Recuperation Et Recyclage Des Produits Papiers

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RECUPERATION ET RECYCLAGE DES PRODUITS PAPIERS-CARTONS EN FRANCELA FABRICATION DU PAPIER ET DU CARTON PARTIE II

Le papier et le carton sont deux matriaux fibreux de composition identique. Le grammage de ces matriaux (en g/m) permet de dfinir plus prcisment le terme - papier ou carton - employer. Le terme papier sera rserv aux matriaux fibreux faible grammage.

1

LES MATIERES DE BASE

Le bambou, le chanvre, le lin, le bois sont les matires de base ncessaires la fabrication du papier et du carton. On retrouve dans les fibres de ces vgtaux un constituant commun : la cellulose. Cette substance est effectivement prsente dans toutes les plantes suprieures 1 dans des proportions diffrentes :

95 % dans le coton ; de 60 90 % dans le lin et le chanvre ; environ 50 % dans le bois.

La cellulose est un composant majeur du produit fabriqu (papiers, cartons et textiles) partir de ces vgtaux. Le produit fabriqu devient ainsi, du fait mme de sa composition, une ressource cellulosique directement exploitable aprs sa rcupration ; il ne faut pas chercher extraire la cellulose du produit rcupr mais prparer son entre dans un procd de fabrication. L'utilisation de matriaux rcuprs2 est vite perue comme intressante par les fabricants de papiers-cartons. Au XIVe sicle, les vieux chiffons sont alors employs. Devenue trs coteuse, la fabrication du papier partir de chiffons est dsormais rserve des produits finis luxueux. Actuellement, ce sont les dchets papierscartons quon tche de rcuprer. Abandonn ou destin labandon par son dtenteur, le produit papier-carton devenu dchet papier-carton peut tre collect et tri en vue du recyclage. Les matires de base consommes par l'industrie papetire franaise Anne 2000 Quantits (en milliers de tonnes) Bois Papiers et cartons rcuprs 8 715 5 77

Source : COPACEL 3. www.copacel.fr La premire machine broyer le bois s'est faite attendre jusqu'au dbut du XIXe sicle pendant la premire rvolution industrielle. Elle a permis l'utilisation de ce matriau pour la fabrication du papiercarton. Le bois va ainsi constituer la matire de base majoritaire de l'essor de l'industrie papetire jusqu' aujourd'hui. Les usines papetires franaises ne consomment que les sous-produits des autres activits lies au bois :

les dchets de scierie, 34 % ; les houppiers, c'est dire les cimes des arbres destins aux charpentes et la menuiserie, 34 %; les rondins des premires claircies, 32 %.

Source : CERIG. www.cerig.efpg.inpg.fr L'industrie papetire s'insre donc aujourd'hui dans un cycle de valorisation matire des dchets et participe la prservation du patrimoine forestier.

1.1

Le bois

Les fibres du bois sont composes de :

45 50 % de cellulose. La cellulose est compose de macromolcules constitues par la polymrisation d'une molcule lmentaire : le glucose. La cellulose est ainsi constitue exclusivement de carbone, d'oxygne et d'hydrogne. Les macromolcules groupes paralllement en faisceaux forment les filaments micellaires qui, rassembls en grand nombre donnent naissance aux fibrilles. Ces dernires associes entre elles, forment les fibres. La cellulose est une substance peu sensible la plupart des agents chimiques ; 20 30 % d'hmicellulose. De composition chimique trs voisine de la cellulose, elle est combine la cellulose et partiellement la lignine. Lhmicellulose permet d'unir les filaments micellaires de cellulose pour former les fibrilles. Lhmicellulose est aisment dissoute dans de nombreux ractifs, notamment la soude ; 20 30 % de lignine. La lignine est compose comme la cellulose et l'hmicellulose de carbone, d'oxygne et d'hydrogne. C'est une matire qui soude les fibres entre elles et confre aux plantes leur rigidit. Il faudra soit la dissoudre l'aide de produits chimiques, soit lassouplir par monte de temprature, afin d'extraire du bois des fibres cellulosiques souples et individualises ; d'autres substances prsentes en faible quantit dans le bois mais qui vont influencer le traitement papetier : les matires rsineuses, les matires minrales (calcium, sodium, potassium) et d'autres matires organiques.

Chacun de ces lments est prsent dans le bois dans des proportions diffrentes suivant la nature de celui-ci. Lindustrie papetire franaise utilise les rsineux et les feuillus respectivement 62 % et 38 %.

Source : COPACEL. www.copacel.fr

1.1.1. Les rsineuxLes rsineux sont des arbres puissants, vivant en forts denses, propres aux rgions tempres ou froides. On retrouve dans cette famille le pin, le sapin, l'pica, etc. Les fibres des rsineux, particulirement longues (2 4 mm) et rsistantes, permettent d'obtenir un papier rigide.

