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  Vous êtes ici : Accueil > Technique > Mémoires > Blanchiment des pâtes désencrées Révision : 03 novembre 2005  
Blanchiment des pâtes désencrées
 
             Djamel GUEMMOUR et Élisabeth OXANDABOURE

Élèves ingénieurs 2e année
Novembre 2005

       
     
  Plan  
I - Introduction
II - Le recyclage des fibres cellulosiques
III - Agents de blanchiment
IV - Étude économique
V - Conclusion
VI - Bibliographie
VII - Webographie
     
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I - Introduction

Plan 

   
  Voir aussi

La notion de recyclage est indissociable de la fabrication du papier. En effet, pendant longtemps, la matière première utilisée pour la fabrication du papier était des vieux chiffons, fibres recyclées de lin, de chanvre ou encore de coton.

Avec la révolution industrielle du XIXèmesiècle, les quantités de chiffons disponibles sont devenues insuffisantes pour suivre le développement de l’imprimerie. C’est pourquoi les papetiers se sont tournés vers les fibres cellulosiques de bois. Après la Seconde Guerre mondiale, des pénuries de toutes sortes ont contraint les papetiers à revenir vers les fibres recyclées, économiquement plus rentables. La production mondiale de papiers et cartons a alors explosé, au point de devenir un indicateur de la bonne santé industrielle d’un pays : les pays les plus industrialisés ont les consommations et les productions de papiers les plus grandes !

Depuis une dizaine d’années, sous l'influence des mouvements écologiques, le recyclage est réglementé et les fibres recyclées entrent désormais dans la composition de la grande majorité des papiers et cartons, à l’exception des papiers haut de gamme et des papiers à contact alimentaire. Les trois principaux types de papiers à recycler sont : le papier impression-écriture, le journal et le carton (carton ondulé, carton plat…). Dans les années 70 et 80, les techniques de désencrage sont devenues de plus en plus performantes. L’introduction de fibres recyclées dans les papiers de forte blancheur a nécessité la mise en place d’une véritable technologie de recyclage, distincte de celle de la fabrication de pâte vierge : remise en pâte, épuration, désencrage ou encore blanchiment.

Les procédés de blanchiment diffèrent selon le type de pâte : élimination quasi-totale de la lignine pour les pâtes chimiques ou attaque des groupements chromophores de la lignine, responsables de la couleur, pour les pâtes mécaniques. Or, en général, les papetiers ne connaissent pas la composition réelle de leurs vieux papiers ni leurs proportions. La difficulté consiste donc à trouver l’agent de blanchiment adéquat.

Ce mémoire rappelle en premier lieu le procédé de recyclage des papiers récupérés. Il décrit ensuite les différents agents de blanchiment couramment utilisés par les papetiers pour ce type de papiers. Enfin, une étude économique est réalisée via l’analyse du contexte concurrentiel et des approches prospective et stratégique.

 

II - Le recyclage des fibres cellulosiques

Plan 

II-1 - Le recyclage

En France aujourd’hui, plus de la moitié de la matière première papetière utilisée dans la fabrication des papiers cartons est issue de papiers et cartons récupérés. Ces derniers proviennent des déchets industriels ou ménagers. Il peut s’agir de vieux journaux, d’emballages industriels et ménagers, de vieux papiers industriels et commerciaux, de chutes de transformation, etc.

1 - Définition du recyclage

Le recyclage est le retour de produits, considérés auparavant comme des déchets, au sein d’une filière de production. Au terme d’un processus de production, la matière première est régénérée puis transformée en produits similaires.

