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Cerig | |
| Vous êtes ici : Accueil > Technique > Mémoires > Les plantes annuelles de renfort en papeterie | Révision : 30 mars 2006 |
| Les plantes annuelles de renfort en papeterie | |||||||||||
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Maud BERTHET et Jérémy ALLIX Élèves Ingénieurs 2e
année |
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| Voir aussi | ||
Aux temps les plus reculés, l’homme gravait des signes sur la
pierre ou sur de l’os, puis sur le bois, le métal et l’argile sous forme de
plaques. Plus tard, les Egyptiens adaptèrent le papyrus, extrait d’un roseau des
marécages du Nil pour en réaliser un support d'écriture. Ensuite, le
parchemin vit le jour en Asie Mineure, ce nouveau support d’écriture à base de
peaux de veau et de chèvre, lavées et polies à la pierre ponce, permettait
l'écriture sur les deux côtés d'une même feuille. Par ailleurs, l'assemblage de
ces feuilles constitua une des premières forme du livre que nous connaissons
actuellement. Le papier fabriqué à partir de fibres végétales est arrivé en
France au XIVe siècle mais avait été
inventé par Tsai Lin en Chine bien avant. Et de nos jours, le papier est
principalement basé sur la cellulose du bois, matériau disponible tout au long
de l'année.
Cependant, les papetiers ont souvent recourt à des plantes annuelles. En effet,
l’évolution de l’utilisation et de la production de "plantes annuelles de
renfort" est un thème d’actualité. Ces plantes, appelées plantes annuelles de
renfort, sont intéressantes car elles améliorent les caractéristiques mécaniques
du papier. Par ailleurs, la préservation de l’environnement est au
centre de toutes les attentions et l'industrie papetière est souvent montrée du doigt
pour sa consommation de bois ainsi que pour ses rejets (effluents et gaz
odorants). Dans ces conditions, les fibres annuelles pourrait devenir
prochainement une nouvelle source de matière
première beaucoup plus écologique pour la papeterie. Mais elles présentent un inconvénient
majeur : ne pas
être disponible tout au long de l'année.
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| Fibres de chanvre vues au microscope optique. Pâte de chanvre écrue (Photo EFPG) |
Le chanvre est une plante annuelle de plus de 2 m de haut. Originaire d'Asie centrale, il est cultivé en Chine, en Russie, en Inde, dans les pays d'Europe Centrale, en Italie, dans le nord-est de la France. Le rendement en fibres est approximativement de 1,5 à 2 t/ha/an.
La longueur moyenne des fibres de chanvre est de 20 mm pour une largeur de 25 μm. Ces fibres sont utilisées très raffinées pour des papiers fins comme les papiers cigarettes et les papiers filtres. Leurs caractéristiques physiques, principalement leur résistance à la traction et à la déchirure sont particulièrement intéressantes.
Le lin est une plante annuelle qui pousse dans le monde entier, aussi bien en Asie qu’en Europe. La fibre de lin vient des tiges de la plante mais aussi de l’huile extraite des graines. L’avantage de cette fibre est sa longueur élevée, en moyenne 25 mm et sa bonne résistance. Le lin peut être utilisé comme substitut au coton. De plus, le rendement de cette fibre est très nettement supérieur à la production de coton (jusqu’à 2 t/an/ha).
Cette fibre est utilisée en papeterie pour des papiers fins comme les papiers à cigarette ou le papier Bible. En effet sa bonne résistance et sa longueur confèrent à ses papiers les caractéristiques mécaniques essentielles pour cette production particulière. Ces fibres sont très raffinées afin d'avoir des longueurs inférieures à 4 mm.
Le cotonnier est un petit arbuste annuel de 1 à 1,50 m de haut. Il est cultivé dans les zones chaudes d’Amérique, d’Afrique, d’Asie et mêmes d’Europe (Espagne). Les fibres de coton proviennent des graines, et sont appelés linters. Le rendement en linters de coton est de seulement 0,05 t/ha/an.
