Structure microscopique des fibres d'une feuille de papier.
Feuille de papier.
Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un matériau de base dans les domaines de l’écriture, du dessin, de l’impression, de l’emballage et de la peinture. Il est également utilisé dans la fabrication de composants divers, comme les filtres.
L’histoire du papier remonte à l’Antiquité. Le papier porteur d’un message le plus ancien connu à ce jour date de l’an 8 av. J.-C. et a été trouvé en Chine.
Histoire
Antiquité
Papyrus égyptien.
Le « papier » définit tout ce qui est constitué de fibres de cellulose 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 notamment), 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 régurgitant de la cellulose malaxée, même si rien n'indique que l’idée de fabriquer du papier provienne de cet exemple. 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, soie, os, pierres ).
Les tapas (feutre végétal fait du liber de certaines écorces battues et assemblées) dont l’utilisation est connue 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 tout premiers ancêtres du papier. Il en est de même du papier d'amate des Aztèques obtenu par battage du liber de ficus employé à l'écriture des codex précolombiens.
Fabrication de papier en Chine (animation).
En Chine, les premiers témoignages de l'écriture chinoise sont gravés sur des os oraculaires d'époque Shang et sur des moules servant à couler des objets en bronze. Les premières calligraphies au pinceau semblent avoir été écrites, sur des fiches, à l'intérieur des sections verticales de bambous fendus ou des tablettes de bois mince, tenues par des cordes et assemblées en rouleaux dès le IV siècle avant notre ère. Les stèles gravées devaient en conserver et exposer publiquement la trace. Ainsi dès le premier empereur, Qin Shi Huang (-259 à -210), des stèles publiques furent installées dans chaque province, afin de dire ce qui était désormais la loi et les châtiments infligés aux contrevenants. La tombe n 3 de Mawangdui a livré le plus ancien traité d'astronomie ainsi qu'une carte, tracés à l'encre sur soie. Par ailleurs on conserve à l'Institut Archéologique du Gansu une correspondance privée, la plus ancienne conservée à ce jour (32-7 avant notre ère), à l'encre sur soie, en très bon état de conservation. Les premiers vestiges d'un papier grossier, découverts sur l'ancien limes des Han, remontent en Chine au II siècle avant notre ère.
Trouvé en 2006 à Dunhuang (province du Gansu), le papier porteur d’un message le plus ancien connu à ce jour est daté de 8 av. J.-C., sous la dynastie des Han Occidentaux (-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.
La composition du papier en Chine ne comporte pas de riz mais consiste pour l'essentiel de fibres de lin, d'une certaine proportion de fibres de bambous et d'autres composants qui permettent de varier les papiers à l'infini, en couleur éventuellement. Sous les Han Orientaux, les stèles qui portent les textes des ouvrages « classiques », mis au programme des examens, pouvaient être estampés sur papier afin d'être étudiés. Les stèles pouvant porter aussi des figures, ou pouvait obtenir un bon estampage au moyen d'un papier humide qui venait se mouler sur les creux ; puis après séchage, encrage on pouvait effectuer sa reproduction sur papier par l'emploi d'un frotton. Ce qui permit de diffuser images et textes depuis les Han jusqu'aux débuts de la xylographie.
D’après une tradition chinoise, ce serait Cai Lun, « ministre de l’agriculture » qui, en 105, sous les Han Orientaux, aurait codifié pour la première fois l’art de fabriquer du papier et en aurait amélioré la technique afin de le produire en masse. Il devint dès lors le support ordinaire de l'écriture. La xylographie apparaît en Chine dans le courant du VIII siècle et se développe rapidement dans un contexte populaire de diffusion du bouddhisme et d'usages populaires (sciences occultes, almanachs, lexiques et brèves encyclopédies populaires, manuels d'instruction élémentaires, recueils de modèles de compositions pour les concours officiels, ouvrages historiques…). Rapidement, les milieux dirigeants et les lettrés s'en servent : les Neuf Classiques sont imprimés à Kaifeng sur ordre impérial en 932 et 952.
Du VIII siècle au Moyen Âge
Le secret de la fabrication de papiers de qualité est resté chinois et japonais jusqu’au VIII siècle. Lors de la bataille de Talas en 751 (dans l'actuel Kirghizistan), 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 comprirent rapidement l’intérêt de ce nouveau support tant dans la sphère religieuse que dans celle des sciences et techniques. Samarcande devint le tout premier centre de production du monde musulman. Par ailleurs la fabrication fût améliorée en incorporant à sa préparation des chiffons. La révolution du papier catalysa ainsi l'« âge d'or islamique ».