2 - Utilisation des différentes sortes de papiers récupérés

Les papiers récupérés peuvent être divisés en deux grandes catégories :

Ils sont classés selon la liste EN643 [European List of Standard Grades of Recovered Paper and Board - EN643]. Les papiers récupérés constituent une matière première très hétérogène car ils peuvent contenir de la pâte mécanique et de la pâte chimique (écrue ou blanchie). Il est donc difficile de connaître la composition fibreuse exacte. Les fibres recyclées peuvent être utilisées seules ou mélangées avec des fibres vierges. La proportion de fibres recyclées dans la pâte peut varier de 5 à 100 % selon le type de papier. Le carton gris contient 100 % de fibres recyclées, le papier impression-écriture peut en contenir plus de 10%. La pâte de fibres recyclées peut être désencrée puis blanchie pour une utilisation dans la production de sorte blanche. Elle peut également être utilisée sans désencrage pour la production de papiers de sorte brune.

La figure suivante, représentant les différentes sortes de papiers produits à partir de fibres recyclées, montre clairement que ces dernières sont utilisées majoritairement pour la production de matériaux pour caisses et boîtes et de papier journal.

 

 

Utilisation des fibres 
      recyclées par type de papier en Europe

 Figure 1. Utilisation des fibres recyclées
 par type de papier, en Europe
(Source : CEPI. European pulp and paper industry:
annual statistics 2004
)

3 - Les différentes phases de désencrage

Pour désencrer un papier imprimé, différentes étapes sont nécessaires :

Le schéma ci-dessous montre un exemple de boucle de désencrage de papiers récupérés destinés à la fabrication d'un papier journal ou d’impression.

 

 

Ligne de recyclage

 Figure 2. Ligne de recyclage
Source : Les encres offset de labeur. Dossier, CERIG, 2001

II-2 - Le blanchiment

Les pâtes de fibres désencrées contiennent nombre de composés différents : pâte mécanique, pâte chimique mais aussi des colorants de masse utilisés pour la teinture des papiers. Blanchir une pâte de fibres recyclées revient à blanchir un mélange complexe de divers composés ayant chacun un blanchiment spécifique.

1 - Comportement des pâtes chimiques avec les agents de blanchiment

Une pâte chimique contient de 0 à 5 % de lignine. Une pâte blanchie ne possède plus de lignine et une pâte chimique écrue en contient environ 5 %. La lignine résiduelle d’une pâte chimique écrue présente une couleur brune. La couleur est due à la forte conjugaison de doubles liaisons C=C dans la lignine.

Blanchir une pâte chimique revient à retirer toute la lignine résiduelle : pour ce faire, des agents délignifiants sont utilisés, les agents blanchissants étant inefficaces. Les pâtes chimiques blanchies peuvent atteindre une blancheur de 90% ISO. Le rendement est faiblement affecté : la chute de 10% environ est due à la perte de lignine résiduelle et de quelques hémicelluloses. La structure des hydrates de carbone n’est pas modifiée au cours du blanchiment, seules quelques dépolymérisations peuvent se produire.

2 - Comportement des pâtes mécaniques avec les agents de blanchiment

La pâte mécanique non blanchie se présente sous un aspect écru : au cours de la fabrication, la lignine n’a subi aucune modification de structure, la pâte a donc la couleur du bois. La couleur est principalement due à la présence de groupements carbonyles, par conséquent blanchir une pâte mécanique revient à modifier la structure des liaisons C=O. Pour cela, sont utilisés des agents blanchissants tels que le peroxyde d’hydrogène, l'hydrosulfite de sodium ou le FAS. La blancheur maximale d’une pâte mécanique est de l’ordre de 85 points ISO : il est donc plus difficile de blanchir ce type de pâte.

3 - Comportement des colorants avec les agents de blanchiment

Dans une pâte recyclée contenant des colorants, il faut également éliminer toute trace de couleur. Le problème du traitement des colorants réside dans leur composition.

La composition des colorants organiques étant souvent inconnue, le choix de l’agent de blanchiment est dicté par la composition fibreuse de la pâte. Pour blanchir une pâte contenant plus de 15% de pâte mécanique, on utilise un agent blanchissant : la structure de lignine est modifiée mais cette dernière n’est pas éliminée de la pâte. Dans ce cas, seuls les groupes carbonyles des colorants sont affectés.