Cette fibre est utilisée pour ses bonnes caractéristiques physique et mécanique. En effet, les linters de coton mesurent 2 à 5 mm et ont une largeur de 18 μm. Elle est utilisée pour des papiers dits de luxe. Elles sont également utilisées pour les papiers fiduciaires et principalement pour les billets de banques, papiers pour lesquels la caractéristique essentielle est la résistance au pliage. Cette fibre est aussi beaucoup convoitée par le domaine du textile.
L'Abaca ou chanvre de Manille est un bananier textile (Musacées) qui pousse aux Philippines: les fibres dans les gaines foliaires forment un pseudo tronc très recherché pour la fabrication de cordages légers et insubmersibles, pour des rabanes, des nappes, des stores ou des vêtements.
La fibre d’Abaca a une longueur de 6mm pour une largeur de 22 μm. Elle est utilisée principalement dans la composition des papiers filtres, des sachets de thé ce sont des papier poreux demandant une bonne résistance, en particulier une résistance au déchirement.
Le kénaf est une plante herbacée dont la tige peut atteindre 3 m de haut. Il se trouve principalement dans les régions tropicales et en Amérique du Sud. La production de kénaf en Europe est rare. Elle est uniquement pour le domaine papetier. Le rendement en fibre est de près de 10 t/an/ha.
La caractéristique principale du kénaf est son avantage dans le processus de fabrication du papier (la fibre est plus facile à blanchir et la pâte a besoin de moins d’énergie pour être fabriquée, avec un gain de près de 30% en énergie). La longueur moyenne des fibres (1.5 mm) est comprise entre les fibres de feuillus et les fibres de résineux.
Le jute est une plante buissonnante originaire du sud-est asiatique. Les principaux producteurs sont l’Inde et le Bangladesh. Le rendement en fibres est de 2 t/ha/an. Les fibres utilisées en papeterie sont les déchets de culture et de filature.
La longueur moyenne des fibres est de 2 mm, avec une largeur de 20 μm. Les caractéristiques de ces fibres sont généralement assimilées à celle du kenaf. Le jute est souvent utilisé en pâte blanchie (comme le kenaf) dans les papiers impression de luxe.
Le sisal est une plante vivace constituée par une rosette de grandes feuilles à section triangulaire allant jusqu'à 2 m de long. Il s'agit d'une plante tropicale, principalement cultivé en Amérique du sud et en Afrique.
La longueur moyenne de ces fibres est de 3 mm. Elle est utilisée comme renforcement pour les papiers mécaniques.
La bagasse utilisée pour la préparation des pâtes est le résidu
des tiges de canne à sucre laissé après l'extraction du saccharose contenu dans
la mœlle. La canne à sucre est énormément exploitée dans certains pays tropicaux
tels que le Brésil ou Cuba. La production en pâte de bagasse approche les 3.2
millions de tonnes par an.
Les fibres de bagasse ont une grande diversité de dimensions (la longueur allant
de 0.8 à 2.8 mm et la largeur étant comprise entre 10 et 34 μm). La bagasse est
principalement utilisée dans la composition de cartons et des papiers
impression-écriture.
La ramie est une plante arbustive. Originaire d'Asie de l'Est, la ramie a pour principaux producteurs la Chine, le Japon et l'Amérique. Le rendement en fibres est d'environ 2 t/ha/an.
La longueur moyenne des fibres est comprise entre 40 et 200 mm, pour une largeur de 45 μm. Ces fibres ressemblent aux fibres de lin mais sont encore plus longues, plus solides et plus rigides.
On peut regrouper toutes ces fibres en 4 grandes familles :
L'utilisation de ces fibres dans le procédé de fabrication du
papier engendre un certain nombre de contraintes.
Une des problèmes concerne l’approvisionnement en matière première. En
effet, comme leur nom l’indique, les plantes annuelles ont un cycle de
production annuel. L’approvisionnement n'a donc lieu qu'une fois par an. Pour prévoir une
utilisation de ces matières tout au long de l'année, il faut réaliser un
stockage adapté assurant une quantité suffisante de matière première pour subvenir au besoin d’une
année et évitant toute dégradation bactérienne ayant pour effet de détruire le stock et
d'entraîner une pollution.
