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RÉSUMÉ
L'eau est un élément essentiel dans la fabrication des papiers et cartons, 95 à 98 % des eaux utilisées pour le procédé sont déjà recyclées en interne. Les contraintes environnementales incitent les papetiers à réduire toujours plus l'utilisation d'eau claire et à développer des stratégies de gestion d'eau conduisant à une production de papiers de qualité avec un minimum d'eau claire. Cet article décrit les difficultés induites par la réduction des utilisations d'eau, mais aussi les bonnes pratiques de gestion des eaux qui permettent d'en diminuer les impacts sur la productivité et le milieu naturel.
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Sylvie NIVELON : Ingénieur de l'École française de papeterie et des arts graphiques - Ingénieur de recherche au Centre technique du papier, Grenoble, France
INTRODUCTION
La gestion de l'eau en papeterie a une importance primordiale ; en effet, l'eau est un élément essentiel dans le processus de fabrication du papier, elle remplit différentes fonctions durant la production : elle est le support des matières premières, leur véhicule dans toute la filière de fabrication, elle transporte l'énergie sous forme de vapeur, elle assure le refroidissement et la lubrification des nombreux éléments tournants, elle maintient la propreté de la machine à papier et enfin elle permet aux fibres de s'organiser sous la forme d'un matelas homogène pour former une feuille de papier.
Sous l'angle historique, l'industrie papetière a été considérée comme une grande consommatrice d'eau et comme un facteur significatif de pollution en raison de ses rejets dans l'environnement. Pourtant depuis ces 40 dernières années, et grâce à un certain nombre de mesures au niveau de l'environnement, tant sur le plan interne que sur le plan externe, les émissions vers le milieu récepteur ont été diminuées de 90 %, voire plus.
La consommation spécifique d'eau (m3/tonne de papier produit) des sites français de production de papiers et cartons a diminué considérablement : toutes sortes confondues, elle avoisinait 80 m3/t en 1974, elle est inférieure à 16 m3/t de nos jours. Pour arriver à cette situation, l'industrie papetière a dû développer des solutions afin de pouvoir recycler les eaux de procédé chargées en matières en suspension, en matières solubles et colloïdales, organiques et inorganiques. Cela a été permis grâce aux efforts de recherche et de mise au point de nouveaux matériels toujours plus performants. C'est aussi le fruit des investissements colossaux consentis par cette industrie en matière d'optimisation des procédés et d'environnement.
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Évolution des technologies concernant la gestion des eaux en papeterie
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1. Importance de l'eau dans la fabrication du papier
La première opération de la fabrication du papier va consister à mettre les fibres de cellulose en suspension dans l'eau (figure 1). L'eau joue des rôles multiples en papeterie : au niveau hydraulique, c'est d'abord le milieu dans lequel les éléments fibreux et les charges peuvent se disperser en éléments individuels, c'est ensuite le véhicule des matières premières tout au long des circuits de fabrication du papier, et enfin c'est un répartiteur des matières en suspension lorsque la pâte diluée arrive sur la toile de la machine à papier. L'aspect, la constitution et les caractéristiques de la feuille dépendent des écoulements, depuis l'arrivée à la caisse de tête jusqu'à la consolidation de la feuille.
Du point de vue des propriétés physico-chimiques, les fibres sont très hydrophiles et les molécules d'eau se fixent en couches sur leurs surfaces . Il en résulte une modification de l'état physique des fibres qui conditionne les caractéristiques du papier, les fibres gonflent, elles deviennent plus souples. L'eau qui s'intercale entre les fibres permet de les maintenir en suspension et individualisées, jusqu'à la table de fabrication sur laquelle la feuille se forme : les fibres se positionnent de façon à donner des propriétés de résistance particulière au papier grâce à un effet hydraulique maîtrisé. L'eau est drainée tout au long de la table de fabrication permettant aux liaisons hydrogène entre les fibres de se reformer, puis la feuille est pressée et séchée. L'humidité résiduelle du papier, qui est de l'ordre de 5 à 7 %, lui permet de ne pas être cassant.
La fabrication du papier nécessite l'utilisation de produits chimiques (agent de rétention, de collage, antimousse, biocide, etc.). Pour ces agents de fabrication, l'eau, en plus du rôle de véhicule, assure celui de diluant, de dispersant, d'ionisant, etc.
En plus de son rôle particulier dans le processus de fabrication du papier, l'eau a d'autres utilisations toutes aussi importantes :
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elle est utilisée d'une façon continue pour les nettoyages des toiles et des feutres. En discontinue,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - VALLETTE (P.), DE CHOUDENS (C.) - Le bois, la pâte, le papier. - Livre CTP.
-
(2) - ZIPPEL (F.) - Water management in paper mills. - Livre.
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(3) - MOLIN (C.), OSSARD (S.), GUILLET (F.) - Maîtrise de l'énergie dans l'industrie des pâtes. - Papiers, Cartons. Livre CTP.
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(4) - Guide d'économie d'énergie en fabrication du papier. - HydroQuébec, (2010).
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(5) - BOUVET (C.) - Les critères de choix d'une pompe à vide. - Info Chimie magazine no 452 (déc. 2003).
-
(6) - ADEME - Compresseurs d'air. - DABEE, Département Industrie et Agriculture (2006).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Guides pour la mise en place de l'autosurveillance et le « Suivi Régulier des Rejets » http://www.pays-de-la-loire.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/vade-mecum_autosurveillance_cle2c557f.pdf http://www.eau-seine-normandie.fr/fileadmin/mediatheque/Entreprise/REDEVANCES/GUIDE_SUIVI_REGULIER_REJETS/Guide_SRR_internet_-_version_au_10-10-2011.pdf
Déclaration en ligne des données d'autosurveillance https://gidaf.developpement-durable.gouv.fr/Gidaf/
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