Pour blanchir une pâte contenant moins de 15% de pâte mécanique, on utilise un agent délignifiant : la lignine est éliminée et la plupart des colorants sont entièrement dégradés. Dans ce cas, le meilleur agent de délignification est le dioxyde de chlore mais l'ozone, ne contenant pas de chlore, pourrait devenir le réactif du futur pour le blanchiment des fibres recyclées.

 

III - Agents de blanchiment

Plan 

III-1 - Le peroxyde d'hydrogène

1 - Généralités

Le peroxyde d’hydrogène, soluble en milieu alcalin, se présente sous la forme d’un liquide incolore. Il se décompose rapidement en milieu alcalin en présence de contaminants tels que les métaux ainsi qu’à forte température. Sa décomposition provoque une perte en peroxyde ainsi que la formation de radicaux libres qui attaquent les fibres (perte de résistance mécanique). Le peroxyde d’hydrogène est connu plutôt comme un agent blanchissant à des températures d’environ 60°C.
En effet, en milieu alcalin :

                Blanchiment par peroxyde d'hydrogène 
    en milieu alcalin      
     

L’anion perhydroxyl OOH est un excellent agent de blanchiment car il attaque les carbonyles :

                Blanchiment des pâtes par peroxyde 
    d'hydrogène avec anion perhydroxyl      
     

L’application principale du peroxyde d’hydrogène est le blanchiment des pâtes mécaniques. En revanche il a peu d’effet sur la destruction des colorants contenant des liaisons C=C ou des noyaux aromatiques fortement conjugués.

2 - Effet du pH, de la température et du temps de réaction

3 - Difficultés liées au blanchiment des papiers récupérés

Le blanchiment au peroxyde des pâtes de papiers récupérés pose de nombreux problèmes et cela pour plusieurs raisons :

a. Méconnaissance de la composition de la pâte

En effet, une pâte désencrée est le résultat d’un mélange de fibres de différentes essences et de différents procédés de mise en pâte. Certaines fibres ont déjà été blanchies, d’autres jamais. Enfin, la pâte contient de nombreux contaminants qui peuvent réduire l’efficacité du blanchiment.

b. Décomposition du peroxyde

Le peroxyde d’hydrogène se décompose en présence de certains composés : les métaux comme le fer, le cuivre, l’aluminium, le manganèse, dont on trouve des traces dans la pâte désencrée. Pour éliminer les ions métalliques d’une pâte chimique, un lavage acide à pH = 2 peut être réalisé. Toutefois, ce traitement ne peut être appliqué aux pâtes de fibres recyclées contenant du carbonate de calcium, la demande en acide augmentant alors considérablement. Par conséquent, pour prévenir la décomposition du peroxyde par les ions métalliques, il est préférable d’utiliser des agents stabilisants comme les chélatants ou le silicate de sodium.

L’enzyme catalase est également responsable de la décomposition du peroxyde. Ce type de contamination (biologique) est assez fréquent dans les usines de pâte désencrée. La catalase est très sensible à la température : elle est détruite à partir de 90°C. Pour lutter contre cette enzyme, il existe deux méthodes : la première consiste à éviter tout développement microbiologique dans l’usine ; la deuxième revient à désactiver ou à détruire la catalase avant blanchiment. Des travaux conduits au Centre Technique du Papier (Galland, 1989) préconisent un pré-traitement à l’hypochlorite de sodium ou un pré-traitement à haute température pour détruire la catalase avant le blanchiment au peroxyde (5%). En effet, les résultats de ces essais ont montré une augmentation du peroxyde résiduel par ces deux pré-traitements, indiquant une diminution de la décomposition du peroxyde.

c. Influence de la quantité de peroxyde

Pour les pâtes à faible teneur en pâte mécanique, augmenter la concentration en peroxyde ne permet qu’un faible gain de blancheur. En revanche, dès que la pâte contient beaucoup de pâte mécanique, l’augmentation de la quantité de peroxyde introduite a un réel impact sur le gain de blancheur.