Faire face à ces problèmes nécessite de mettre au point un système permettant un
approvisionnement continu au cours de l’année et développant des moyens
techniques pour la lutte bactérienne. Toutes ces solutions entraînent un
surcoût de ces matières premières, véritable frein à leur exploitation.
Par ailleurs, la préparation des fibres est différente en fonction de leur l’origine comme le montre les quelques exemples qui suivent :
Actuellement les procédés classiques de fabrication du papier
(kraft, à la soude et au bisulfite) sont employés dans le monde entier pour
produire des pâtes à papier à partir de ces plantes annuelles. Les caractéristiques des pâtes
kraft et des pâtes à la soude sont les mêmes. On utilise ces procédés principalement pour
des raisons de coût et de disponibilité des produits chimiques employés
ainsi que pour leur facilité de mise en oeuvre du fait de la bonne maîtrise de
ces techniques.
Cependant, un certain nombre de limites apparaissent avec ces procédés
techniques et freinent l’utilisation plus abondante des plantes annuelles :
De nombreuses recherches ont été développées pour pouvoir récupérer la silice des liqueurs noires, voici deux des systèmes les plus avancés bien que non encore utilisés commercialement :
Il injecte des gaz de combustion dans la liqueur noire pour modifier le pH de la solution jusqu'à un niveau qui permette la précipitation de la silice. Le défaut est que le pH de précipitation de la silice est très proche du pH de précipitation de la lignine.
Il sature la liqueur noire d'anhydride carbonique pur ou quasi pur
entraînant une modification du pH qui provoque la précipitation de la silice. Ce
système ne requiert aucun contrôle du pH, et des essais ont démontré que la
lignine précipitait peu avec la silice.
On peut atténuer certains de ces problèmes par un mélange avec des
pâtes classiques mais ils n’en sont pas résolus pour autant. Ainsi, de
nombreuses innovations ont été mises au point pour les caractéristiques
particulières des fibres de plantes annuelles.
Le procédé NACO a été utilisé pour la première fois en 1982, à Foggia en Italie, pour traiter de la pâte de paille de blé et de fibres recyclées, mais il peut aussi être utilisé pour d’autres plantes annuelles. Cette usine et une autre appartenant au même groupe sont les seules installations commerciales du genre. Le procédé utilise des turbo-désintégrateurs spéciaux. Il emploie une liqueur composée d'hydroxyde de sodium et de carbonate de sodium dans une atmosphère d'oxygène sous pression pour la cuisson. L’usine ne comporte qu’une installation de blanchiment à l’hypochlorite et produit des pâtes ayant un degré de blancheur ISO de 70 à 72 %. Cette blancheur peut encore être améliorée. En effet des tests en laboratoire avec différentes séquences de blanchiment ont démontré ce potentiel de blanchiment. Les problèmes rencontrés pour charger et décharger les pâtes, pour l'égouttement de la pâte, du fait des actions mécaniques des turbo-réacteurs, ainsi que le faible degré de blancheur sont encore des freins à l'exploitation de cette technologie.
Le procédé ALCELL utilise l’éthanol pour la désintégration et donne également des sous-produits, dont de la lignine pure, de l'acide acétique, du furfural et du xylose. La lignine dissoute peut-être utilisée comme colle. Les autres produits peuvent être utilisés comme carburant. Ce procédé a été mis à l’essai sur des bois de feuillus à une usine expérimentale de taille commerciale (30 tonnes par jour) située à Miramichi, au Nouveau-Brunswick. Les essais en laboratoire ont démontré que ce procédé convenait à la production en discontinu de pâte non ligneuse et ont permis d’établir qu'une usine transformant chaque jour 100 tonnes de paille (à une humidité de 15 %) produirait environ 2 500 kilogrammes d'acide acétique, 1 700 kilogrammes de furfural, 6 750 kilogrammes de sucres d'hémicellulose, 11 000 kilogrammes de lignine et 49 tonnes de pâte. Le procédé est modérément acide, et la majeure partie de la silice reste dans la pâte. La silice dissoute quitte le système avec les autres sous-produits de la pâte non blanchie. Pour que cette technologie soit rentable, il faudrait que tous les sous-produits soient vendus et que le taux de récupération de l'éthanol soit de 95% (le pilote n'a récupéré que 85%). L'autre inconvénient, technique, est que les filasses, une fois mouillées deviennent compactes ce qui empêche l'imprégnation et l'évacuation de la liqueur.