Le papier se diffuse avec l'expansion de l'islam. On le retrouve à Bagdad en 793, au Caire en 900. Il arrive en Al-Andalus (sud de l'Espagne actuelle) à Xàtiva (San Felipe, Espagne) en 1056, puis se propage en Occident : en Sicile en 1102, à Fabriano (Italie) en 1276 mais sous une forme complètement différente, et dans le sud de la France au milieu du XIII 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). Il n'arrive dans le nord de la France qu'au milieu du XIV siècle vers Troyes. La première fabrique de papier en Europe, située à Xàtiva près de Valence (Espagne), date d'environ 1150 . 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 cela 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. Celui-ci devient alors l’objet du début d’une industrie, avec utilisation de l’énergie hydraulique. À partir du XVII 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 de la France devient une très grande région papetière dans laquelle les Néerlandais 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 l'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 XVIII 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 XVIII 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 Réaumur.
C’est incontestablement au XIX 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 dix 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 progressivement à remplacer le chanvre.
Anselme Payen.
Déjà en 1719 dans un mémoire présenté à l’Académie, René-Antoine Ferchault de Réaumur pressentait l’usage que l’on pouvait faire de la fibre de bois pour fabriquer du papier après avoir étudié de près les nids de guêpe. L'Allemand Friedrich Gottlob Keller (en) dépose un brevet en 1844 sur la fabrication de pâte de bois, obtenue à l’aide d’une meule.
La deuxième moitié du XIX 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, le Marihuana Tax Act, une taxe pour lutter contre la production de drogue à partir du cannabis, sonne le glas du chanvre en papeterie. 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). L’industrialisation lourde est alors lancée. En 1908, la plus grosse machine a une laize (largeur) de 4,30 mètres 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 1 000 m/min est franchi en 1958. En 2000, la vitesse de 1 800 m/min est atteinte pour la fabrication du papier journal. Actuellement, les machines font jusqu’à 10 mètres de laize et tournent à près de 2 000 m/min.
XXI siècle
Au début du XXI siècle, les problèmes écologiques, liés à la déforestation, à des problèmes quantitatifs et qualitatifs de gestion de l'eau et à la raréfaction de nombreuses ressources, poussent au retour au-devant de la scène des méthodes de recyclage ainsi qu’au retour progressif de la production de plantes à fibres à pousse rapide et écologique comme le chanvre ou le lin.
Dans le cadre de la Responsabilité sociale et environnementale (RSE), et alors que la France est encore le 7 consommateur mondial de papier, et que plus 10 à 15% du papier est importé de zones du monde où l'industrie papetière est source de déforestation ou d'artificialisation des forêts, de grandes ONG environnementales s'intéressent aussi à la politique plus ou moins vertueuse des entreprises et collectivités en matière de recyclage. Le WWF a ainsi en 2010 créé en France le PAP50 , avec une première enquête publiée en 2010.
Technique
Histoire des procédés
Pile hollandaise.
Jusqu’au XIX 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 « pourrissoir » (cuves) où ils macéraient pendant plusieurs semaines. Ensuite, les chiffons étaient broyés dans la pile à maillets.
La pile à maillets, inventée au XIII 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
Défibreur à chaînes et meule circulaire
Pâte vierge
La pâte à papier est le matériau de base. Elle peut être produite à partir de différents composants incluant notamment : le bois et d’autres matières ligno-cellulosiques (bagasse de canne à sucre, paille) ; le papier (dans le cas du recyclage) ; les plantes fibreuses comme le chanvre ou le lin ; le tissu (chiffons de coton) ; et le crottin (de cheval ou d'éléphant par exemple).
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, elle, 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 est exploitée un peu plus tard par une usine, située aux Portes de Paris, qui 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, fabrique du papier avec la cellulose du crottin des éléphants de la réserve africaine de Sigean.
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 XIX siècle) 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 XVIII 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 2006, 6,9 millions de tonnes de papiers et cartons ont été récupérées en France, sur une consommation apparente de 10,7 millions de tonnes. La pâte à papier recyclée est élaborée selon un procédé particulier. Les vieux papiers (issus en général de journaux, magazines et cartons) sont triturés (déchiquetés) dans un pulpeur avec de l'eau, la pâte ainsi obtenue est épurée (filtrée) puis stockée 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 nécessitent beaucoup d'eau (au total 130 l pour fabriquer 500 feuilles de papier recyclé, contre seulement 51,1 l pour 500 feuilles produites à partir de bois). Mais le bilan de matières premières et le bilan énergétiques sont en faveur du papier recyclé.
