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Michel PETIT-CONIL : Ingénieur de l’École Française de Papeterie et des Industries Graphiques de Grenoble Docteur en Génie des Procédés Ingénieur de recherche senior au Centre technique du papier
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le papier est peut-être le matériau le plus utilisé de par le monde sous les diverses formes où il est possible de le produire : papiers pour impression et écriture, papiers techniques, cartons plats, cartons ondulés, emballages... Il peut même être destiné à d'autres emplois que la communication et l'emballage : de nombreux papiers dits techniques sont produits pour entrer dans la conception de pièces pour automobiles ou pour composants électriques.
Comme nous le verrons dans les différents paragraphes, il existe diverses techniques de préparation de la matière première (bois ou plantes annuelles), mais le principe fondamental de formation d'une feuille de papier reste le même : dépose d'une suspension de fibres papetières (pâte à papier) sur une toile permettant l'égouttage et la création de liaisons entre ces fibres, puis essorage par pressage et séchage. Seules les technologies utili-sées ont été modernisées. Le principe de base reste le même depuis l'invention de ce matériau si utile à l'homme.
En grande majorité, le papier ou le carton (association de différentes couches de papiers) est produit à partir de fibres provenant du bois. Mais tout matériau lignocellulosique peut être une source potentielle de fibres papetières. C'est pourquoi de nombreuses plantes annuelles (paille de blé ou de riz, bambou, roseau, lin, chanvre) sont utilisées, surtout dans les pays pauvres en forêts.
Il existe deux grands types de procédés de fabrication de la pâte à papier : les procédés mécaniques de séparation des fibres par défibreur ou raffineur et les procédés chimiques basés sur la dissolution de la lignine.
Ces procédés seront décrits dans cet article. Le fascicule suivant [J 6 901] présentera les procédés de fabrication des papiers et cartons.
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2. Procédés de fabrication de pâtes à papier
Pour la fabrication de pâtes à papier, il existe deux grands types de procédés : les procédés mécaniques et les procédés chimiques qui se distinguent par les technologies utilisées et par les fibres produites. Si les seconds sont essentiellement basés sur la dissolution de la lignine et son extraction des parois des fibres pour obtenir des fibres peu dégradées, longues, souples et constituées uniquement de polysaccharides, les premiers ont pour but de séparer les fibres mécaniquement sans perte excessive de matière.
Leur classement peut se faire selon leur rendement :
-
rendement supérieur à 90 % : pâtes mécaniques de défibreur ou de meule, pâtes thermomécaniques (TMP) et pâtes chimico-thermomécaniques (CTMP) ;
-
rendement compris entre 80 et 90 % : pâtes chimicomécaniques (CMP) ;
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rendement compris entre 70 et 80 % : pâtes mi-chimiques ;
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rendement compris entre 45 et 55 % : pâtes chimiques.
2.1 Pâtes mécaniques
Il existe de nombreux procédés mécaniques qui peuvent se classer en trois grandes catégories :
-
les procédés mécaniques utilisant une meule abrasive en rotation pour transformer des rondins de bois en fibres soit à pression atmosphérique (SGW Stone Ground Wood ) soit sous pression (PGW Pressure Ground Wood );
-
les procédés mécaniques sur des copeaux utilisant des raffineurs à disques sans traitement chimique du bois, et sans traitement thermique (RMP Refined Mechanical Pulp) ou avec (TMP) avant d’être transformés en fibres;
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les procédés mécaniques sur des copeaux utilisant des raffineurs mais avec un traitement chimique préalable du bois (CTMP et CMP).
2.1.1 Procédés utilisant des défibreurs à meule
Les rondins de bois, préalablement écorcés, sont soumis à l’action d’une meule abrasive en rotation (figure 3) [2]. La meule comporte en surface...
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