Liqueurs à pâte à base de potassium, cette technique mise au point il y a près de 70 ans en Allemagne a fait l'objet d'un brevet par Wong et ARBOKEM qui a construit une usine pilote de 20 t/jour à Vulcan (Alberta, USA). La liqueur serait composé de sulfite de potassium, d'hydroxyde de potassium et d'Anthraquinone pour une production en discontinue dans un lessiveur rotatif sphérique. Le procédé produit aussi une solution fertilisante de potassium et de soufre. Les détails de ce procédé sont encore secrets et beaucoup de questions se posent encore sur cette technologie :
Le procédé de fabrication de pâtes Universal est un procédé acide/alcalin en deux étapes qui sépare la matière lignocellulosique en trois composants de base, à savoir la lignine, la cellulose et l’hémicellulose.
La liqueur, utilisée au cours des deux étapes, est récupérée pour
être réutilisée, ceci grâce à un traitement par des faibles quantités de
produits chimiques. Une autre utilisation de la liqueur récupérée serait comme engrais
mais elle peut être traitée et rejetée dans les effluents de l'usine.
Ce procédé, dont les premiers essais ont eu lieu en Allemagne et en Egypte dans
les années 70, a été étudié à nouveau vers la fin des années 90 par la North
Carolina State University.
Le procédé Williams et Jelks est le même procédé que le précédent mais les concentrations d'acide et d'alcali ainsi que les températures sont plus élevées. La majeure partie des travaux concernant ce procédé a été réalisée sur le kénaf.
Le procédé de fabrication de pâtes Natural est un nouveau procédé qui emploie de l'acide formique. Les travaux en laboratoire et en installation pilote indiquent qu'il convient bien aux fibres végétales non ligneuses. L'avantage est qu'il n'y a aucune utilisation de composés chlorés ni de sulfate. Ce procédé, qui n'en est qu'à ces débuts, est l'un de ceux qui ont le plus de potentiel industriel.
Le procédé à faible consommation d’énergie EAZy vient d'être breveté. Il comporte une étape d'extraction , à faible concentration, d’alcali suivie d'une étape unique de traitement à l'ozone (on croyait auparavant que l'ozone endommageait considérablement les pâtes non ligneuses) puis d’un blanchiment sans chlore élémentaire. L'avantage de ce procédé réside dans le fait qu'il est possible d'utiliser des machines actuellement disponibles ou très légèrement modifiées. La première usine qui utilisera ce procédé devrait voir le jour dans le Midwest aux Etats-Unis.
La liste des procédés papetiers proposés dans ce texte n'est pas exhaustive. En effet, d'autres procédés comme le procédé Milox ou le procédé à l'ammoniaque diluée, sont en cours d'études dans divers laboratoires à travers le monde.
Les propriétés apportées au papier par les fibres de renfort peuvent être également générées par d'autres types de fibres comme les fibres synthétiques ou des fibres longues de résineux. Dans le domaine papetier, on trouve le plus souvent des fibres de polyester, polyéthylène, polypropylène et de polyamide.
Les fibres synthétiques ont des propriétés mécaniques
impressionnantes. Elles ont une très forte résistance (déchirure, plis et
traction) et peuvent aussi avoir un effet barrière (à l’eau, aux graisses, aux
odeurs,…).
Elles sont surtout utilisées dans les papiers fiduciaires, car ces derniers ont
doivent répondre à plusieurs caractéristiques servant pour leur usage. Par
exemple, un billet de banque ne doit pas se déchirer après être passé à la
machine à laver. Dans ce cas, le renfort du papier par des fibres synthétiques
est très bénéfique.