III-2 - L'ozone

1 - Généralités

L’ozone est un corps composé de trois atomes d’oxygène O3, le point de fusion est de -192°C et son point d’ébullition de -112°C.

À température ambiante, l’ozone prend la forme d’un gaz bleuâtre. Il est visible en spectrophotométrie U.V. avec un pic caractéristique à 259 nm. L’ozone a un fort pouvoir électrophile, son potentiel d’oxydation est parmi les plus puissants (E = 2.07V). Par conséquent, c'est un gaz très corrosif : il attaque la plupart des métaux à l’exception de l’or et du platine. D’un point de vue toxicologique, les vapeurs d’ozone sont particulièrement irritantes pour le système respiratoire et les muqueuses oculaires. Cependant, l’action de l’ozone varie selon la concentration du gaz, la durée de l’exposition, la tolérance de chacun et le degré d’activité durant l’exposition.

2 - Génération de l'ozone

Dans le cadre industriel, l’ozone est produit par des décharges électriques dans un espace gazeux situé entre deux électrodes séparées par un diélectrique, dans lequel passe un flux d’oxygène ou d’air ou un mélange des deux. Les molécules d’oxygène, bombardées d’électrons à grande vitesse lors de leur passage entre les électrodes, acquièrent une énergie cinétique suffisante pour leur dissociation.

3 - Ozonation des pâtes de fibres recyclées

Depuis que l’ozone est apparu dans le monde papetier comme un réactif capable de blanchir les pâtes chimiques, tous les types de pâtes ont dû être testés quant à leur réactivité vis-à-vis de l’ozone et, plus particulièrement, les pâtes issues du recyclage des papiers usagés. Malheureusement, la grande variabilité des résultats obtenus a fait que peu de ces travaux ont été publiés. L’ensemble des travaux publiés par J. Kogan et M. Muguet ont relancé l’intérêt porté à l’ozonation des pâtes désencrées puisqu’ils ont débouché sur une application industrielle dans une usine du groupe Ponderosa Fibres.

4 - Conditions opératoires pour le traitement à l'ozone des pâtes recyclées

Tous les traitements à l’ozone sur les pâtes recyclées ont été effectués à haute concentration avec des charges en ozone appliquées variant de 0,25% à 3% par rapport à la pâte. Les températures de traitement vont de la température ambiante à 80°C. Le pH -- de 2,5 à 9 -- est optimisé selon le type de pâte et de contaminants à traiter.


III-3 - L'hydrosulfite de sodium

1 - Généralités

Introduit dans une pâte, l’hydrosulfite de sodium subit trois réactions compétitives :

Deux autres réactions parasites ont lieu :

2 - Application au FCR

L’hydrosulfite est actuellement utilisé pour le blanchiment des pâtes mécaniques. Il peut être utilisé sur toutes les sortes de fibres recyclées avec ou sans pâte mécanique. C’est un agent non dégradant qui agit par réduction des groupements carbonyles C=C et azoïques N=N.

Il est connu pour son efficacité en matière de retrait de la couleur et de nombreux colorants. La plupart des colorants acides peuvent être décolorés de façon permanente par l’hydrosulfite car il hydrolyse leurs groupements chromophores de façon permanente. La plupart des colorants basiques quant à eux peuvent être temporairement décolorés.

L’hydrosulfite est souvent utilisé en combinaison avec un agent oxydant car certains colorants, non réactifs aux produits chimiques oxydants, peuvent réagir avec des agents réducteurs. Ce blanchiment s’effectue généralement à faible concentration fibreuse (3%) et à une température de 60°C.

L’hydrosulfite réagit rapidement avec la pâte, si rapidement et si complètement qu’un mélange est essentiel. Il permet de réduire la décomposition de l’hydrosulfite exposé à l’air. Le blanchiment serait donc plus efficace dans des conditions d’anaérobie. Une atmosphère saturée en azote est théoriquement la meilleure condition pour le blanchiment à l’hydrosulfite.

