Papier - Définition
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Introduction
Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. 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 et nous vient de Chine. Le processus de fabrication du papier n’a pas changé depuis cette époque. Il se fait en deux étapes : la désintégration de la matière première dans l’eau afin d’obtenir des fibres individuelles suspendues et, la formation de feuilles feutrées lorsque cette suspension est disséminée sur une surface poreuse et adaptée, à travers laquelle l’eau peut s’égoutter.
Depuis peu, la production de papier, secteur dans lequel le premier pays au monde est les États-Unis, pose un problème environnemental, aggravé par le fait que la consommation de papier continue à croître. Des solutions existent, comme le papier recyclé. Cette solution n'est cependant pas parfaite, car, en plus de consommer une quantité d'énergie considérable, la production d'une quantité donnée de papier recyclé nécessite une quantité de papier usagé plus importante de 10 %.
Histoire
Antiquité
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 régurgitant 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) 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 tout premiers ancêtres du papier. Il en est de même du amatl des Aztèques obtenu par battage du liber de ficus employé à l'écriture des codex précolombiens.,,,,,
Le papier porteur d’un message le plus ancien connu à ce jour, découvert par les Chinois et les Grecs, 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.
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, 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 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 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 de la France 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 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 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 XVIIIe siècle, en permettant de fabriquer avec la même quantité d’énergie trois à quatre fois plus de pâte sur un même site.
Révolution industrielle
C’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 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.
Friedrich Gottlob Keller dépose un brevet en 1844 sur la fabrication de pâte de bois, obtenue à l’aide d’une meule.
La 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 1 000 m/min est franchi en 1958. Actuellement, les machines font jusqu’à 10 m de laize et tournent à près de 2 000 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 plantes à fibres à pousse rapide et écologique comme le chanvre ou le lin.
