TPE SUR LE PAPIER

« différentes découvertes et œuvre littéraires, scientifiques ou autres que nous, lycéens apprenons dans nos écoles.

Les questions à se poser dans ce dossier peuvent êtrenombreuses et diverses : Peut-on imaginer actuellement un monde sans papier ? Qui d'entre nous a réellement envie de se passer de ces plaisirs : écrire sur un beaupapier, recevoir une lettre et la relire, envelopper un cadeau dans un bel emballage, conserver ses souvenirs intacts dans un carton, utiliser des produits d'hygièneirréprochables ? Aujourd'hui, le papier et le carton sont omniprésents dans notre vie à travers leurs différents usages.

Le papier a su accompagner les mutationstechnologiques et sociologiques en innovant et en s'adaptant à la demande des consommateurs.

Matériau écologique, il a également su répondre aux préoccupationsenvironnementales des utilisateurs. I-) Une matière première s'est crée au fil des années : le papier !Au fil du temps, le papier a suscité chez les scientifiques un intérêt mesuré qui les poussa à une certaine volonté d'étudier cette nouvelle découverte.

Le papier, motvenant 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 considéréaujourd'hui comme un matériau de base servant à écrire, dessiner, imprimer, emballer, voire peindre… Il est également utilisé dans la fabrication de composantsdivers (filtres, cartons, …).

Depuis l'apparition de la machine à papier et depuis l'utilisation du bois comme matière première, le processus de fabrication du papier aévolué mais pour cela il n'a pas fondamentalement changé.

Ce système de fabrication repose toujours sur deux grandes étapes.

La première étape consiste àtransformer la matière première qui est donc le bois en pâte à papier.

Les fibres de cellulose, contenues dans toutes cellules végétales, sont extraites de leur supportinitial, sont déliées entre elles et sont traitées jusqu'à obtenir une pâte homogène.

Ensuite, la seconde étape consiste à travailler cette pâte, c'est-à-dire qu'on va lapasser à travers la machine à papier ou l'ustensile qu'on utilise pour former son papier (tamis), qui va la transformer sous forme de rouleaux ou de rames de papier.En plein passage dans la machine à papier, les fibres libérées sont en suspension dans l'eau, elles se rapprochent les unes contres les elles jusqu'à former un genrematelas fibreux.

C'est là qu'une fois pressé et séché, ce matelas fibreux consiste la feuille de papier.

C'est le cas qui s'est passé dans l'expérience, que nous avonsdécidés de réaliser pour ce dossier en vous expliquant de façon plus scientifique ce qui se passe à l'intérieur.

Cette expérience vous sera proposée et expliqué dans lasuite du dossier.

Mais d'abord nous allons voir de façon plus approfondie la constitution et la fabrication du papier qui nous amènera dans un second temps à traitersa consommation et sa production par la population du pays et du monde entier. Tout d'abord, pour faire un petit rappel, les usines papetières françaises actuellement en activité n'utilisent et ne consomment que les sous-produits des autres activitésliées au bois, c'est-à-dire 34% de déchets des entreprises de scierie, 34% des houppiers qui sont les arbres destinées et utilisées pour la charpente et la menuiserie, et32% de rondins d'arbres.

Depuis la loi adoptée par Roselyne Bachelot lorsqu'elle était ministre de l'écologie (L.04-284), on peut considérer que toutes les parties del'arbre sont utilisées pour la papeterie. 1) Les différents aspects du papier : sa composition et sa formation 1 De quoi est composé le papier ? Tout d'abord, nous allons traiter la composition chimique du papier, c'est-à-dire les différentes matières physiques et chimiques qui forment le papier.

On sait quecelui-ci est fabriqué depuis de nombreuses années à partir d'une fibre, extraite du bois.

La production de papier de nos jours à partir du bois s'élève environ à 40%.Mais, également, pour fabriquer de la pâte à papier, l'Industrie Papetière Française utilise des papiers et cartons récupérés qui sont recyclés (60%).

Les réserves debois sont évidemment nos forêts qui fournissent aux activités de production de pâte à papier une matière première naturelle et renouvelable, le bois.

Ce bois provientessentiellement des coupes d'entretien pratiquées en forêt, ainsi que des chutes de l'activité de sciage.

70% du bois utilisé dans la fabrication de la pâte à papierprovient des coupes d'entretien.

Appelées également coupes d'éclaircies, les coupes d'entretien permettent de dynamiser naturellement la croissance de la forêt enfavorisant le développement des plus beaux arbres par l'élimination des arbres plus chétifs qui gêneraient leur croissance.

En coupant ces petits arbres mal formés, leforestier dégage l'espace vital des arbres « dominants », qui ont ainsi la possibilité de croître harmonieusement.