On les retrouve aussi beaucoup dans les papiers médicaux ou pour hôpitaux et
pour d’autres applications papetières.
Cependant, ces fibres présentent un certains nombres d’inconvénients, comme leur
non-conformité avec des papiers à contact alimentaire ou leur
problème de recyclage car elles ne sont pas biodégradables.
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Fibres de polyester (MO) (Photo IRFIP/EFPG) |
Fibres de polyéthylène (MO) (Photo IRFIP/EFPG) |
L‘eucalyptus est un feuillus originaire d’Australie, il en existe
plus de 700 espèces dans le monde. L’espèce la plus utilisée dans la papeterie
est l’Eucalyptus Globulus. Il est très résistant aux "attaques" naturelles
(sécheresse, feu, volcan, inondation,…).
Ses fibres courtes sont très homogènes et apportent au papier des
caractéristiques spécifiques comme une grande
douceur, une main élevée, une excellent rigidité et une grande stabilisation
dimensionnelle. Toutes ces propriétés font que cette fibre est la meilleure de
tous les feuillus. Elle arrive au même niveau de qualité que certaines fibres de
résineux.
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| Fibres d'eucalyptus (Photo EFPG/Cadel) |
Indication du prix à la tonne pour les fibres de plantes annuelles :
| Fibres | Coton | Lin | Chanvre | Ramie |
| Prix (€/t) | 1500 | 2400 | 2400 | 2000 |
Indication du prix à la tonne des fibres concurrentes :
| Fibres | Synthétiques | Pâtes blanchies Eucalyptus | Pâtes Résineux |
| Prix (€/t) | 2200 | 400 | 550 |
Comme nous l’avons déjà vu, on retrouve les plantes annuelles dans
de nombreux domaine papetier, et ceci depuis toujours. Elles sont souvent
utilisées avec un mélange de fibres de bois. Cependant, leur prix largement
supérieur à ceux des fibres de bois, implique une concurrence rude avec les
fibres de résineux en pâte chimique raffinée ou les fibres d’eucalyptus.
Les fibres synthétiques, quant à elles, sont indispensables à la fabrication des
papiers fiduciaires, mais peu présentent dans les autres applications des
plantes annuelles. En effet, la plupart des papiers qui peuvent être réalisés à
partir de plantes annuelles sont soumis à une réglementation "contact
alimentaire".
Dans une cigarette, il existe plusieurs types de papiers différents.
En France, deux grands papetiers s’affrontent sur ce marché :
La papeterie de Malaucène est la seule en France à fabriquer la
manchette. À ce jour, ce papier ne contient pas de fibres de plantes annuelles
car il a besoin d’une structure très fermée et très peu poreuse. Ce sont les
pâtes d’eucalyptus très raffinées (86°SR) qui apportent le mieux ces
caractéristiques et qui sont donc largement utilisées. Les fibres synthétiques
ne sont pas adaptées car l’usine est soumise à la réglementation allemande « TVO
» définissant les produits autorisés pour les papiers à contact alimentaire.
Cette entreprise se situe au quatrième rang européen. Elle compte BAT et Philip Morris
parmi ses clients. À noter que l’Europe de l’Est et l'Europe Occidentale
dominent le marché mondial.
Pour les papiers cigarettes classiques, Schweitzer-Mauduit et La
Papeterie du Léman se partagent le marché, avec une large domination de
Schweitzer-Mauduit. Ces derniers utilisent du chanvre et du lin mélangé à une
pâte de résineux. Le pourcentage de la composition du mélange dépend de nombreux paramètres, comme le prix mais aussi le goût.
En effet, le goût d’une
cigarette vient, bien sur, du tabac, mais aussi du papier. Si celui-ci est fait
à base de chanvre seulement, il n’aura pas le même goût que celui qui est fait
uniquement avec du lin ou des résineux. Les fibres synthétiques ne sont pas utilisées dans ce
domaine pour les mêmes raisons que précédemment (contact alimentaire).
