Papier

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Structure macroscopique des fibres d'une feuille de papier.

Une feuille de papier

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^[1].

Histoire

Nid de guêpe

Papyrus égyptien

Fabrication de papier en Chine (animation)

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^[2]) 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.

Chine

En Chine, les premiers témoignages de l'écriture chinoise sont gravés sur des os oraculaires^[3] 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^[4], tenues par des cordes et assemblées en rouleaux dès le IV^e siècle avant notre ère. Les stèles gravées devaient en conserver et exposer publiquement la trace. Ainsi dès le premier empereur, Qin Shi Huang, les 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^o 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^[5].

Les premiers vestiges d'un papier grossier, découverts sur l'ancien limes des Han, remontent en Chine au II^e siècle avant notre ère. Le papier porteur d’un message le plus ancien connu à ce jour est daté de -8, sous la dynastie des Han Occidentaux (-206, 9). 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^[6]. 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^[7]. 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^e siècle^[8] 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^e siècle au Moyen Âge

Le secret de la fabrication de papiers de qualité restera chinois et japonais jusqu’au VIII^e 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 dans le sud de la France au milieu du XIII^e 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^e siècle vers Troyes.

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^e 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 XVIII^e 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^e 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^e 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^[1]. 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 à progressivement 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^[9] 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^e 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^[10]. 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. Actuellement^[Quand ?], les machines font jusqu’à 10 mètres de laize et tournent à près de 2 000 m/min.

XXI^e siècle

Au début du XXI^e 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.

Technique

Histoire des procédés

Pile hollandaise

Jusqu’au XIX^e 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^e 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

La pâte à papier est le matériau de base. Elle peut être produite à partir de différents composants^[11] :

• 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) ;
• Le crottin (de cheval ou d'éléphant par exemple)^[12] ;
• etc.

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 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… »^[12]

L’idée fut 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^[13], fabrique du papier avec la cellulose du crottin des éléphants de la réserve africaine de Sigean.

Élaboration de la 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^e siècle^[14]) 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^e 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^[15].

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^[16].

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.

Il existe également des méthodes artisanales pour fabriquer du papier recyclé chez soi.

Fabrication du papier aquarelle

Production des feuilles

Le papetier au XVI^e siècle

Les sécheurs sont des cylindres creux placés les uns à la suite des autres.

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.

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.

Typologie

On qualifie de « papier » les matériaux constitués de fibres végétales dont le grammage est inférieur à 224 g/m².

Mesures de quantité de feuilles

• la rame : 500 feuilles, une ramette correspond à une rame de papier pour les petits formats (A4, A3)
• 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 lettre 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 15 g/m² en moyenne et le papier à lettre 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 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

• Bureautique et imprimerie
• Art : papier aquarelle, papier dessin, papier pastel
• Billet de banque (papier-monnaie)
• Correspondance : papier à lettre, 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.
• Hygiène : mouchoir, papier hygiénique, 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.
• 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 a une empreinte écologique importante, parce que consommant une grande quantité de bois et d'eau et générant beaucoup de transports, bien que les industries aient fait de grands progrès en matière de recyclage de l'eau, et de la fibre de cellulose et d'économies d'énergie. La demande en fibre est source de pressions (souvent délocalisées) sur les forêts, et la récolte mécanisée ou les plantations industrielles de pins, eucalyptus ou peupliers contribuent à l'appauvrissement de la biodiversité.

La consommation de papier est facile à mesurer. Elle est donc devenue l'un des axes de reporting 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^[17]. Pour mieux juger leur niveau de performance environnementale, les entreprises peuvent s'appuyer sur des bases de données nationales^{[18],[19],[20]} ou mondiales (FAO, FAOSTAT).
La consommation de papier est un des axes de la politique RSE (responsabilité sociale ou sociétale des entreprises)

Le papier comme 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.

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 mm².

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, 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.

L'art du papier

Grue en papier

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 en papier, ou aussi complexes que la tour Eiffel, une gazelle ou un rhinocéros^[21], qui demandent plus d’une heure et demie de travail.

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.

