PAPIER

Né probablement en Chine vers la fin du iii^e siècle avant J.-C., le papier s'est progressivement imposé comme un indispensable support et vecteur de la pensée humaine. Ce matériau recyclable et renouvelable n'a cessé de se transformer et de s'adapter pour devenir au xx^e siècle un matériau « intelligent » capable de se plier à toutes les exigences et d'investir tous les secteurs de l'activité humaine, y compris la mode, le design, les loisirs, l'emballage et le conditionnement, l'hygiène, le médical, la communication et le high tech. C'est un matériau d'exception, auquel on peut prédire encore une grande longévité.

Définition du matériau papier

Le papier est un matériau à structure poreuse, anisotrope (ses propriétés varient selon la direction considérée), constitué essentiellement de fibres cellulosiques enchevêtrées, réparties en feuille mince, et agglutinées par des liaisons naturelles de type hydrogène (liaisons –OH ou hydroxyles).

Les fibres cellulosiques utilisées pour la fabrication du papier sont issues majoritairement du bois dont elles constituent de 40 à 55 p. 100 de la matière anhydre, selon les espèces. Le reste du bois est constitué principalement par de la lignine (18 à 28 p. 100), substance organique qui soude les fibres cellulosiques entre elles, assurant ainsi la rigidité et la solidité de l'arbre, et par 10 à 30 p. 100 d'hémicelluloses. Les fibres de bois de résineux, plus longues et plus résistantes, fournissent au papier ses principales caractéristiques mécaniques. Elles sont en particulier utilisées pour la fabrication de papiers d'emballage. Les fibres de bois de feuillus, plus courtes, plus opaques et plus absorbantes, sont utilisées pour celle des papiers d'impression et des papiers sanitaires et domestiques.

On utilise quelquefois, pour des raisons économiques ou pour des applications particulières, des fibres issues d'autres végétaux : pailles, bagasse, alfa, abaca, bambou, coton, lin, chanvre. Ces applications restent cependant minoritaires et représentent moins de 10 p. 100 de l'ensemble des pâtes à papier vierges (directement issues de végétaux) produites dans le monde.

La cellulose est le constituant essentiel des fibres cellulosiques. Elle est formée de longues chaînes de groupes anhydro-glucoses qui, par arrangement, donnent des microfibrilles, puis des fibrilles, éléments formant la paroi de la fibre. La fibre se présente sous la forme d'un ruban souple et creux dont les dimensions varient de 0,5 à 5 millimètres pour la longueur et de 10 à 50 micromètres pour le diamètre selon les espèces végétales. Le raffinage, qui consiste à transmettre de l'énergie mécanique aux fibres par cisaillement et frottement, permet de modifier la physicochimie de leur surface et de faciliter la fibrillation de leur paroi pour augmenter le potentiel de liaisons hydroxyles, garantes d'une meilleure cohésion et d'une plus grande solidité du papier.

D'autres produits non fibreux, comme les charges minérales (kaolin, talc, carbonate de calcium, dioxyde de titane) et divers produits chimiques ou adjuvants (amidon, colorants, résines, polymères, etc.), entrent dans la composition des papiers. Ces produits ajoutent des caractéristiques supplémentaires ou spécifiques au papier, ou bien facilitent la bonne marche et la productivité de la machine à papier. Tous ces constituants, dosés selon une recette propre à chaque sorte de papier, sont mélangés à de l'eau pour former la pâte à papier qui est envoyée vers la machine à papier.

Le carton est un matériau de structure similaire au papier mais de rigidité supérieure. Il est obtenu par superposition et mariage de plusieurs jets de pâtes à papier ou de plusieurs feuilles fibreuses humides.