L’efficacité de ce blanchiment est d’autant plus grande à haute température (80-100°C), à moyenne ou haute concentration et sous pH neutre ou légèrement alcalin (7-8). Quand la température et la concentration sont élevées, la réaction complète a lieu dans un temps court.

Dans l'industrie, l’hydrosulfite est introduit dans une pompe à moyenne concentration puis la pâte est envoyée dans une tour de blanchiment ascendante pendant 30 minutes.

Le «désencrage réducteur» avec l’utilisation d’hydrosulfite dans le pulpeur a été proposé comme alternative au désencrage conventionnel (avec le peroxyde d’hydrogène…). Les niveaux de blancheur et d'encre résiduelle sont équivalents à ceux obtenus avec le désencrage conventionnel oxydant mais avec des coûts plus bas (moins de NaOH et de charges tensioactives).

3 - Conditions de blanchiment

Les conditions de blanchiment sont recensées dans le tableau suivant (le dioxygène doit être exclu):

  Basse concentration fibreuse (tour) Moyenne concentration fibreuse (pompe MC)
Temps de réaction (min) 60-120 30
Consistance fibreuse (%) 3-5 10 to 15 (30)
Température (°C) 60-80 80-100
pH 6-8 7-8

Tableau 1. Conditions de blanchiment à l'hydrosulfite
(Source : MANGIN L. Bleaching of deinked pulp.)

III-4 - Le FAS

1 - Généralités

Le FAS est une poudre, d'une couleur blanche jusqu’à jaune pâle, non inflammable. On l’appelle aussi dioxyde de thiourée ou acide aminoiminométhanesulfinique ou encore acide formamidine-sulfinique (TDO ou TUD). Il est moins sensible au dioxygène que l’hydrosulfite de sodium. Il se trouve sous forme solide et peut aisément être dissous dans une solution alcaline.

À haute température et en milieu alcalin, le FAS s’hydrolyse en anion sulfinate et en urée. Il a un potentiel réducteur légèrement plus élevé que l’hydrosulfite de sodium en milieu alcali :
            Blanchiment des pâtes avec FAS      
     

Sa première utilisation fut proposée pour l’industrie textile en 1980 et pour le blanchiment des pâtes désencrées en 1987.

 

 

 

2 - Application aux fibres cellulosiques de récupération

Le FAS peut être utilisé sur toutes les sortes de fibres recyclées mais il est particulièrement recommandé pour les papiers colorés. Le blanchiment par le FAS des fibres cellulosiques de récupération (FCR) contenant des taux élevés de carbonates de calcium a une consommation plus faible en soude.

La température est un élément clé dans l’efficacité du blanchiment par le FAS. Une blancheur accrue peut être obtenue avec de hautes températures. En revanche, avec des températures moindres, le blanchiment nécessite un temps plus long.

L’hydrosulfite et le FAS donnent souvent des résultats comparables. Les taux de sulfate dans les effluents de blanchiment sont plus faibles avec le FAS qu’avec l’hydrosulfite. Le coût du FAS est élevé, son application doit donc être optimisée.

3 - Conditions de blanchiment

Les conditions de blanchiment sont recensées dans le tableau suivant :

Application (%) 0,3-1
Ajustement pH 1 dose de FAS pour 0,5 dose de soude
pH 8-11 (pH final : 7-8)
Temps (min) 15-90
Concentration (%) 12-15 à 30
Température (°C) 80-120

Tableau 2. Conditions de blanchiment au FAS
(Source : MANGIN L. Bleaching of deinked pulp.)

III-5 - Multi-séquences de blanchiment

Le blanchiment à 2, 3 ou même 4 séquences est proposé dans le but de produire une pâte très blanche. Plusieurs combinaisons de séquences de blanchiment ont été testées donnant lieu à de nombreuses publications. Les résultats dépendent évidemment des papiers récupérés et des conditions opératoires.