1.1.2. Les feuillusLe peuplier, le tremble, le charme, l'eucalyptus, le htre, le platane, le bouleau, etc. font partie de cette famille darbres. Les fibres vgtales des feuillus ont une structure plus complexe que celles des rsineux. Les fibres sont trs diverses, soit par leur forme, soit par leur dimension. Elles sont dans l'ensemble plus courtes (0,8 3 mm) que les fibres des rsineux et vont ainsi permettre la fabrication de papiers plus souples.

1.2

Les produits papiers-cartons rcuprs

Les produits papiers-cartons rcuprs contiennent les fibres cellulosiques issues des deux familles darbres principalement utilises. Il sagit dune ressource en cellulose que lindustriel papetier ne doit pas chercher extraire du milieu naturel contrairement la cellulose constitutive du bois. Les fibres cellulosiques de rcupration, obtenues partir des papiers et des cartons rcuprs auprs de leurs dtenteurs, peuvent ainsi retourner dans le cycle de la production du papier-carton en remplacement total ou partiel des fibres cellulosiques extraites du bois. Pour les membres de lAssociation des Producteurs et des Utilisateurs de papiers et cartons Recycls (APUR), un papier-carton recycl est compos au minimum de 50 % de fibres de rcupration. Lassociation APUR a cr une marque du mme nom quelle gre et quelle contrle. La marque est propose aux producteurs et transformateurs de papiers-cartons usage graphique principalement. Un logo indique la proportion de fibres cellulosiques de rcupration utilise dans le procd de fabrication ou de transformation. Cela garantit lauthenticit de linformation donne au consommateur. APUR fait contrler ses membres afin de sassurer de la conformit avec le cahier des charges de lassociation.

Afin de prciser le caractre recycl du produit papier-carton, les industriels usent aussi de lautodclaration environnementale, dclaration environnementale effectue, sans certification par une tierce partie indpendante, par des fabricants, des importateurs, des distributeurs, des dtaillants ou tout autre entit susceptible de profiter de cette dclaration . Source : norme NF ISO 14021. Un symbole peut accompagner lautodclaration environnementale. De nombreux symboles existent sur le march et les exigences relatives leur utilisation sont spcifies dans la norme NF ISO 14021 Autodclarations : la promotion environnementale des produits. Le symbole de la boucle de Mbius est largement rpandu. Lutilisation de ce symbole nest permise que pour deux significations bien diffrentes, soit recyclable , soit contient du recycl . Dans ce dernier cas, la teneur en fibres cellulosiques de rcupration doit tre indique lintrieur de la boucle.

Remarque La boucle de Mbius est dcline sous dautres formes pour des significations diffrentes. Un organisme allemand, le RESY (Recycling system), constitu de fabricants de papiers pour ondul et de caisses cartons et de rcuprateurs charge ces derniers de reprendre et de recycler tous les emballages de transport en carton ondul marqu dun logo spcifique, attestant ladhsion au systme.

Oprationnel en Allemagne, on retrouve ce logo en France sur des emballages de produits imports (mobiliers, lectromnagers, etc.).

2

LA FABRICATION DES PATES

La prparation de la pte papier est ltape prcdant toute fabrication papetire. La pte dsigne ici la matire constitue de fibres cellulosiques en suspension fluide. Toutes les oprations sont effectues en milieu aqueux pour assurer ladhsion des fibres entre elles. Ce chapitre ne prtend pas recenser lensemble des procds de fabrication de la pte papier. Ces procds sont trs nombreux et peuvent diffrer les uns des autres uniquement par lutilisation dun produit diffrent ou la variation de la valeur dun paramtre. Nous prsentons ici les procds les plus couramment utiliss.

2.1

La fabrication des ptes partir du bois

La prparation des ptes papier consiste en l'extraction des fibres cellulosiques du bois. Ces fibres cellulosiques sont dnommes fibres cellulosiques vierges, nayant jamais t utilises auparavant pour la fabrication de ptes ou de papiers-cartons. Diffrents procds permettent lextraction des fibres. Les principales mthodes sont :

la mthode mcanique ; la mthode chimique ; la mthode mi-chimique qui combinent les autres procds.

Chaque pte ou mlange de ptes est destin un type prcis de papier. Le choix de la mthode utilise se fait donc en fonction du type de papier-carton produire. Les natures de papier principalement fabriques en France (cf. : II.5.1. La production franaise de papiers-cartons) explique ainsi la prdominance de la production des ptes chimiques reprsentant prs de 70 % des ptes papier vierges produites en France en 2000.

2.1.1. La fabrication des ptes mcaniquesSous lappellation ptes mcaniques est regroup un certain nombre de ptes dont le procd de fabrication est majoritairement mcanique. Le bois est en effet broy , dfibr au moyen de meules ou de rpes. Les ptes conservent les lments constitutifs du bois : cellulose, hmicellulose et lignine. Les ptes mcaniques sont appeles ptes haut rendement 4 car les procds permettent d'obtenir un trs bon rendement du bois, de 90 95 %. La mthode mcanique permet la production de ptes peu rsistantes, du fait du dchiquetage des fibres, mais dune bonne opacit. Ces ptes intgrent la fabrication :

du papier journal ; du papier pour magazine ; moindre chelle des papiers usage graphique (dition, bureau, criture, enveloppe, affiche, imprimante) ; du carton plat ; des papiers sanitaires et domestiques.