Les papiers fiduciaires (papiers sécurisés, billets banque, chèques,…) sont fabriqués par la Banque de France et Arjo Wiggins, mais les informations sont très difficiles à obtenir pour des raison évidentes de confidentialité. Le papier banque n’est fabriqué que dans trois usines : une en France, une au Pays-Bas et une au Brésil. Les papiers sécurisés sont fabriqués en Argentine, au Brésil, en France, au Pays-Bas, en Espagne et au Royaume-Uni.
De nombreuses fibres différentes sont utilisées pour ce type de papier afin d'assurer son impossibilité à être reproduit. On trouve parmi ces fibres, des fibres synthétiques, des fibres de plantes annuelles et bien sur des fibres de bois. Ces papiers sont continuellement en évolution, à la recherche des dernières innovations techniques ou de composition. Il nous a été impossible d’en apprendre davantage.
Le groupe Bolloré est leader mondial dans la fabrication des papiers minces opaques, papiers dans lesquels est introduit une fraction de plantes annuelles avec une production 100000 t/an, dont 70% destiné à l’exportation, ceci correspond à plus de 20% du marché mondial.
D’autres part, il existe des papiers cosmétique 100% fibres de lin et chanvre fabriqués par ce groupe. Comme nous l’avons souligné plus haut, ils fabriquent aussi du papier cigarette avec une partie de chanvre et de lin.
Les papiers filtres sont fabriquées à la Papeterie de Cascadec, c’est la seule usine en France fabricant ce type de papier. Leur principal marché est le papier thé et café. Dans ce domaine la papeterie de Cascadec est le leader mondial, ces principaux concurrents sont Ahlström et Crampton.
Le papier filtre de thé existe sous deux formes : une dite non-thermocollante avec un composition de résineux et de chanvre, et une dite thermocollante faite avec des fibres de résineux, de chanvres et de fibres synthétiques (polyéthylène et polypropylène) pour des raisons de scellabilité.
Le papier filtre à café destiné en grande majorité pour l’Italie contient deux sortes de filtre : ceux pour les sachets ronds non tassés et ceux pour les "expresso", tous deux sont réalisés à partir de chanvre et de résineux pour un grammage compris entre 21 et 40 g/m².
La Papeterie de Cascadec fabrique également des papiers filtre pour aspirateurs, des papiers empattage batterie pour l’automobile, des papiers électro,… Mais ces papiers ont très peu de valeurs ajoutées, c’est pourquoi on ne met pas de plantes annuelles dans leur composition.
Les plantes annuelles ne sont pas seulement produites pour la papeterie. En effet, un grand nombre d'entres-elles sont utilisées dans d'autres domaines, comme le textile par exemple. En papeterie, elles sont introduites dans la pâte pour renforcer le papier car elles apportent de la résistance (déchirure, traction, éclatement) et améliorent les propriétés physiques du papier. Seulement leurs prix élevés ne leur permettent pas d'être présentes dans tous les produits. Effectivement, elles n'entrent que dans la composition des produits à fortes valeurs ajoutées.
Cependant, tous les papiers doivent faire face à une demande d'augmentation de leur qualité. Pour l'améliorer, de plus en plus de papetiers cherchent ainsi à utiliser des plantes annuelles. La demande en plantes annuelles est donc en expansion. Cependant cette expansion est freinée par les problèmes que les plantes annuelles engendrent, comme un coût élevé de transport ou de stockage.
L'analyse de ce secteur selon Porter conduit à définir les acteurs en présence sur ce marché.
Comme nous l'avons déjà noté, les principaux concurrents des fibres de plantes annuelles sont les fibres synthétiques, les fibres longues de résineux en pâte chimique et les fibres d’eucalyptus, toutes deux raffinées.