En outre, avec la pâte recyclée, l’efficacité de la séquence de blanchiment interfère avec le départ de l’encre durant l’épaississement ou la séquence de post-désencrage. Le choix de la plupart des séquences de blanchiment appropriées dépend du process de l’usine de désencrage mais aussi du coût local du traitement incluant le prix des produits chimiques et le coût énergétique.

La combinaison la plus classique est la combinaison oxydant-réducteur. En général, une séquence oxydant-réducteur permet d'obtenir de meilleures performance qu’une séquence réducteur-oxydant. Pourtant, parfois, il n’y a aucune différence significative.

Quelques exemples de séquences :

Cette description des agents de blanchiment permet plusieurs constats.

Les pâtes recyclées peuvent être blanchies avec des technologies variées et par des agents chimiques différents. Le choix de l’agent de blanchiment dépend tant de la matière première, à savoir le type de papiers récupérés, que des conditions de process de l’usine.

Le peroxyde et l’ozone sont des agents oxydants, l’hydrosulfite et le FAS des agents réducteurs. Le peroxyde, l’hydrosulfite et le FAS peuvent être utilisés pour une grande variété de vieux papiers (pâtes chimique et mécanique). Le FAS et l’hydrosulfite sont très efficaces pour enlever les colorants. L’ozone est un bon agent décolorant des pâtes chimiques.

En général, les colorants de masse sont l'une des causes principales de la réduction de blancheur des pâtes désencrées. C’est pourquoi le blanchiment multi-séquences des fibres recyclées diffère de celui des pâtes vierges : en effet, il faut éliminer les colorants en utilisant des agents chimiques ayant des réactivités différentes.

IV - Étude économique

Plan 

IV-1 - Statistiques

1 - Le recyclage du papier dans le monde

La consommation, le taux de récupération et le taux d’utilisation des papiers et cartons en Europe en 2003 sont récapitulés dans le tableau suivant :

  Consommation
(milliers de tonnes)
Taux de récupération
(%)
Taux d'utilisation
(%)
Allemagne 12 449 73,7 64,5
France 5 783 54,4 58,2
Italie 5 250 47 56
Royaume-Uni 4 533 51,1 72,8
Espagne 4 441 50,5 81,7
Pays-Bas 2 376 67,7 71,1
Autriche 1 992 62 43,6
Suède 1 926 67,6 17,4
Finlande 688 72,9 5,3
Belgique 671 53,4 38,4
Grèce 345 33,3 69,7
Danemark 400 53,1 108,1
Portugal 324 46,5 21,3
Total UE 41 225 57,9 47,7
Suisse 1 060 69,9 58,3
Pologne 908 37,3 38,4
Norvège 456 67,6 20,9
République tchèque 386 43,6 41
Hongrie 370 55,9 68,3
Slovaquie 251 47,9 37,3
  Consommation
(milliers de tonnes)
Taux de récupération
(%)
Taux d'utilisation
(%)
Total UE*                41 225 57,9 47,7
* L'Union européenne n'était alors pas constituée de 25 pays
(il y a 25 états seulement depuis le 1er mai 2004)
  Consommation
(milliers de tonnes)
Taux de récupération
(%)
Taux d'utilisation
(%)
Suisse 1 060 69,9 58,3
Pologne 908 37,3 38,4
Norvège 456 67,6 20,9
République tchèque 386 43,6 41
Hongrie 370 55,9 68,3
Slovaquie 251 47,9 37,3

Tableau 3. Consommation, taux de récupération et taux d'utilisation
des papiers cartons en Europe en 2003
(Source : COPACEL. Les chiffres de l'économie papetière, 2003)

Taux de récupération : quantité de papiers et cartons récupérés rapportée à la consommation globale de papiers et cartons.

Taux d’utilisation : consommation de papiers et cartons récupérés rapportée à la production globale de papiers et cartons.