Le procd de base purement mcanique permet d'obtenir la pte de meule, les autres procds font intervenir des paramtres thermiques ou chimiques. a. La pte de meule

Le bois appropri la fabrication de la pte de meule est le bois des rsineux car leurs fibres, plus longues que celles des feuillus, sont plus rsistantes. Le bois est utilis sous forme de rondins. Ces rondins sont rps sur une meule abrasive ou dfibreur. La chaleur dgage aide au ramollissement de la lignine. La meule est humidifie afin de :

la refroidir ce qui empche le bois de brler ; laver sa surface et entraner la pte produite.

La pte obtenue prsente des fragments de fibres, toujours lis par la lignine, des bchettes (gros lments de fibres accoles), des fibres longues, des fibres courtes et des lments fins. Ce procd de base peut tre amlior par action de la temprature et de la pression. On parle alors de pte de meule sous pression. Ce procd permet l'obtention d'une proportion plus importante de fibres longues. b. La pte de raffineur Ce procd convient mieux aux feuillus, les agressions mcaniques tant moindres que pour la prparation de la pte de meule. L'obtention de la pte de raffineur fait intervenir un procd driv du prcdent. Il consiste rduire des rondins en copeaux dans une coupeuse. Le dfibrage est ralis partir des copeaux dans des dfibreurs disques. La prparation de la pte de raffineur prserve mieux les fibres et la pte ainsi obtenue se trouve moins dgrade que la pte de meule. c. La pte thermomcanique

Pour obtenir cette pte, le procd utilise le bois des rsineux sous forme de copeaux. Ces copeaux sont tuvs la vapeur ce qui facilite la sparation des fibres. Le dfibrage a ensuite lieu dans un dfibreur sous pression. Enfin, un raffinage pression atmosphrique amliore la cohsion des fibres cellulosiques. Les ptes ainsi prpares ont une proportion de fibres longues importante. d. La pte chimicothermomcanique

Le procd chimicothermomcanique contient pratiquement les mmes tapes que le procd thermomcanique. Ce qui diffrencie les deux procds est lexcution dune imprgnation chimique en prsence de soude et de bisulfite de soude une temprature toujours suprieure 100C. Cet ajout chimique vise faciliter le dfibrage.

2.1.2. La fabrication des ptes chimiquesSous lappellation ptes chimiques sont regroupes les ptes dont le procd de fabrication fait intervenir des ractifs chimiques. Le bois est en effet cuit par diffrents procds chimiques. La fabrication des ptes chimiques consiste liminer tout ou partie des composants non cellulosiques 5. Les ractifs sont ainsi utiliss pour dissocier les diffrents constituants du bois, dissolvant la lignine et librant les fibres de cellulose. Cette vritable extraction de la cellulose fait chuter le rendement du bois 50 % environ. La mthode chimique permet de conserver les fibres entires ce qui permet par la suite dobtenir des papiers rsistants. Cette mthode convient la fabrication :

du papier kraft ; de papiers impression-criture ; de certains papiers d'emballages.

La fabrication de ptes chimiques est effectue suivant :

le procd alcalin (ou procd kraft) ; le procd acide.

a. Le procd alcalin Le procd alcalin est le procd le plus communment utilis. Les feuillus et les rsineux peuvent tre employs indiffremment pour ce procd. On effectue la cuisson de copeaux de bois une temprature de 100 175C dans des lessiveurs continus ou discontinus. La dure de cuisson varie de deux cinq heures suivant la nature du bois utilis. Un agent de cuisson est incorpor dans ces lessiveurs afin de dissoudre les incrustants de la cellulose. Cet agent chimique est pour le procd alcalin de la soude associ du sulfure de sodium. En fin de cuisson, la pte est lave dans des diffuseurs ou sur des filtres. Le filtrat constitue la liqueur noire faible qui contient la lignine dissoute associe aux ractifs de cuisson. Le classage de la pte, qui spare les gros lments et la pte, permet de dissocier les incuits de la partie fibreuse. Les impurets lourdes (sable, gravier) sont limines dans la chane d'puration. Les caractristiques de la pte obtenue par ce procd sont une bonne rsistance mcanique, un bon indice de dchirure et une bonne longueur de rupture. Par contre, cette pte sera plus difficile blanchir qu'une pte issue d'un procd acide. Elle sera utilise dans l'emballage, pour les papiers impressioncriture lorsqu'elle est blanchie ou encore en mlange. b. Le procd acide Le procd acide diffre du procd alcalin par la nature de lagent chimique utilis pendant la cuisson de la pte. Le ractif employ est du bisulfite d'ammonium ou de magnsium. Le lavage et le classage de la pte sont ensuite effectus de la mme faon que pour le procd alcalin. Le procd acide (cuisson longue de cinq heures) donne au papier des caractristiques mcaniques plus faibles surtout en dchirure, mais la pte est plus claire, se raffine plus vite et se blanchit plus facilement sans chlore. Cependant, pour des raisons environnementales, elle nest presque plus utilise, sauf pour les papiers trs raffins comme les ingraissables, ou encore pour les ouates de cellulose car elle apporte souplesse, douceur et possde des qualits d'absorption.