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 45 g au 350 g 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
Le papetier au XVI siècle.
Dans 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 où 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 fabriquées.
La production s’effectue à l’aide de gigantesques machines dépassant souvent 100 mètres de long et jusqu’à 10 m de laize (largeur). La feuille est produite à une vitesse pouvant aller jusqu’à 1 800 m/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 une « table de formation » (tamis roulant) composée d'une toile et d'organes d'égouttage. 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 complété par des racles (foils) dont la forme aérodynamique engendre une aspiration avec la vitesse de la toile et/ou la rotation de 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 racles ou pontuseaux.
Les sécheurs sont des cylindres creux placés les uns à la suite des autres.
Un cylindre égoutteur est éventuellement situé en travers de la toile entre deux caisses aspirantes et 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. La feuille ainsi formée à la fin de la table passe par une section de presses (deux cylindres exerçant une pression sur la feuille) 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'eau restante dans la feuille. De cylindre en cylindre la température redescend progressivement. En fin de fabrication, le papier a une teneur en eau comprise entre 5 et 10 %.
Traitements complémentaires
La presse encolleuse est utilisée pour le traitement complémentaire du papier.
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 size-press, appelée « presse encolleuse », est placée avant les derniers sécheurs. Il s’agit de deux rouleaux disposés côte à côte horizontalement qui forment 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 reconditionnées sous forme de feuilles de formats divers.
Les couches pigmentaires et les apprêts (les « sauces ») sont fabriqués la plupart du temps dans un atelier séparé (la « cuisine »), comprenant broyeurs et mélangeurs. Les sauces une fois prêtes à l'emploi sont stockées en réservoirs, puis envoyées par canalisations directement sur les cylindres d'application.
Fabrication du papier aquarelle
Typologie
Le « papier » définit les matériaux constitués de fibres végétales dont le grammage est inférieur à 224 g/m.
Mesures de quantité de feuilles
la rame : 500 feuilles. Pour les petits formats (A4, A3), on parle souvent d'une « ramette ».
la main : 25 feuilles
le doigt correspond à 5 feuilles.
Ces unités découlent de la visite manuelle des feuilles de papier dans les anciennes salles de triage ; les ouvrières comptaient les feuilles de papier et les tenaient sur la main à raison de cinq par doigt.
Mesures de qualité du papier
L’épaisseur (en micromètres, par exemple le papier à lettres a une épaisseur de 110 micromètres)
Le grammage, on parle aussi de force (en grammes au mètre carré, pour exemple le papier à cigarette pèse 20 g/m² en moyenne et le papier à lettres 80 g/m²)
L'humidité en % par rapport au grammage ou en poids d'eau
La main : rapport épaisseur/grammage
Le lissé Bekk (s) : temps d’écoulement d’un volume d’air en surface du papier
La porosité Bekk, ou perméabilité à l’air : flux d’air à travers un papier
L’opacité
La blancheur (mesurée à 457 nm)
La brillance : mesurée généralement à 20, 60, 75 et 85°
La rugosité, qui est la taille moyenne des bosses présentes sur le papier, se mesure en µm.
Le bouffant qui mesure l’augmentation d’épaisseur du papier lorsqu’on en considère une pile (le papier type Bande-dessinée est très bouffant, alors que le papier bible a un bouffant très faible), c’est le rapport entre la mesure de 5 feuilles (mesurées ensemble) par le grammage
La teinte ou couleur : L (luminance), a (axe rouge(+)/vert(-)), b (axe jaune(+)/bleu(-))
La rigidité
La longueur de rupture
Le module de Young : cette mesure réalisée en continu sur la machine à papier permet de régler les paramètres de fabrication au fil de la production (cette opération peut être automatisée).
Le coefficient de friction du papier par rapport à un autre matériau (papier, métal, caoutchouc…)
La cohésion d’un papier : propriété constitutive du papier traduisant l’homogénéité de sa tenue interne (cohésion des fibres et des liaisons hydrogène).