Constat : une très forte consommation de papiers et cartons récupérés dans l’UE de 2003, surtout en Allemagne (30% de la consommation européenne). En effet, ce pays possède une grande capacité de désencrage.

 

 

Evolution de l'utilisation du papier 
      récupéré et du recyclage en Europe

 Figure 3. Évolution de l'utilisation du papier récupéré 
et du recyclage, en Europe
(Source : CEPI. European pulp and paper industry:
annual statistics 2004
)

Ces dix dernières années, le recyclage des papiers et cartons a connu une prodigieuse augmentation. Cette figure met en évidence l’importance croissante du recyclage, donc du blanchiment des papiers récupérés afin qu’ils puissent concurrencer le marché des papiers produits à partir de pâte vierge.

2 - Le recyclage du papier en France

Ces chiffres sont donnés à titre indicatif. Le tableau suivant indique qu’un tiers de la production à partir de fibres cellulosiques recyclées correspond à celle du papier impression-écriture. Or ce type de papier doit nécessairement être blanc, il convient donc de trouver des techniques de blanchiment suffisamment efficaces pour pouvoir concurrencer les papiers impression-écriture issus de pâtes vierges.

  Production de papiers et carton 
en volume
(milliers de tonnes)
Consommation de fibres cellulosiques 
de récupération en volume
(milliers de tonnes)
Taux d'utilisation 
de fibres cellulosiques 
de récupération
(%)
Papier journal 1 069 1 050 98,2
Papier impression-écriture 3 340 503 15,1
Papier pour ondulé 3 266 2 993 91,6
Papier d'emballage 362 139 38,5
Carton plat 841 721 85,8
Papier d'hygiène 675 305 45,2

Tableau 4. Utilisation des FCR par secteur, en France, en 2003
(Source : COPACEL. Les chiffres de l'économie papetière, 2003)

IV-2 - Analyse du contexte concurrentiel

1 - Caractérisation du contexte concurrentiel

Les fournisseurs et les utilisateurs des agents de blanchiment précédemment étudiés sont répertoriés.

L’ozone étant entré récemment sur le marché (moins de dix ans) et encore peu utilisé, est considéré comme le nouvel entrant du système. Les trois principaux concurrents du système sont donc le peroxyde, l’hydrosulfite et le FAS.

À noter : il est difficile de lister les utilisateurs d’un type particulierd’agent de blanchiment car cette opération reste généralement secrète. Les listes établies ne sont, bien évidemment, pas exhaustives.

Les fournisseurs :

Les utilisateurs :

2 - Dynamique concurrentielle selon Porter

Les données étudiées précédemment sont représentées dans le schéma suivant :

 

 

Diagramme de Porter pour 
      le blanchiment des pâtes

 Figure 5. Diagramme de Porter pour le blanchiment des pâtes

 

IV-3 - Approches prospective et stratégique

1 - Démarche stratégique : matrice SWOT

Forces Opportunités
Blancheur obtenue comparable à celle des pâtes vierges.
Augmentation du recyclage des vieux papiers.
Blanchiment indispensable des pâtes désencrées 
pour certains papiers.
Nouvelle réglementation visant à réduire l'exploitation forestière.
Découverte de colorants plus faciles à éliminer.
Réduction du prix des agents de blanchiment.
Faiblesses Menaces
Travail en milieu alcalin (augmentation de la DCO).
Coût important du blanchiment dans le prix total 
d'une pâte désencrée blanchie.
Ne dégrade pas les contaminants résiduels des pâtes désencrées.
 
Augmentation du coût du blanchiment (produits chimiques).
Nouvelle réglementation environnementale visant l'interdiction 
des produits de blanchiment jugés trop polluants.
Émergence de nouvelles technologies jugées 
plus efficaces et moins chères.

