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  Vous êtes ici : Accueil > Base de connaissances > Histoire de nos métiers > Histoire et évolution de la machine à papier > L'âge d'or et l'apogée du XXe siècle (Les presses) Révision : 29 avril 2005  
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Gérard COSTE - Ingénieur EFPG

Rédaction : Septembre 2004
Mise en ligne : Novembre 2004

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IV - L'âge d'or et l'apogée du XXe siècle
4 - Les presses

1 - Les presses

La deuxième moitié du XXe siècle voit une révolution dans le domaine du pressage grâce à l'utilisation des fibres synthétiques au début des années 1960, et aux travaux du suédois Wahlström à la fin des années 1960. Ceux-ci, bien qu’essentiellement qualitatifs, contribuent d’une façon majeure à une meilleure connaissance des processus physico-chimiques mis en jeu lors du pressage.

Lorsque la feuille humide quitte la toile de formation elle contient encore, environ 4 kg d’eau par kg de papier sec. A ce niveau, il n’est pas opportun d’augmenter l’énergie de succion pour accentuer l’égouttage de la feuille humide formée, car cette opération s’avérerait rapidement trop onéreuse par rapport à l’utilisation d’une phase essorage par pressage. Dans cet état, la feuille de papier déjà formée présente une résistance humide appréciable qui doit lui permettre de supporter des sollicitations mécaniques futures importantes, surtout en traction, pour son passage dans la section des presses. Celle ci doit permettre :

Une presse est constituée de deux cylindres mis en pression et délimitant une zone de pincement appelée "nip", permettant de pincer la feuille supportée par un feutre. Le rouleau en contact avec le feutre est généralement revêtu d'un élastomère plus ou moins dur comportant une structure d’accueil (trous ou rainures) pour l’eau éliminée lors du pressage. Le rouleau lisse en contact avec la feuille est constitué d’un matériau très dur : granit ou acier revêtu d'un élastomère dur.

Figure 30 - Presse humide pour essorer le papier (vers 1960)

Les nouveaux acquis issus des travaux de Wahlström entraînent l'apparition d’habillages (ou feutres humides) synthétiques et des presses à écoulement transversal comportant des structures d’accueil pour l’eau extraite. La presse aspirante, déjà existante mais remise au goût du jour, la presse rainurée et la presse à trous borgnes (figures 31 et 32 ci-dessous), en sont les principales réalisations industrielles, qui s’avèrent nettement plus efficaces aux grandes vitesses. De nouveaux revêtements de presse en élastomères, de dureté adaptée, font également leur apparition.

Rouleau de presse à trous borgnes (machine à papier) Surface du rouleau de presse agrandie, montrant les trous borgnes (machine à papier)
Figure 31 - Rouleau de presse à trous borgnes
(machine à papier)
Figure 32 - Surface du rouleau de presse agrandie
(le diamètre des trous est ~ 1 mm)

Les feutres humides synthétiques deviennent, grâce aux techniques de l’aiguilletage (fixation mécanique de voiles de fibres à l’aide d’une multitudes d’aiguilles spéciales), des produits très techniques pouvant favoriser une ou plusieurs directions privilégiées pour diminuer le cheminement de l’eau et faciliter son élimination lors de l’essorage.

La section des presses devient également compacte avec prise de la feuille en sortie de l'unité de formation par un rouleau aspirant pick-up et suppression des parcours libres entre chaque nip, dans une zone ou la feuille présente encore une grande fragilité, due à une siccité insuffisante. La siccité représente le pourcentage en masse de matière sèche (fibres et charges en général) contenue dans une feuille de papier, par rapport à la masse brute (matière sèche et eau) de la même feuille. La figure 33 ci-dessous représente le schéma de principe d'une presse compacte tri nip. Cliquez sur l'image pour obtenir l'original dans une fenêtre séparée (48 Ko).

Figure 33 - Schéma de presse compacte tri-nip (Sympress de Valmet), équipée d’une presse à sabot en 3e nip,
pour une machine à papier journal

La quantité d’eau éliminée au niveau des presses est de l’ordre de 2,5 à 3 kg par kg de papier sec et ne représente que 1 à 3 % de la quantité d’eau totale à enlever pour rapprocher les fibres et assurer les liaisons inter-fibres. Le pressage n’est cependant performant que si le temps d’essorage est suffisant. Dans ses travaux, Wahlström avait mis en évidence l’importance de ce temps d’essorage pour augmenter la siccité d’une feuille humide en compression. Ses résultats seront utilisés industriellement, pour la première fois, par la firme Beloit à la fin des années 1970, avec l'apparition de la presse à sabot ou shoe press. La première réalisation industrielle de Beloit, l’ENP® (Extended Nip Press), comportait un sabot comprimeur de 25 cm de large permettant de multiplier par 7 la largeur de la zone de compression par rapport à une presse classique.

Coupe d'une presse à sabot         Presse à sabot Valmet équipée d'un sabot de 25 cm de largeur
Figure 34 - Presse à sabot "shoe press"  équipée d’un sabot de 25 cm de largeur
coupe (à gauche) et réalisation (à droite)
(documentation Valmet)

Ces presses à sabot et les feutres suiveurs (ou toile) en sécherie, préludes aux sécheries sans parcours libre, vont permettre d’atteindre puis de dépasser la vitesse de 100 km/h pour la fabrication du papier journal à la fin du XXe siècle.

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