Grammages selon l'utilisation
Un empilement de feuilles de papier
Papier à cigarette : entre 12 et 25 g/m²
Papier mousseline : entre 18 et 30 g/m²
Papier journal : 42 g/m²
Impression - écriture : 65-80-90 g/m²
Cartonnette : 120 g/m²
Photographie 10×15 archive : 175 g/m²
Photographie 10×15 qualité : 250 g/m²
Couverture de livre : 240-250 g/m²
Aquarelle : 300-600 g/m²
Dessin : 90-150 g/m²
Utilisations
Affiche
Art : papier aquarelle, papier dessin, papier pastel
Billet de banque (papier-monnaie)
Bureautique et imprimerie
Correspondance : papier à lettres, carte postale, timbre postal, papier Bristol
Cuisine : pour faciliter le démoulage ou éviter l’adhérence de la préparation à la plaque de cuisson, ou comme conditionnement de pâtisseries individuelles.
Emballage (notamment des aliments), protection et mise en valeur
Hygiène : mouchoir, papier toilette, papier d’Arménie
Médecine : le non-tissé, voile de fibres de plus en plus utilisé en remplacement du tissu, en particulier par la médecine et la chirurgie (champs et vêtements stériles à usage unique). Il existe plusieurs types de fabrication, dont la technique papetière. Le papier était souvent utilisé, au XVII siècle en Angleterre, en tant que support médical afin d'appliquer des onguents, etc.
Papier à cigarette
Protection : ombrelles
Technique : buvard, papier-émeri, papier-filtre, papier sulfurisé, papier thermique, papier de verre, carte perforée, décor (pour mobilier ou sol stratifié…)
Impacts socio-environnementaux
La filière papier carton consomme de l'eau durant tout le circuit de fabrication. La plus grande partie des eaux utilisées dans le procédé papetier est recyclée. Après utilisation et traitement, plus de 90 % de l’eau prélevée est restituée au milieu naturel selon des conditions de rejet fixées par la réglementation et qui font l’objet de nombreux contrôles. L’industrie papetière a réduit ses prélèvements et rejets d’eau de plus de 80 % depuis le début des années 1980.
Les processus papetiers font partie des industries les plus intensives en énergie. La plus grande partie de l’énergie consommée provient de la biomasse. En effet, la production de pâtes à partir de bois ou de papier et cartons recyclés conduit à différents sous-produits qui peuvent être valorisés énergétiquement. Ceci est un avantage sur le plan économique, puisque l’industrie produit une grande partie de l’énergie qu’elle consomme, mais aussi sur le plan environnemental, puisque le CO2 émis par la combustion de la biomasse est réabsorbé par la biomasse en croissance.
La consommation de papier est facile à mesurer. Elle est donc devenue l'un des axes de reporting environnemental (compte rendu environnemental) des collectivités et grandes entreprises. En 2010, les « politiques papier » de cinquante grandes entreprises françaises dont celles du CAC 40 (18 n'ont pas souhaité répondre) ont été analysées, avec la proportion de papier « responsable » qu'elles utilisent et les actions de maximisation du recyclage. Quelques-unes ont été classées « vertueuses », mais beaucoup peuvent fortement progresser. L'étude rappelle qu'un Français en moyenne consomme trois fois plus de papier et carton que dans le monde, et que 78 % des papiers graphiques consommés en France sont issus de l'importation. Pour mieux juger leur niveau de performance environnementale, les entreprises peuvent s'appuyer sur des bases de données nationales ou mondiales (FAO, FAOSTAT).
La consommation de papier est un des axes de la politique RSE (responsabilité sociale ou sociétale des entreprises)
Support d'écriture
Papier millimétré
Le papier est d'abord le support de l'écriture, ce pourquoi il fut probablement pour la première fois utilisé, il y a environ 2 000 ans. On le retrouve donc en bureautique et en imprimerie et de plus en plus comme support d'images publicitaires.
Dans la première moitié du XIX siècle, il semble qu'il ait été simplement ligné. L'école obligatoire rend utile l'adoption du quadrillage pour faciliter l'acquisition d'une écriture régulière. Le cahier à petits carreaux semble avoir fait son apparition vers 1870-1890. Le brevet du quadrillage à « grands carreaux » ( un carré de 0,8 cm de côté découpé horizontalement en quatre espaces de 0,2 cm de haut) est déposé par Jean-Alexandre Seyès le 16 août 1892, à Pontoise et s'impose dans l'enseignement français.
Le papier quadrillé a fait son apparition à Paris vers 1860 grâce à l'invention d'Alexandre Reichmann. Il peut être utilisé en sciences, comme support de graphiques très précis, dans le cas du papier millimétré. Ce type de papier a des carreaux de seulement 1 mm.