2.1.3. La fabrication des ptes mi-chimiquesLes ptes mi-chimiques sont gnralement produites partir de bois de feuillus. Les copeaux de bois subissent un traitement mcanique de dfibrage, un traitement chimique modr et un traitement thermique (cuisson). Il se produit une extraction de la lignine. La dlignification permet dliminer 50 % de la lignine du bois. Les ptes mi-chimiques ont un rendement qui se situe entre 70 et 80 %. La lignine, substance thermoplastique, permet ce papier dpouser la forme des cannelures pour la

fabrication du carton ondul (cf. : II.4.2. La fabrication du carton partir de feuilles de papier). De plus, les ptes mi-chimiques confrent au papier une bonne rigidit et une bonne rsistance la compression ce qui est propice la fabrication du carton ondul.

2.2 La fabrication des ptes partir de produits papiers-cartons rcuprsLa prparation des produits papiers-cartons rcuprs a pour but la mise en suspension des fibres et l'limination des contaminants prsents. La phase de dsencrage nest pas systmatique. Elle sapplique aux produits papiers-cartons rcuprs encrs, dont la consommation par lindustrie papetire franaise ne reprsente quun tiers de la consommation totale de produits papiers-cartons rcuprs (cf. : V.2.2.2. Utilisation selon les types de produits papiers-cartons rcuprs).

2.2.1. Le dfibrageLe dfibrage dans l'eau des produits papiers-cartons rcuprs a lieu :

soit dans un pulpeur. C'est une cuve cylindrique dans laquelle un rotor cre de fortes turbulences qui dsagrgent les produits papiers-cartons rcuprs. Des dispositifs adapts

(poire pulpeur, sacs de dcontamination) permettent une premire extraction des contaminants dans le pulpeur ; soit dans un tambour en rotation et lgrement inclin, facilitant ainsi lvacuation des matires indsirables (plastiques, CD-Rom, dtritus, etc.). Le tambour de lusine Chapelle Darblay est actuellement le plus grand en activit en Europe avec une longueur de 28,5 m et un diamtre de 4 m. Il tourne une vitesse de 13 tours/minute et peut traiter 1 300 tonnes de papierscartons rcuprs par jour.

En sortie de pulpeur ou de tambour, une pr-puration permet d'liminer les impurets grossires grce des tamis vibrants, des classeurs fentes et trous et des purateurs centrifuges. L'puration fine complte cette opration et permet d'liminer les contaminants rsiduels selon leur densit (dans des cyclones) ou leur dimension (par classage trs fin). Le dfibrage des papiers-cartons encrs, mme suivi d'une puration trs pousse ne permet d'obtenir qu'une pte grise, plus ou moins fonce. L'utilisation de cette pte dans la fabrication de certains papiers (papiers usage graphique, papiers sanitaires blancs) n'est possible qu'en liminant cette coloration due l'encre.

2.2.2. Le dsencrage par flottationPour dsencrer un papier il est ncessaire dans un premier temps de dcrocher les particules d'encres. Ce dcrochage est facilit lors de l'tape de dfibrage. On agit pour cela sur diffrents paramtres :

la quantit et la nature des produits chimiques ajouts (voir ci-aprs) ; le pH ; la temprature ; le temps de contact ; etc.

Les produits chimiques intervenant dans le dsencrage de la pte papier sont les suivants :

la soude caustique est employe pour amliorer le dtachement de l'encre en levant le pH et en faisant gonfler les fibres ; un surfactant permet de stabiliser les particules d'encre dcroches en solution et empche qu'elles soient redposes sur les fibres ; le silicate de sodium squestre certains ions mtalliques prsents dans l'eau (essentiellement les ions calcium et magnsium). En l'absence de ce produit, les ions mtalliques formeraient des dpts insolubles en ragissant avec le surfactant ; le peroxyde d'hydrogne et un agent squestrant sont utiliss pour maintenir un niveau de blancheur de la pte. Celle-ci a tendance jaunir du fait de l'action de la soude caustique sur la lignine. Le peroxyde dhydrogne est un agent de blanchiment qui peut se dcomposer sous l'action de mtaux lourds en composs inutilisables pour le blanchiment. Un agent squestrant est alors utilis afin de capter les mtaux lourds prsents dans l'eau.

La principale technique utilise pour la phase d'limination de l'encre est le procd par flottation. Le procd repose sur les diffrences physiques et physico-chimiques superficielles des fibres et des particules d'encre. La suspension fibreuse est envoye dans une succession de cellules la base desquelles des bulles d'air sont injectes. En montant la surface, ces bulles d'air se chargent des particules d'encres, spares des fibres, qui se concentrent sous forme de mousses la surface des cellules. Ces mousses sont racles, aspires puis vacues vers l'installation de traitement des boues de l'usine. Ces boues peuvent tre rcupres et recycles sous la forme dun amendement calcique pour les sols agricoles. Elles sont fortement charges en calcium provenant des substances introduites pour amliorer la blancheur et les qualits dimprimabilit du papier. Lindustrie papetire exploite ce sousproduit en le commercialisant afin de rpondre en partie aux besoins de lagriculture.