L'Industrie Papetière Française utilise ce boisd'éclaircie pour la fabrication de la pâte à papier, ce qui permet de valoriser économiquement les éclaircies, action bénéfique pour la santé et la vitalité de nos forêts.L'éclaircie permet en outre de diminuer les risques d'incendie.

Et donc 30% des chutes de l'activité de scierie.

Le bois est exploité pour l'ameublement, la constructionou la menuiserie.

Une fois le tronc transformé en planches, il reste toujours des dosses, des copeaux et des plaquettes, qui sont voués à l'élimination.

Or ce sont ceschutes de scierie qui sont récupérées par l'Industrie Papetière et qui constitue la matière première nécessaire à la fabrication du papier.

Ainsi les forestiers et lesscieurs trouvent des débouchés aux sous-produits de la forêt en les vendant à l'Industrie papetière qui est la seule à utiliser et valoriser ces volumes importants debois, qui sans elle, seraient voués à l'élimination.

Ce qui permet donc à l'Industrie Papetière française d'être un débouché essentiel pour les sous-produits de la forêt,tous les produits du bois sont donc utilisés pour la papeterie.

Et leur valorisation participe au développement de la culture des forêts françaises (autrement ditsylviculture) ainsi qu'à la santé et la vitalité de nos bois.

En voici le schéma :[pic] Ce n'est pas pour autant que le bois qui est réservé à la production de papier est diversifié.

En effet, on distingue deux grandes familles de fibres de bois : les fibresissues des arbres dits résineux et les fibres issues des arbres dits feuillus.

Les fibres de résineux sont extraites principalement des pins, sapins, ou épicéas tandis quecelles des feuillus proviennent de nombreux arbres comme les chênes, bouleaux, peupliers, ou autres eucalyptus.

Les résineux sont des arbres puissants qui sedéveloppent dans les forêts denses.

Le développement de ces arbres se situe plutôt dans les zones tempérées ou froides.

Ces arbres ont des fibres végétalesparticulièrement longues (2 à 4 mm), résistantes.

La particularité de ces fibres permet de former un papier plus rigide.

Au contraire, les fibres de feuillus sont plusdiverses par leur forme plus complexe que celle des résineux, par leur dimension.

Elles sont plus courtes (0.8 à 3mm), ce qui va permettre de fabriquer un papier plussouple.

Si les fibres longues contribuent plutôt à la résistance de la pâte, les fibres courtes lui fournissent une bonne structure (on parle d'épair pour le papier).

C'estpourquoi le mélange ingénieux des deux types de fibres fournit une qualité d'aspect, de résistance et d'usage plus facile à la formation de la pâte.

Egalement, lespapiers de grande qualité sont fabriqués à partir de fibres issues de la fleur de coton, ou de lin, ou de chanvre.

Extrêmement résistantes en raison de la taille de leursfibres (environ 10 fois plus longues que celles des résineux), ces matières restent peu utilisées aujourd'hui car elles sont très couteuses aux usines et car ellesnécessitent un long traitement par rapport aux fibres des résineux et feuillus.

A l'heure actuelle, l'industrie française utilise les résineux et les feuillus respectivement à62% et 38 %.Les fibres de bois sont composées de 3 espèces chimiques semblables les unes par rapport aux autres :- 45 à 50% de cellulose composée de macromolécules constituées par la polymérisation d'une molécule le glucose.

Les macromolécules groupées parallèlement enfaisceaux forment les filaments micellaires qui, rassemblés en grand nombre donnent naissance aux fibrilles.

Ces dernières associées entre elles, forment les fibres.

Lacellulose est une substance peu sensible à la plupart des agents chimiques.

La cellulose est une substance organique du groupe des glucides, contenue dans les paroisdes cellules végétales : sa formule est (C6H10O5)n.

La cellulose est ainsi constituée exclusivement de carbone, d'oxygène et d'hydrogène.- 20 à 30% d'hémicellulose.

De composition chimique très voisine de la cellulose, elle est combinée à la cellulose et partiellement à la lignine.

L'hémicellulose permetd'unir les filaments micellaires de cellulose pour former les fibrilles.

L'hémicellulose est aisément dissoute dans de nombreux réactifs, notamment la soude.- 20 à 30% de lignine composée comme la cellulose et l'hémicellulose de carbone, d'oxygène et d'hydrogène.

C'est une matière qui soude les fibres entre elles etconfère aux plantes leur rigidité.

Il faudra soit la dissoudre à l'aide de produits chimiques, soit l'assouplir par montée de température, afin d'extraire du bois des fibrescellulosiques souples et individualisées.- D'autres substances présentes en faible quantité dans le bois mais qui vont influencer le traitement papetier : les matières résineuses, les matières minérales (calcium,sodium, potassium) et d'autres matières organiques. »