Tableau 5. Matrice SWOT

2 - Démarche prospective : méthode des scénarios

Trois scénarios sont proposés, le premier étant le scénario de référence et les deux autres, des scénarios contrastés (jeux d'hypothèses) :

a. Scénario tendanciel

L’industrie papetière utilise de plus en plus de fibres cellulosiques de récupération par rapport aux fibres vierges dans la fabrication des papiers et cartons, particulièrement pour des papiers nécessitant une grande blancheur (papiers impression-écriture,…). De ce fait, il devient indispensable de blanchir ces pâtes désencrées : la quantité de pâte recyclée blanchie augmente. Notre marché s’étend à de nouvelles usines ne produisant auparavant que des papiers à base de pâte vierge. Cependant, le développement de la récupération des papiers risque à terme de diminuer la qualité de la matière première disponible.

b. Scénario pessimiste

Les papetiers ont décidé de faire des recherches plus poussées sur le désencrage. Ils ont découvert des savons permettant de retirer quasiment toute l’encre ainsi que des enzymes capables de briser les groupements chromophores responsables de la couleur. De plus, les contaminants sont quasiment tous éliminés. Ce process donne une pâte de qualité comparable à celle des anciens procédés de désencrage et même à celle issue de fibres vierges. À la sortie de la cellule de désencrage, la blancheur de ces nouvelles pâtes est, en outre, égale voire meilleure à celle obtenue avec les pâtes désencrées et blanchies par l’ancien procédé. Le blanchiment de ces pâtes est alors désuet, le désencrage suffit.

c. Scénario optimiste

L’exploitation forestière est grandissante. Face à ce constat et soucieux de protéger cette ressource naturelle, les gouvernements, sous la pression des mouvements écologiques, décident de réglementer l’utilisation de bois, que ce soit pour l’industrie papetière ou pour l’industrie mobilière. Ils décident, par exemple, d’établir des quotas de bois à exploiter chaque année. Pour compléter cette maigre matière première, les papetiers sont contraints d'utiliser les papiers récupérés, même pour faire des papiers plus nobles que ceux utilisés pour les emballages. Compte tenu de leur utilisation finale, ces papiers ne doivent pas paraître gris – comme c’est le cas avec les pâtes désencrées non blanchies – mais doivent être blancs (comme les papiers impression-écriture). Les papetiers utilisent donc de plus en plus d’agents de blanchiment car il y a de plus en plus de pâtes issues des fibres cellulosiques de récupération !

V - Conclusion

Plan 

Les pâtes recyclées sont des mélanges de pâtes mécaniques, chimiques, blanchies ou non. Elles contiennent de nombreux contaminants dont certains sont capables de réagir avec les agents de blanchiment, particulièrement l’ozone.

Le choix de l’agent de blanchiment dépend de la matière première (type de papiers récupérés) aussi bien que des conditions de process de l’usine.

Les colorants résiduels sont, généralement, l'une des causes principales de la réduction de blancheur des pâtes désencrées.

D’un point de vue économique, le recyclage des papiers récupérés est en plein essor et, de ce fait, le blanchiment des pâtes désencrées l'est aussi. Cependant, il convient de souligner que le développement de la récupération des papiers usagés risque à terme de diminuer la qualité de la matière première disponible pour le papier : pour une bonne qualité de papier, il convient de ne pas excéder six recyclages. L'embellie du recyclage et du blanchiment pourrait alors s'en trouver ralentie.

 

VI - Bibliographie

Plan

MANGIN L. Bleaching of deinked pulp. The 4th advanced training course on deinked technologie from 23 to 26 March 1999, p.1-45
MUGUET M., KOGAN J. Ozone bleaching of recycled paper. TAPPI Journal , 1993, vol. 76, n°11, p.141-145
LACHENAL D. Bleaching of secondary fibers - Basic principles. Progress in Paper Recycling, 1994, p.37-43
BIERMANN C., KRONIS J. Bleaching chemistry: oxidation potentials of bleaching agents. Progress in Paper Recycling, 1997, p.65-70
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VII - Webographie

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