2.3

Les traitements de la pte

2.3.1. Le blanchimentLes ptes papier obtenues par les diffrents procds sont plus ou moins crues. Cet aspect peut convenir la fabrication de certains papiers, notamment les papiers et cartons d'emballages. Pour d'autres usages, la couleur blanche du papier est souhaite. Il s'agit des papiers destins l'impression-criture, des papiers d'hygine, de certains papiers et cartons d'emballages. Lopration de blanchiment compte plusieurs tapes de traitements chimiques, plus ou moins nombreuses selon la blancheur exige et le type de pte traite. Ainsi, les ptes naturellement claires ne ncessitent qu'une deux tapes alors que les ptes naturellement fonces en exigent de six sept. Dans le cas des ptes mcaniques, les traitements actuels sont raliss laide de composs non chlors :

l'eau oxygne ; l'hydrosulfite de sodium.

Le principe consiste modifier les groupements chromophores de la lignine permettant lclaircissement de la pte. Mais ce procd est rversible sous laction de la lumire, ce qui cause le jaunissement des papiers, celui des journaux par exemple. En ce qui concerne le blanchiment des ptes chimiques, le problme est plus complexe car il faut dissoudre la lignine rsiduelle. Le blanchiment consiste mlanger la pte dans un mixeur avec le ractif choisi puis le faire ragir dans une tour de blanchiment. Aprs raction, on extrait les jus de blanchiment et la pte est lave puis filtre. Les ractifs utiliss sont :

des composs chlors comme l'eau de Javel ; des composs non chlors comme le peroxyde dhydrogne, loxygne et lozone.

En plus du traitement de blanchiment classique, la pte papier peut subir dautres traitements visant amliorer dautres caractristiques du papier.

2.3.2. Les traitements spcifiquesBeaucoup de papiers contiennent des adjuvants, introduits dans la pte au niveau des cuviers de mlange, qui leur confrent des proprits particulires. Les adjuvants sont rpartis en trois catgories :

les charges minrales ; les adjuvants proprement dits ; les agents de collage.

a. Les charges minrales Ce sont des poudres fines (1 10 microns) et blanches, de kaolin (silice d'aluminium), d'oxyde de titane (pigment minral de synthse), de talc, etc. Ces charges amliorent l'imprimabilit et l'opacit du papier. b. Les adjuvants Ce sont des corps introduits en petite quantit pour amliorer :

la cohsion interne de la feuille. On utilise de l'amidon ; la rtention des charges. On utilise des rsines cationiques 6 ; la blancheur du papier. On utilise des azurants optiques (corps synthtiques qui n'ont pas de couleurs propres) qui transforment en rayons bleus visibles une partie des rayons ultraviolets du spectre lumineux.

c. Les agents de collage Ces agents permettent de tapisser la surface des fibres avec un driv hydrophobe. On utilise en gnral des rsines naturelles ou synthtiques que l'on ajoute la pte raffine. Ces agents font rouler

les gouttelettes aqueuses sur le matriau cellulosique. Cela augmente la rsistance mcanique du papier mouill.

3 LE PROCEDE DE LA FABRICATION PAPETIERELappellation papier dsigne les matriaux fibreux dont le grammage est infrieur 225 grammes par mtre carr 7; pour les grammages suprieurs 225 grammes par mtre carr, le terme employ sera celui du carton . Les ptes obtenues par l'ensemble des mthodes sont :

soit achemines directement vers la table de fabrication du papier. Dans ce cas, la pte est dite intgre ; soit commercialises sous forme de plaques solides contenant de 70 90 % de matire sche vers les usines papier, o elles sont remises en solution aqueuse dans des pulpeurs. Dans ce cas, la pte est dite marchande .

La fabrication du papier se fait ainsi de diffrentes faons :

lindustrie fabrique elle-mme la pte papier dont elle a besoin pour la fabrication papetire. Elle fait alors appel au march pour se procurer les matires de base dont elle a besoin ; lindustrie se fournit en pte marchande vierge ou recycle car elle ne dispose pas dunit de fabrication de pte papier. Dans ce cas, elle fait appel au march national ou limportation.