Les journaux publiés à grande échelle sont composés de papier journal, un type de papier moins cher et plus léger que les papiers classiques. À l’inverse, le papier glacé (un papier couché ou non avec un pelliculage mat ou brillant), qui peut être utilisé en photographie, présente une qualité et un poids nettement supérieurs.
Le papier calque est un type de papier semi-transparent destiné à reproduire un dessin sur du papier traditionnel. Le papier carbone le permet aussi, bien qu’il soit également utilisé en décoration et en art postal.
Art du papier
Grue en papier
La jeune fille en rouge, Paperolles de Rémy Ryan Richards, 2012.
Papier découpé chinois
Originaire de Chine et très populaire au Japon, l’origami est l’art du pliage du papier. L’origami utilise une feuille, en général de forme carrée (mais ce n’est pas toujours le cas), que l’on ne découpe pas en principe. Les modèles d’origami commençant souvent par une même succession de plis, il arrive fréquemment qu’il faille partir d’une base. Il faut ensuite suivre un diagramme, schéma détaillant par une succession de figures chacun des plis à exécuter pour parvenir au modèle final. L’origami peut prendre des formes aussi simples qu’un chapeau ou qu’un avion de papier, ou aussi complexes que la tour Eiffel ou un animal.
Il existe d’autres arts exploitant le papier, comme le kirigami, qui est l’art du coupage du papier. Le papier découpé chinois est une forme d’art qui existe depuis l’invention du papier en Chine, il y a environ 2 000 ans. Les motifs en sont des animaux, des fleurs, ou d’autres formes découpées aux ciseaux ou avec un couteau. Les papiers-découpés chinois servant essentiellement à l’ornementation des portes ou des fenêtres, ils sont aussi appelés fleurs de fenêtres ou silhouettes découpées. Le papier (ou le carton) découpé, plié et collé est également utilisé comme matériau dans la réalisation de modèles en papier en volume.
Le quilling, en français paperolles, est une forme artistique alliant l'art du collage et l'art sculptural. C'est une discipline basée sur l'enroulement de bandes de papier pour former boucles, cercles et autres navettes, lesquelles sont collées sur l'arrête d'un support pour constituer un sujet en trois dimensions. Elle fut surtout pratiquée pendant la Renaissance par des organisations pauvres pour vénérer Dieu, embellir les messages sacrés et ainsi promouvoir leurs croyances. À partir du XVIII siècle, le genre se démocratise dans certains pays d'Europe où cette discipline devient populaire en s'installant dans le domaine de la décoration. Aujourd'hui les paperolles bénéficient d'un regain d'intérêt en tant que loisir créatif mais aussi en tant qu'Art.
Le Voyage du petit peintre, de Lothar Meggendorfer (1891).
Le pop-up, en français « livre animé », est un ouvrage structuré comportant des pages à mécanismes, qui, quand on l'ouvre, met en valeur une scène et/ou structure en trois dimensions. L'origine de cet art remonte à la fin du XV siècle, mais il ne fut popularisé qu'à partir de la seconde moitié du XVIII siècle grâce à son insertion dans les livres anglais destinés à la jeunesse. Il obtient un regain d'intérêt dans les années 1950 par le biais d'ouvrages de l'auteur tchécoslovaque Vojtěch Kubašta, qui le remit au goût du jour. Cet art atteint son apogée dans les années 1970.
Utilisations décoratives et festives
Confettis
Le papier est très présent dans les domaines de la décoration et de la fête. Le papier peint est utilisé pour couvrir et décorer les murs intérieurs d’une habitation ou d’un bâtiment, alors que certains objets décoratifs sont totalement en papier, comme les lampions. On peut aussi citer le papier marbré. Le papier est peu cher, et c’est sans doute ce qui en a fait un matériau très présent dans les fêtes. Les exemples les plus répandus sont bien sûr le serpentin, petite et fine bobine de papier, généralement de couleur, qu’on utilise au cours des fêtes et les confettis, qui sont des petits ronds de papier qu’on lance lors de certaines fêtes, célébrations ou évènements artistiques.
Autres utilisations
Il sert également d’emballage (papier kraft, papiers de soie et papiers mousseline, papier cadeau, bolduc…) pour protéger mais aussi mettre en valeur. Le papier est également utilisé en architecture japonaise, pour fabriquer les panneaux des habitations traditionnelles japonaises et coréennes : les Shōji.
On retrouve aussi le papier de façon moins évidente dans le mobilier domestique (éléments de cuisine (Formica), meubles en kit, plans de travail, tables de ping-pong…) ou les sols stratifiés mais aussi dans le mobilier urbain (panneaux décoratifs).