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 confetti, qui sont des petits ronds de papier qu’on lance lors de certaines fêtes, célébrations ou évènements artistiques.

Autres utilisations

Il peut servir d’emballage (papier kraft, papier cadeau, bolduc…) mais dans une moindre mesure en raison de sa faible solidité. Le papier est également utilisé en architecture japonaise, pour fabriquer les panneaux des habitations traditionnelles japonaises et coréennes : les Shōji^[22].

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

Entreprises papetières

Avenir du papier

De nouveaux supports de lecture font leurs débuts. Parmi eux, on peut citer les documents électroniques, et le « papier numérique », basé sur l’invention de l’encre électronique. Il n’est pas du tout évident 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.

Le papier comme support d'information

Pile de papier

Un support qui reste important

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^[23] 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^[24].

Vers le « zéro papier » ?

Certains affirment que le passage au « zéro papier » est un mythe^[25]. 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^[24].

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^[26].

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 »^[27], 3,5 % en 2010^[28], 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 »^[29].

Milieu naturel

^{[réf. nécessaire]}

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^[30]. Une étude de l’Ademe^[31] 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^[32].

Le papier dans la culture

Symboles et expressions

• Les noces de papier symbolisent trente-sept ans de mariage dans le folklore français^[33].
• 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^[34].
• 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)^[35]. 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)^[36].

Musées consacrés aux métiers du papier

En 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^[37].
• Le moulin du Got de Saint-Léonard-de-Noblat en Haute-Vienne, construit à la fin du XV^e siècle. Il présente la mémoire de cinq cents ans d'activités papetières en Limousin. Il abrite également un atelier d'imprimerie traditionnelle^[38].
• 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^[39]. Il permet d’assister à la fabrication du papier chiffon, suivant la méthode ancienne^[40].
• Le musée du Papier Peint, de Rixheim, dans le département du Haut-Rhin (France), est consacré au papier peint^[41].
• Le moulin à papier de Brousses-et-Villaret dans l’Aude, ouvert au public 363 jours par an^[13].
• 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^[42].
• 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^[43].

Au Canada

• Musée Boréalis, Centre d'histoire de l'industrie papetière, Trois-Rivières^[44].

En Belgique

• Le musée du papier, Malmedy, Belgique^[45]

En Suisse

• Le moulin à papier de Bâle (Suisse) - 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^[46].

Notes et références

Annexes

Bibliographie

Le papier en Chine :

• Danielle Elisseeff, Art et archéologie : la Chine du néolithique à la fin des Cinq Dynasties (960 de notre ère), Paris, École du Louvre, Éditions de la Réunion des Musées Nationaux (Manuels de l'École du Louvre), 2008, 381 p. (ISBN 978-2-9041-8723-5) 
• Gabriele Fahr-Becker (sous la direction de), Les Arts de l'Asie orientale. Tome 1, Cologne, Könemann, 1999, 406 p. (ISBN 3-8290-1743-X) 
• Jacques Gernet, Le Monde chinois. Tome 2, L'époque moderne X^e-XIX^e siècle, Paris, Armand Colin. Pocket, Agora, 2006, 378 p. (ISBN 2-2661-6133-4) 

Articles connexes

Liens externes

• (fr) Confédération française de l’industrie des papiers, cartons et cellulose (COPACEL)
• (fr) (nl) Association des fabricants de pâtes, papiers et cartons de Belgique (Cobelpa)
• (fr) (nl) Paper Chain Forum - Plate-forme d'information et de communication sur le papier en l'environnement regroupant tous les acteurs de la filière Papier en Belgique
• (fr) (en) Grenoble INP-Pagora - École internationale du papier, de la communication imprimée et des biomatériaux
• (en) Confederation of European Paper Industries (CEPI) - Confédération européenne des industries du papier
• (fr) Édition électronique de l’Art de faire le papier, de M. de Lalande - Site de la papeterie Le Moulin du Verger
• (fr) Atelier de papier artisanal Papiers Maligorn - Présence d'un annuaire dédié au monde du papier
• (fr) Les 4 vérités sur le papier - COPACEL - YouTube [vidéo]

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