3.1

La transformation de la pte en papier

Les ptes, avant d'tre envoyes sur la machine papier, subissent d'abord un raffinage et une puration. L'opration de raffinage permet, par action mcanique sur les fibres en milieux aqueux, de modifier leurs caractristiques, en particulier leur aptitude aux liaisons interfibres et donc la rsistance du papier. Une fois atteint le degr de raffinage voulu, la suspension fibreuse contenant plus de 99 % d'eau est envoye dans des cuviers o on ajoute ventuellement des colles, colorants et charges. La suspension est pure une nouvelle fois pour enlever par exemple les bouts de bois provenant des palettes de manutention. Elle est ensuite envoye sur la machine papier. La suspension fibreuse est introduite dans la caisse de tte qui dlivre un flot rgulier sur toute la largeur de la toile de fabrication. Cette toile sans fin est anime d'un mouvement vibratoire, ce qui facilite la formation homogne de la feuille de papier. L'eau est vacue travers la toile par gravit et sous l'action d'organes d'gouttage (rouleaux, racles). En sortie de toile, le taux dhumidit est de lordre de 80 %. Au niveau de la section des presses, la feuille qui a quitt la toile est comprime entre une srie de rouleaux recouverts de feutres absorbants. Cette opration permet d'augmenter la compacit et d'amliorer l'tat de surface par action mcanique sur la feuille encore trs mallable. Le taux dhumidit passe alors 55 % la sortie des presses.

La feuille de papier est achemine dans la scherie constitue de tambours de fonte chauffs. Elle est maintenue contre les scheurs grce un feutre lourd ou une toile de schage compose de coton et de fibres artificielles. Le taux dhumidit est ramen 10 %, taux normal du papier sec. Certains papiers peuvent subir des traitements spcifiques amliorant leurs caractristiques mcaniques, leurs proprits de surface, leur aptitude l'impression, etc.

3.2

Les traitements de la feuille

3.2.1. Les traitements mcaniquesa. Le frictionnage Le traitement consiste scher la feuille humide contre la surface humide d'un cylindre chauff. Le papier est alors comprim et frictionn. Ces papiers sont brillants sur une seule face. b. Le calandrage ou satinage

Ce traitement consiste aussi en une compression et une friction du papier mais ici le repassage est effectu sur des calandres. Ces calandres comprennent entre douze et vingt-quatre rouleaux alternativement faits de mtal et de cellulose comprime. Le papier est poli et brillant. c. Le super calandrage ou glaage

Le papier peut subir un super calandrage (calandrage hautes tempratures, hautes pressions et avec un nombre de rouleaux plus important). Ce papier est trs brillant. d. Le crpage

Le papier encore humide est dcoll du cylindre l'aide d'un racle. Le crpage rend le papier plus doux, plus souple, plus lastique. e. Lapprtage Ce sont des papiers qui sont passs la lisse cest--dire au travers un dispositif mcanique constitu de plusieurs rouleaux qui effectue une compression de la feuille. Ce traitement est ralis en fin de scherie afin dobtenir un aspect plus uni et plus uniforme sur les deux faces.

3.2.2. Les traitements chimiquesa. Le couchage On effectue un dpt sur la feuille dun mince revtement de particules minrales (gnralement de kaolin et de carbonate de calcium). Ce traitement amliore le rendu et la finesse des impressions.

b. La sulfurisation

Aprs formation, le papier (compos dun mlange de pte au sulfate et au bisulfite) est tremp dans lacide sulfurique. Lacide solubilise la surface des fibres de cellulose qui se soudent entre elles. Le papier est ensuite lav leau pure. Lacide prsent dans les eaux de lavage est reconcentr et rgnr pour une utilisation future. Le papier sulfuris a des proprits dimpermabilit aux corps gras, danti-adhrence ainsi quune trs grande rsistance ltat humide. c. Le paraffinage Le papier souvent pralablement trait est soit enduit sa surface soit imprgn de paraffine. Le papier paraffin est utilis pour lemballage alimentaire pour ses caractristiques adaptes : sans odeur ni got et non toxique, ce papier reprsente une barrire pour les liquides et les vapeurs. En fin de machine, la feuille de papier peut tre enroule en une bobine mre qui sera dcoupe en rames ou en bobines filles plus adaptes une utilisation ultrieure du papier. Le papier fabriqu peut ensuite tre expdi sur les diffrents marchs ou tre destin la fabrication du carton.

4

LA FABRICATION DU CARTON

Lappellation de carton est rserve aux matriaux fibreux de fort grammage, suprieur 225 grammes par mtre carr. Le carton est par nature trs proche du papier et les procds de fabrication en sont similaires. Deux mthodes sont utilises. Le carton est fabriqu :

soit partir de pte papier avec ou sans addition d'autres substances ;

soit partir de feuilles de papier.

4.1 La fabrication du carton partir de pte papierCe carton est fabriqu suivant la mthode multijets. Cette mthode associe de trois sept jets de ptes de composition identique ou diffrente. Chaque jet fibreux est form individuellement grce un dispositif autonome. L'association des jets se fait par pressage. La feuille obtenue est envoye dans la machine carton qui comporte les mmes sections qu'une machine papier, mais elle est adapte de plus forts grammages. La fabrication consiste alors rechercher le meilleur ensemble de proprits spcifiques l'utilisation du produit cartonn en combinant des jets de ptes offrant par exemple une bonne imprimabilit sur la surface et une rigidit intrieure.