Économie
Production mondiale
Les plus grands producteurs de papier et de carton Rang Pays Production (en Mt) Rang Pays Production (en Mt) 1 États-Unis 80,8 11 Brésil 7,8 2 Chine 37,9 12 Indonésie 7 3 Japon 30,5 13 Royaume-Uni 6,5 4 Canada 20,1 14 Russie 6,3 5 Allemagne 19,3 15 Espagne 5,4 6 Finlande 13,1 16 Autriche 4,6 7 Suède 11,1 17 Inde 4,1 8 Corée du Sud 10,1 18 Mexique 4,1 9 France 9,9 19 Thaïlande 3,4 10 Italie 9,4 20 Pays-Bas 3,3 Source : Handelsblatt - Die Welt in Zahlen (2005)
Villes de production
Canada : Grand-Mère, Usine Laurentide, papier supercalandré, AbitibiBowater, Clermont (AbitibiBowater), Kenogami (Abitibibowater), Baie-Comeau (Abitibibowater), Amos (Abitibibowater), Trois-Rivières (usines Wayagamack et Kruger Inc.), Usine de pâte et papier AbitibiBowater de Dalhousie (usine fermée), Québec (usine Stadacona appartenant à Papiers White Birch), Rivière-du-Loup (usine F.F. Soucy appartenant à Papiers White Birch), Kingsey Falls, Cascades, Port-Cartier.
États-Unis : Newark, Curtis Paper Mill, (usine désaffectée), Ashland (usine Bear Island).
Finlande : Kuusankoski, Valkeakoski (siège de l’entreprise UPM)
France : Annonay, Arches (production de papier aquarelle, papier support abrasif et papier décor pour stratifiés décoratifs ; usine en activité (Munksjö), Biganos (papier kraft ; papier pour cartons), Boissy-le-Châtel (production de papiers, usine démantelée), Grand-Couronne (production de papiers, à base de pâte 100 % recyclée, usine en activité), Jouy-sur-Morin (production de papier monnaie et document de sécurité, usine en activité), Nersac (production de pâte à papier ; activité arrêtée., Golbey (production de papier journal ; usine en activité (Norske Skog)., Étival-Clairefontaine (production de papiers; usine en activité), Strasbourg (production de papiers spéciaux, haut de gamme ; usine en activité (LANA)).
Japon : Fuji.
Entreprises papetières
Canada : Produits forestiers Résolu, Kruger, Cascades, Papiers White Birch, Domtar, Papiers Fraser.
France : Antalis (distribution de papier), ArjoWiggins, Aussedat, Canson, Inapa (distributeur de papier), Clairefontaine, Norske Skog (Golbey), LANA Papiers Spéciaux.
Autres pays : Sappi, Afrique du Sud International Paper, États-Unis M-real, Finlande Stora Enso, groupe finno-suédois UPM, Finlande
Sappi, Afrique du Sud
International Paper, États-Unis
M-real, Finlande
Stora Enso, groupe finno-suédois
UPM, Finlande
Avenir
De nouveaux supports de lecture font leurs débuts. Parmi eux, on peut citer les documents numériques, et le « papier électronique », fondé sur l’invention de l’encre électronique. Il n’est pas certain que le papier soit amené à disparaître, malgré l’apparition de nouveaux supports d’écriture et de lecture. La « dématérialisation » ne supprime pas l’usage du papier.
Support d'information
Pile de papier
Avant la phase d’informatisation massive de l’économie, le papier était pratiquement le seul support d’information. L’un des avantages escomptés par les projets d’informatisation était le passage au « zéro papier ». Il aurait ainsi été possible d’économiser une part importante du coût du papier, et de générer de cette façon des bénéfices sur le plan environnemental. Des études montrent que la « dématérialisation » (terme peu approprié pour désigner le passage d’un support d’information papier à un support électronique) ne supprime pas en fait la consommation de papier. Le papier continue d’être employé comme support d’information (impressions pour un usage personnel, photocopies pour les réunions…). D’ailleurs, la consommation globale de papier a continué à croître malgré l’informatisation : entre 1988 et 1998, la consommation de papier dans les pays industrialisés a augmenté de 24 %, bien que, durant cette période, les capacités de stockage d’informations électroniques se développassent à grande vitesse.
