Accueil     Recherche | Plan     Technique | Liens | Actualités | Formation | Emploi | Forums | Base  
logo CERIG Histoire de nos métiers Cerig 
  Vous êtes ici : Accueil > Base de connaissances > Histoire de nos métiers > De la fibre à la pâte à papier, 2000 ans d'évolutions > Vers des procédés propres Révision : 14 septembre 2006  
Page précédente
Précédent
De la fibre à la pâte à papier :
2000 ans d'évolutions
Retour au sommaire
Sommaire
   Page suivante
Suivant
Gérard COSTE - Ingénieur EFPG

Extrait du Bulletin de La Cellulose,
numéro spécial, 2005
Mise en ligne : Septembre 2006

Partagez sur Facebook
Rejoignez-nous

     
Voir aussi :
     

XI - Vers des procédés propres

Avec l’augmentation des capacités de production et l’utilisation des pâtes au sulfate, plus résistantes mais plus colorées, le blanchiment des pâtes à papier devient rapidement la phase la plus polluante du procédé papetier.

Vers la fin du XVIIIe siècle, les découvertes d’éléments chimiques aux propriétés oxydantes et décolorantes par des chimistes réputés ne sont utilisées dans un premier temps que pour la décoloration des textiles. C’est ainsi que Joseph Priestley  découvre l’oxygène en 1771-1772 et le suédois Carl Wilhelm Scheele, le chlore en 1774. Le savoyard Claude Berthollet met en évidence les propriétés décolorantes de l’eau de Javel en 1786. Les propriétés décolorantes de l’euchlorine, mélange de bioxyde de chlore (ou dioxyde de chlore : ClO2) et de chlore, sont découvertes par l’Anglais H. Davy en 1811 et utilisées par Watt et Burgess pour blanchir leur pâte à la soude (Brevet US n°11343 du 18 juillet 1854). Pelgrain réussit à préparer industriellement et à bas prix de l’eau oxygénée en 1882. Pour la décoloration des laines et des soies, on utilise aussi des produits réducteurs tels l’anhydride sulfureux (SO2) et surtout les hydrosulfites (hydrosulfite de sodium : Na2 S2 O4). Ces applications décolorantes utilisées pour les textiles sont systématiquement adaptées et exploitées pour le blanchiment des pâtes à papier. Jusqu’à l’arrivée, vers les années 30, des pâtes au sulfate blanchies, les agents de blanchiment les plus utilisés par les papetiers sont :

La forte coloration des pâtes au sulfate et la présence de lignine résiduelle sur les fibres généralisent l’usage d’un blanchiment poussé comportant 5 phases successives. Une première phase utilise du chlore gazeux (C) qui agit comme agent de délignification complémentaire. Des phases de décoloration sont ensuite mises en œuvre pouvant utiliser de l’hypochlorite (H), du dioxyde de chlore (D), du peroxyde (P) et des extractions en présence de soude (E) pour éliminer les chlorolignines solubles dans un milieu alcalin. Chaque phase de blanchiment est constituée d’un mélangeur pour homogénéiser le réactif blanchissant dans la pâte à papier, d’une capacité adaptée pour respecter les conditions opératoires de la réaction chimique et d’un système pour essorer la pâte et extraire les jus issus de la décoloration. Les séquences de blanchiment les plus classiques utilisées jusqu'aux années 80 -- CEHED, CEHEP et CEDED -- permettent d’atteindre des blancheurs de pâte de 90%.

À partir des années 60, parallèlement à l’utilisation des produits chlorés précités, se développent des recherches pour mettre en pratique des procédés industriels nouveaux non polluants.

L’oxygène (O) devient progressivement un gaz employé couramment pour le blanchiment des pâtes à papier en milieu basique. Son exploitation industrielle, sans perte notoire des caractéristiques mécaniques des pâtes blanchies obtenues, est due aux travaux de l’équipe du professeur André Robert (1927-1990). Il s’intéresse à l’action de l'oxygène en milieu basique pour le blanchiment des pâtes à papier dès 1960, dans son laboratoire à l’École Française de Papeterie de Grenoble. Opérant à l'époque à la pression atmosphérique, il n'obtient pas les blancheurs attendues. Il doit attendre la publication des travaux de recherche des Russes Nikitine, Akine & collaborateurs qui ont obtenu des blancheurs spectaculaires en utilisant de l’oxygène sous pression pour le blanchiment de pâtes écrues. Ces augmentations de blancheur s’accompagnent malheureusement de diminutions importantes des caractéristiques chimiques et mécaniques des pâtes traitées qui condamnent irrémédiablement la possibilité d’un développement industriel. André Robert a alors l'idée en 1962, de reprendre le traitement sous pression avec introduction de sels de magnésium ou de silicates alcalins et alcalinoterreux comme protecteurs d'oxydation. Ce nouveau procédé devient rapidement prometteur sur le plan industriel. L'introduction de sels de magnésium s'avère même capitale pour la protection de la cellulose et pour l'intérêt du procédé. En 1963, il dépose avec la société française Air Liquide, un brevet sur cette technique (n° PV 947 956 du 19 septembre 1963 série 1131), considéré comme le premier procédé de blanchiment propre pour l’environnement. Air Liquide rachète ensuite les parts des inventeurs et exploite le procédé à son compte. La SAPPI, société papetière d’Afrique du Sud, est l’une des premières vers la fin des années 60, à recourir industriellement à cette technologie pour blanchir de la pâte au sulfate.

  Ozoneur  
Figure 33 - Ozoneur

L’ozone (Z) est un gaz de formule O3 qui n’est envisagé que vers 1989-1990 pour le blanchiment industriel des pâtes à papier. Son exploitation effective dans une installation industrielle date de 1992. Initialement prévu pour réaliser des blanchiments TCF [Totally Chlorine Free - sans produit à base de chlore], il est associé à l’oxygène et au peroxyde d’hydrogène selon des séquences de blanchiment OPZ. Il est maintenant utilisé dans les blanchiments ECF [Elementary Chlorine Free – sans chlore gazeux]. Cette nouvelle procédure permet de limiter la quantité de dioxyde de chlore (ClO2) utilisée pour ces blanchiments, afin d’en limiter le coût et l’impact sur l’environnement. Les séquences classiques actuelles pour des blanchiments ECF sont (O) D1 O/P D2 D3 ou O D1 Z D2. Dominique Lachenal, successeur d’André Robert et professeur de chimie papetière à l’EFPG et à l’Institut National Polytechnique de Grenoble depuis 1989, et son équipe sont considérés comme les grands spécialistes et promoteurs mondiaux de ce nouveau procédé de blanchiment.

En ce qui concerne la production des pâtes et du papier, des efforts très importants ont été faits pour la fermeture des circuits et une moindre consommation d’eau. De nos jours, il est fréquent de trouver des installations nécessitant moins de 10 m3 d’eau à la tonne produite alors que des installations similaires en consommaient de 100 à 200, il y a 30 ans. D’énormes progrès ont donc été réalisés. Ceux-ci n’ont pu être effectifs que par la fermeture des circuits et l’installation de stations d’épuration biologique. Le problème actuel reste le recyclage ou l’élimination des boues et de nombreux laboratoires et entreprises étudient cette problématique. La majorité des entreprises papetières françaises ont été certifiées ISO 14000 (Management environnemental).

 

 

 

Page précédente
Précédent

Retour au sommaire
Sommaire

Page suivante
Suivant
  Accueil | Technique | Liens | Actualités | Formation | Emploi | Forums | Base  
Copyright © Cerig/Grenoble INP-Pagora
Mise en page : A. Pandolfi