4.2 La fabrication du carton partir de feuilles de papierLe carton est obtenu par contrecollage de feuilles de papier sec au moyen d'une matire adhsive telle que l'amidon ou une rsine synthtique. Une feuille de papier est enroule autour d'un tambour jusqu' l'paisseur dsire puis on la coupe selon une gnratrice. La production est effectue feuille feuille. La feuille de carton est ici homogne. Un autre type de carton est obtenu par contrecollage de feuilles de papier : le carton ondul est un matriau d'emballage compos de deux sept feuilles de papiers pour ondul. Sa fabrication correspond donc une tape de transformation du papier. Ce carton comporte trois types de feuilles de papier :

les couvertures : feuilles planes extrieures qui assurent une rsistance de l'emballage aux agressions mcaniques et climatiques et constituent un support d'impression ; les mdianes : feuilles planes intrieures ; les cannelures : feuilles canneles qui accroissent la rigidit, la flexion, l'lasticit l'crasement et la rsistance la compression.

Le carton ondul est fabriqu sur une onduleuse en plusieurs tapes :

fabrication de la cannelure : le papier cannelure est ondul entre deux cylindres cannels sous l'effet de la temprature, de l'humidit, de la pression ; fabrication du carton ondul simple face : la couverture est applique sur les crtes enduites de colle du papier cannel. Le carton ondul est achemin vers des bobineuses ou vers la partie double face ;

fabrication du carton ondul double face : un, deux ou trois onduls simple face sont colls une couverture pour former du carton ondul double face, double-double face ou triple cannelure. Le carton ondul est ensuite engag sur une table chauffante pour la prise de la colle.

5 LA PRODUCTION ET LA CONSOMMATION DE PAPIERS-CARTONSEN CHIFFRES

5.1

La production franaise de papiers-cartons

La production de papiers-cartons slve en France 9,6 millions de tonnes pour lanne 1999. Ce chiffre place la France au 4me rang europen des producteurs de papiers-cartons derrire :

lAllemagne (16,7 millions de tonnes) ; la Finlande (12,9 millions de tonnes) ; la Sude (10,0 millions de tonnes).

En 2000, la production franaise de papiers-cartons atteint 10,2 millions de tonnes soit 6,3 % de plus que celle de lanne 1999. Les principales catgories de papiers-cartons produites sont :

les papiers dimpression et criture reprsentant 34 % de la production totale ; les papiers pour ondul destins la fabrication de carton ondul, 33 % ; le papier journal, 10 %.

En ce qui concerne les papiers demballages, il faut noter que les quantits produites trimestriellement constituent, pour le Service des Etudes et Statistiques Industrielles (SESSI) au Ministre de lEconomie, des Finances et de lIndustrie, un des trois indicateurs des avancs de Production avec :

la consommation dlectricit dans la grande industrie ; la production de ciments et liants.

Les secteurs observs sont les plus sensibles aux variations de la conjoncture. Lvolution de la production de ces papiers tmoigne ainsi de la situation dans laquelle peut voluer lensemble de la Production franaise.

5.2

La consommation franaise de papiers-cartons

Avec prs de 10,9 millions de tonnes de papiers-cartons consommes en 1999, toutes sortes confondues, la France se situe au 3me rang europen derrire :

lAllemagne (17,1 millions de tonnes) ; le Royaume-Uni (12,7 millions de tonnes).

En 2000, la consommation franaise de papiers-cartons atteint 11,4 millions de tonnes, soit 4,6 % de plus que celle de lanne 1999. La photographie de la consommation franaise permet dobserver plus prcisment dans quelle mesure et pour quelles sortes de papiers-cartons, il est possible de les rcuprer. Les principales catgories de papiers-cartons consommes sont :

les papiers dimpression et criture reprsentant 41 % de la consommation totale ; les papiers pour ondul, 30 % ; le carton plat, 10 %.

Aprs avoir emprunt le ou les circuits de consommation qui leur sont propres, ces produits deviennent un gisement de dchets papiers-cartons potentiellement collectable que nous allons tenter dapprcier dans une troisime partie.

1 Les plantes suprieures dsignent des plantes compliques qui constituent la vgtation la plus aisment visible des prairies, des champs et des jardins. (Source : Petit Robert) 2 Les termes en gras italique sont dfinis en Annexe. Glossaire 3 Les organismes cits sont rpertoris en Annexe. Acteurs 4 Un rendement de 90 % signifie que 100 kg de bois permettent dobtenir 90 kg de pte. 5 Le taux de dlignification, appel indice Kappa, est une caractristique importante, en particulier vis vis du blanchiment. 6 Les rsines cationiques sont des supports sur lesquels on greffe des groupements molculaires chargs positivement. 7 Certains papiers lourds peuvent cependant atteindre 300 g/m. De la mme faon, le grammage de certains cartons peut tre infrieur 225 g/m

Les matriaux d'emballage Matriaux d'amortissementLes matriaux d'amortissement sont conus pour : Protger le contenu du colis des contraintes dynamiques rsultant d'une manutention maladroite, ou des chocs survenus durant le transport. Protger contre les vibrations. Combler les parties vides dans les units ordinaires d'emballage.