Certains affirment que le passage au « zéro papier » est un mythe. Pour des chercheurs de l'école polytechnique universitaire de Montpellier, le « zéro papier » n'est qu'un slogan derrière lequel les industries de l'informatique et des télécommunications se sont longtemps tenues à l'abri pour s'affranchir de leur responsabilité sociétale. Pour Florence Rodhain, chercheuse à l’école polytechnique universitaire de Montpellier, les nouvelles technologies, comme les tablettes numériques, n’ont jamais été introduites dans l’entreprise avec un objectif écologique. On continue néanmoins à penser que la « dématérialisation » permettrait d’atteindre facilement des objectifs de développement durable. Le bilan environnemental de la dématérialisation n’est donc pas si simple à établir. Pour exemple, l'activité courrier des services postaux est en chute libre dans le monde entier. En France, après « avoir crû jusqu’en 2001 », le volume de courrier a « commencé à décroître en 2002 au rythme d’un peu moins de 1 % par an et 3 % en 2008 », 3,5 % en 2010, ce qui représente des masses considérables. En 2010, le groupe français La Poste anticipait « une évolution des usages du courrier entraînant une baisse de 30 % des volumes d'ici 2015, à l'instar des autres opérateurs postaux européens ». Toujours en France, le plan France numérique 2020 prévoit que « le papier devra être définitivement abandonné et l'intégralité des démarches administratives devront être dématérialisées. ».
Milieu naturel
La fabrication du papier nécessite de grandes quantités d’eau : il faut de l’eau pour extraire la cellulose des fibres du bois et de l’énergie pour sécher le papier. Les usines de pâtes produisent de l'énergie en brûlant les liqueurs de cuisson et sont auto-suffisantes en énergie. Le chlore n'est plus utilisé en Europe mais est encore utilisé dans certains pays pour délignifier le papier. Il peut former des composés polluants s'il est présent en grande quantité en présence des noyaux phénoliques de la lignine. Les phénols chlorés ne sont cependant toxiques que lorsque plusieurs atomes de chlore sont présents. Des progrès importants ont été réalisés en utilisant des produits de blanchiment moins polluants que le chlore (peroxyde d’hydrogène, dioxyde de chlore, dioxygène, ozone) et en améliorant le « bouclage » des circuits afin de réduire de façon importante la consommation d’eau.
L’industrie papetière est soumise au respect de normes environnementales strictes, comme l’exploitation raisonnée des forêts, le recyclage des eaux usées, etc. Les arbres proviennent de plantations dont la biodiversité est faible : bouleaux dans les pays nordiques, pins maritimes pour la forêt landaise ou eucalyptus en Amérique latine par exemple. La production de papier représente 40 % de l’exploitation forestière. Les industries papetières sont généralement propriétaires des forêts qu’elles exploitent de manière cyclique. Ainsi, au Brésil, il est possible de couper des eucalyptus de culture tous les quatre ans et cela suffit à une usine qui produit autant de papier que la France. La déforestation est le plus souvent due à la coupe de bois exotiques pour l’ameublement et à l’expansion des cultures. En effet, le bois utilisé par l’industrie papetière provient plutôt des sciures de bois (déchets de scierie) ou de jeunes arbres qu’il faut couper pour laisser s’épanouir les autres et que l’on appelle « bois d’éclaircie ». Ces éclaircies peuvent être celles de forêts gérées non durablement, voire être, dans certains pays comme le Brésil, tout bonnement illégales.
La fabrication de papier recyclé nécessite moins d’eau et d’énergie que la fabrication classique de pâte à papier, mais une certaine quantité de produits chimiques qui ne sont pas sans impact environnemental : il faut généralement nettoyer et désencrer le papier récupéré avec des solutions savonneuses, et le reblanchir au dioxyde de chlore, au peroxyde d’hydrogène et/ou au dioxygène. Rappelons que le blanchiment est également nécessaire pour fabriquer du papier blanc à partir de fibres vierges. Pour éviter cette pollution supplémentaire, recyclé ou non, on préférera donc du papier « moins blanc que blanc ». En tout état de cause, la fabrication de papier recyclé est souvent moins nuisible pour l’environnement (selon le type de papier) que celle de papier non recyclé. Une étude de l’Ademe confirme ce net avantage du papier graphique recyclé. Il faut de trois à douze mois pour qu’un journal se décompose dans la nature. Le recyclage du papier permet d’éviter de l’envoyer à la décharge ou de l’incinérer. Le papier peut être recyclé en moyenne jusqu’à cinq fois sans que la qualité de la fibre en soit altérée. Quant au papier carton (briques alimentaires, etc.), il peut être recyclé une dizaine de fois et être transformé en meubles, en cartons ou en papier hygiénique.
