce type de papier est excellente, y compris pour les photos, et les journaux sont essentiellement d'origine recyclée.
Production des feuilles [modifier]
Le papetier au XVIe siècleDans un premier temps, on a utilisé un cadre de bois recouvert d'un tamis d'abord végétal et non fixé (c'est toujours le cas en Orient) puis métallique à partir de 1275 en Italie. Cet ensemble s'appelle une forme et sert à puiser la pâte dans une cuve ou elle a été diluée en fonction du grammage du papier à fabriquer. Après égouttage, on peut transférer la feuille sur un feutre. Différentes couches de feutres et de feuilles peuvent être pressées afin de retirer l'excédent d'eau, avant un séchage définitif à l'air libre dans un étendoir. En Orient on continue dans certains endroits à utiliser la forme comme un moule et à faire sécher la feuille sur son moule. On utilise ainsi autant de formes que de feuilles fabriquée.
La production s'effectue à l'aide de gigantesques machines de plus de 100m de long et jusqu'à 10m de laize (largeur). La feuille est produite à une vitesse allant jusqu'à 1800m/min.
On peut diviser la fabrication en deux étapes : la préparation de la pâte à papier et la fabrication du papier lui-même.
La pâte à papier arrive très diluée (environ 1%) dans la caisse de tête et passe entre deux lèvres afin d'avoir un jet bien uniforme. La solution est déposée sur un tamis roulant ou "toile de fabrication". L'eau utilisée pour le transport des fibres s'égoutte à travers les mailles de la toile, d'abord par simple gravitation. L'égouttage est accéléré par la rotation des pontuseaux, rondins placés sous la toile pour la soutenir et dont le mouvement rotatif provoque une aspiration. Les fibres retenues par la toile commencent à former un tapis de plus en plus dense, il devient nécessaire d'éliminer l'eau par succion à l'aide des caisses aspirantes disposées sous la toile après les pontuseaux.
Un cylindre égoutteur situé en travers de la toile entre deux caisses aspirantes peut être revêtu d'une fine toile métallique et d'un motif soudé sur ce fond. Le motif marque la feuille encore humide et sera ainsi visible par transparence lorsque la feuille sera sèche. C'est ainsi que l'on obtient filigranes, vergeures, grains fantaisie. L'eau d'égouttage qui contient des fibres non retenues par la toile est recyclée.
Les sécheurs sont des cylindres creux placés les uns à la suite des autres.La feuille se forme à la fin de ce tamis et est pressée entre deux cylindres pour évacuer le maximum d'eau avant son séchage. À la sortie des presses, la feuille a perdu de son épaisseur et sa teneur en eau n'est plus que d'environ 60%.
La feuille qui sort des presses est suffisamment solide pour quitter le support de feutre et entrer directement en contact avec les sécheurs : de gros cylindres chauffants dont la température augmente progressivement, jusqu'à atteindre 120°C, ce qui entraîne l'évaporation de l'humidité. De cylindre en cylindre la température redescend progressivement.
En fin de fabrication, le papier a une teneur en eau proche de 5%.
Traitements complémentaires [modifier]
On peut alors ajouter des traitements de surface pour améliorer son imprimabilité en faisant passer la feuille dans une size-press (papier photo par exemple).
La presse encolleuse est utilisée pour le traitement complémentaire du papier.La size-press appelée « presse encolleuse » est placée avant les derniers sécheurs. Il s'agit de deux rouleaux disposés côte à côte horizontalement qui forme une cuvette que l'on alimente avec la sauce voulue. Le papier passant entre les deux rouleaux est enduit de sauce colorée pour teinter le papier par exemple.
Certains papiers reçoivent un collage de surface dans le but d'assurer la cohésion extérieure de la feuille, afin de maintenir les fibres de surface susceptibles de se relever inopinément. Ces morceaux de fibres qui adhèrent mal peuvent encrasser les caractères des machines à écrire, accrocher la plume lors de l'écriture manuelle ou provoquer des imperfections dans les aplats imprimés.
C'est ainsi que certains papiers sont colorés en surface, ou que le papier couché reçoit une première préparation.
La feuille une fois séchée peut subir le calandrage qui consiste à presser de nouveau la feuille entre plusieurs lourds rouleaux afin de rendre le papier bien lisse. On parle alors de papier glacé ou calandré.
Afin d'en améliorer l'imprimabilité, on peut déposer à la surface du papier sur une seule face (papier étiquettes) ou sur les 2 faces (papier pour impression) une couche pigmentaire, on parle alors de papier "couché". Ces couches pigmentaires sont principalement constituées de charges minérales (carbonates et kaolins principalement) ainsi que de latex synthétiques (styrènes butadiènes ou styrènes acryliques) et sont déposées au moyen de machines appelées "coucheuses", elles ont pour objectif de régler l'absorption des encres afin de conserver leurs pigments en surface. En sortie de la coucheuse le papier est d'aspect "mat" ou "semi mat" mais, après une opération de calandrage il peut être rendu "brillant".
On obtient alors une bobine qui est tronçonnée à la taille voulue à la bobineuse. Les bobines de papier peuvent être utilisées telles quelles (impression sur presse rotative) ou reconditionées sous forme de feuilles de formats divers.
Le papier, c’est la vie !
Indispensable papier !
Peut-on imaginer un monde sans papier ?
Qui d'entre nous a réellement envie de se passer de ces plaisirs : écrire sur un beau papier, recevoir une lettre et la relire, envelopper un cadeau dans un bel emballage, conserver ses souvenirs intacts dans un carton, utiliser des produits d'hygiène irréprochables ?
Aujourd'hui, le papier et le carton sont omniprésents dans notre vie à travers leurs différents usages.
Le papier a su accompagner les mutations technologiques et sociologiques en innovant et en s'adaptant à la demande des consommateurs. Matériau écologique, il a également su répondre aux préoccupations environnementales des utilisateurs.
Consommation du papier
Depuis plus de 10 ans, la consommation de papiers et cartons dans le monde s'accroît d'environ 3,3% chaque année.
Sur cette période, la consommation française de papiers et cartons s'est accrue en moyenne de 0,8% par an, une augmentation a été enregistrée en 2007 à hauteur de 2%.
A titre d’exemple, la consommation française des papiers à usage graphique a augmenté de 7% au cours de ces dix dernières années, celle des papiers et cartons d'emballage et conditionnement s'est accrue de 6,2% et celle des papiers d’hygiène a progressé de 33% depuis 1997.
Pourtant, certains estiment que le développement des nouvelles technologies de l'information et de la communication va entraîner sa disparition.
Au contraire : l’apparition de nouvelles technologies a crée de nouveaux usages du papier
: http://www.forum-auto.com/tuning/s [...] 394896.htm
: http://www.forum-auto.com/tuning/s [...] 392162.htm
![[:topette]](http://images.forum-auto.com/images/perso/topette.gif "[:topette]")