Ils doivent : Absorber l'nergie cintique et empcher sa transmission aux marchandises contenues dans l' emballage. Reprendre leur forme originale aprs absorption de l'nergie. Etre composs de matriaux qui ne provoqueront pas de corrosion ou d'autres dgts aux marchandises contenus dans l'emballage. Respecter l'environnement en considration. Etre simples d'utilisation et conomiques.

Types de matriaux d'amortissement : Les poches d'air sont utilises pour empcher le mouvement l'intrieur des conteneurs. le plastique bulles, utilis pour empcher le mouvement des marchandises dans l'emballage. Les fibres de noix de coco tisses. Utilis pour l'instrumentation emballe en caisses. Le polystyrne (PS) : soit en sections moules, soit en particules en vrac. Le polyurthane (PU) : utilis par moulage pour former une couche protectrice directement en contact avec le produit. Le moulage est rigide avec une trs faible flexibilit. Son efficacit diminue la suite de l'absorption de forces, il peut mme se fissurer et se dtriorer.

Les cartonsL'emballage le plus simple et le plus conomique reste le carton. Efficace, lger et peu coteux, cet emballage est capable de rsister aux pricipaux alas de transport. Toutefois, en ce qui concerne l'exportation, il convient de slctionner le type de carton selon des caractristiques spcifiques, notamment en fonction des phnomnes d'humidit qui affaiblissent la rigidit de ces emballages. La rsistance la compression peut tre rduite de moiti dans des conditions de forte humidit >90% ou plus d' humidit relative. Premire tape : le choix du carton comme matriau d'emballage : Tout d'abord, l'expditeur doit dterminer si le carton est la solution d'emballage approprie au type de marchandises transporter, en fonction de leur fragilit et des risques lis aux manutention et au transport. Deuxime tape : la slection du carton : 1. Cette slection s'effectue en fonction des critres suivants: - rsistance la compression, rsistance au percement et rsistance l'absorbtion d'humidit Les cartons imprgns et couches multiples sont les plus pratiques. Il ne faut jamais utiliser de cartons dont la rsistance au test d'clatement de moins de 125 kg par 6,5 cm2. 2. Les rabats doivent tre agrafs ou colls avec un adhsif rsistant l'eau appliqu sur la totalit de la surface de contact entre rabats. Pour une protection accrue, tous les joints peuvent tre rendus tanches avec un adhsif impermable. 3. Le poids des marchandises doit tre infrieur aux limites de charge spcifies par le fabricant et figurant sur le carton. 4. Dans certains cas, il peut tre utile de renforcer le carton avec des bandes de cerclage places angle droit et entrecroises sur les faces infrieures et suprieures.

5. Des plateaux de sparation peuvent tre utiliss pour isoler des articles fragiles dans le mme carton ou pour accrotre la solidit de l'emballage en cas d'empilement. 7. L'utilisation de sur-emballage, et d'envoi palettiss est une source d'conomie et de scurit supplmentaire.. 8. Enfin, le carton peut se rveler inadapt l'envoi de marchandises sensibles au vol.

1. 2. 3. 4.

Carton Carton Carton Carton

de de de de

fibres fibres fibres fibres

solides ondules paroi simple (double face) ondules parois doubles ondules parois triples

La certification pour les Etats-Unis

La certification ci-jointe ne s'applique qu'aux cartons produits et utiliss conformment la rgle 41 de la classification du Fret Uniforme pour le transport des marchandises par train et l'article 222 de la classification Nationale du Fret camionn pour le transport des marchandises par route. moins que la performance puisse tre garantie par un laboratoire de test qualifi, nous vous recommandons de n'utiliser que des cartons fabriqus et certifis conformes aux rgles prcites.

La certification allemande

En Europe, la norme DIN 55 429, partie 1 et le Code FEFCO/ASSCO (code d'emballage pour le transport international) dcrivent les dessins, les styles et les formes reconnus internationalement comme tant des standards pour les cartons. Les dessins et les styles ont t dfinis par l'ASSCO (Association Europenne des Fabricants de Caisses d' Expdition en Carton

Compact), la FEFCO (Fdration Europenne des Fabricants de Carton Ondul) et l'ECMA (European Carton Makers Association - Association Europenne des Fabricants de Carton).

Autres matriaux d'emballage

Papier goudronn : comprend une couche d'un mlange bitumeux entre deux couches de papier. Fortement impermable et souvent utilis pour chemiser les caisses en bois. Carton doublure Kraft : fortement rsistant l'humidit avec un teneur faible en fibre. Utilis comme feuille externe sur le carton ondul. Papier Kraft : un papier lastique utilis dans la production des sacs. Papier-parchemin : papier sulfuris avec une forte rsistance l'humidit. Utilis pour l'emballage de produits graisseux ou huileux. Papier VCI (Volatile Corrosion Inhibitor - Inhibiteur de Corrosion Volatile) : contient un inhibiteur fournissant une protection contre la corrosion.