Une tonne de papier récupéré ne permet de produire que 900 kg de papier recyclé ; soit une perte d'environ 10 % à chaque recyclage.
Médias
Symboles et expressions
Les noces de papier symbolisent trente-sept ans de mariage dans le folklore français.
Le papier est symbole de fragilité, comme l’illustre l’expression : « un tigre de papier ».
Le papier est aussi symbole de théorie face à la pratique, comme l’expression « sur le papier ».
Un papier désigne un article dans la presse écrite.
« Être dans les petits papiers de quelqu’un » signifie avoir l’estime de quelqu’un.
« Avoir une mine de papier mâché » signifie avoir une mauvaise mine, un teint d’une pâleur maladive.
Un « sans-papiers » désigne une personne dépourvue de papiers d’identité.
Allusions
Serge Gainsbourg composa la chanson Les p'tits papiers.
Ray Bradbury publia, en 1953, un roman baptisé Fahrenheit 451, en référence à la température d’auto-inflammation du papier dans l’air, en degrés Fahrenheit (soit environ 233 °C). La température avancée par Bradbury est cependant sujette à caution, car les diverses sources scientifiques ne s'accordent pas sur une température unique, et indiquent que la température d'auto-inflammation du papier dépend de nombreux facteurs et varie grandement (de plusieurs dizaines de degrés) selon la composition de papier, et ses éventuels additifs (notamment les retardants).
Musées consacrés aux métiers du papier
France
Le musée des papetiers Canson et Montgolfier, situé à Annonay, dans le département de l’Ardèche (France), retrace l’histoire de la fabrication artisanale du papier. Il est le seul musée à présenter une machine à papier animée grandeur nature.
Le moulin du Got de Saint-Léonard-de-Noblat dans la Haute-Vienne, construit à la fin du XV siècle. Il présente la mémoire de cinq cents ans d'activités papetières en Limousin. Il abrite également un atelier d'imprimerie traditionnelle.
Le musée historique du papier, Moulin Richard de Bas, situé à Ambert, dans le département du Puy-de-Dôme (France), est un musée vivant. Le musée fut inauguré le 3 juillet 1943 en présence de Georges Henri Rivière, Directeur du Musée national des Arts et traditions populaires. Il permet d’assister à la fabrication du papier-chiffon, suivant la méthode ancienne.
Le musée du Papier Peint, de Rixheim, dans le département du Haut-Rhin (France), est consacré au papier peint.
Le moulin à papier de Brousses-et-Villaret dans l’Aude, ouvert au public 363 jours par an.
Le moulin à papier de Pen Mur situé à Muzillac dans le département du Morbihan, France. Ouvert à la visite de la fabrication du papier chiffon.
Le musée du papier d'Angoulême.
Le moulin à papier de la Rouzique est situé en Périgord à Couze, c'est un écono-musée du papier.
Le musée du papier de Pont-à-Mousson en Meurthe-et-Moselle, qui retrace l'histoire du papier mâché via des œuvres d'art et du mobilier ancien.
La papeterie artisanale de Pérouges, dans l'Ain, est un atelier d'artisanat d'art où l'on fabrique du papier fait main, à base de fibres de lin, de coton et de chanvre notamment.
Le moulin à papier de la Tourne est situé au cœur du Parc naturel de la Chartreuse, à la frontière de la Savoie et de l'Isère, au hameau de Saint André(près de Chambéry). Au milieu du vignoble d’Apremont un maître imprimeur y a reconstruit un moulin à papier.
Le moulin de Kéréon, situé à Saint-Sauveur, dans le Finistère. Créations de papier artisanal, reliure et restauration de livres et papiers.
Canada
Musée Boréalis, Centre d'histoire de l'industrie papetière, Trois-Rivières, Québec.
Papeterie Saint-Gilles, Économusée du papier, Saint-Joseph-de-la-Rive, Charlevoix, Québec .
Belgique
Une partie des collections de l'ancien Musée du papier de Malmedy se trouve aujourd'hui exposée dans l'atelier papier du Malmundarium, espace touristique et culturel de la ville de Malmedy.
La maison de l'Imprimerie et des Lettres de Wallonie, à Thuin.
Suisse
Le moulin à papier de Bâle (Basler Papiermühle) est aussi un musée de l’histoire du papier, de l’écriture et de l’impression. Il permet au visiteur de s’initier à la fabrication d’une feuille de papier et à l’impression traditionnelle d’un document.
词典释义：
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案
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，手绢;
纸； 盖
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