Les fibres synthétiques sont très répandues dans le domaine de la papeterie, surtout pour les papiers fiduciaires, car elles améliorent nettement les propriétés mécaniques du papier. Il existe de nombreux fournisseurs pour ces fibres synthétiques :
Cependant, les fibres synthétiques génèrent des problèmes dans leur utilisation : problèmes de pollution au moment du recyclage, car elles présentent des difficultés vis à vis de la biodégradation et sur le plan des contacts alimentaires, souvent ces fibres ne reçoivent pas les autorisations pour être utilisées.
Les fibres de résineux en pâte chimique raffinée, quant à elles, n’ont pas de
problème de recyclage, mais ont toutefois du mal à garder leurs caractéristiques
physiques, c’est pourquoi on peut avoir recours aux fibres de plantes annuelles
selon la qualité du papier qu’on cherche à faire.
Exemple de fournisseurs : SODRA, Pacifico et Tarascon pour les résineux et
Cénibra pour l’eucalyptus du Brésil (aussi très répandu pour sa résistance).
Ils ont le pouvoir de négociation, c’est-à-dire qu’ils peuvent discuter des prix d’achats des fibres et des quantités achetées. Ils analysent la qualité et les performances du produit. Ils utilisent des plantes annuelles pour renforcer leur papier.
Les fournisseurs de plantes annuelles sont le plus souvent dans les pays sous-développés. Exemple le sisal au Brésil, les
Philippines, l'Inde, Cuba, le Bangladesh… Ce qui limite leur possibilité de
négociations financières car il faut prendre en compte le coût du transport.
Elles sont alors distribuées par des coopératives comme Nevotex Norge AS
(Norvège), Procotex (Belgique), Prerna Syntex (Inde),…qui peuvent jouer sur
l’importance de la qualité du produit pour obtenir un plus grand profit.
Les fournisseurs des pays peu développés ont un coût de main d'œuvre si faible
que le coût de la pâte dépend surtout du transport. Il existe des fournisseurs
de plantes annuelles européens ou français, mais leurs prix ne sont pas plus
avantageux que ceux de l’extérieur. La main d’œuvre locale représente un coût
plus élevé que celui du transport.
Les nouveaux entrants représentent une innovation technique qui
cherche à se faire une place sur le marché. Dans notre cas, nous avons pensé aux
fibres synthétiques fabriquées sur le modèle des plantes annuelles. Elles ne
prendront pas le monopole du marché car elles présentent les mêmes difficultés
de recyclage que les autres fibres synthétiques. En revanche, elles apporteront
plus de bénéfices au niveau de la résistance du papier.
En fait, les fibres synthétiques sont en concurrence avec les plantes annuelles
seulement sur les papiers fiduciaires. Mais elles représentent un nouvel entrant
dans le diagramme de Porter car elles sont de plus en plus à l’essai sur les
autres papiers utilisant les plantes annuelles. Elles ne prendront probablement
jamais toutes les parts de marché car il réside les problèmes de contact alimentaire et de
recyclage.
Il faut alors envisager un nouveau système de raffinage (qui
d’ailleurs ne porterait plus ce nom). Il n’abîmerait pas les fibres et ne les
couperait pas non plus. Ce système pourrait représenter le risque de voir
disparaître l'intérêt pour l'utilisation des fibres de plantes annuelles car les
fibres de bois garderaient alors toutes leurs propriétés et des caractéristiques
intéressantes pour des coûts modestes par rapports aux fibres de renfort ou
fibres synthétiques.
Une autre manière de se passer de ces fibres de renfort serait
d'utiliser un additif très puissant, évidemment peu coûteux, qui compenserait
les différences de propriétés physiques données au papier entre les fibres de
plantes annuelles et celle de bois, les papetiers n’auraient alors plus besoin
des pantes annuelles.
En se basant sur l'analyse de la matrice de SWOT, il est possible de déterminer les atouts majeurs et les faiblesses de ce système.
Utiliser de telles fibres permet d'améliorer les propriétés du papier comme :
Les facteurs limitants de cette technologie viennent du fait que l'utilisation des fibres de renfort dans le procédé papetier génère un certain nombre de problèmes comme :
Les facteurs d'évolution se retrouvent principalement dans :
L'analyse des facteurs agissant sur la réduction de leur utilisation fait apparaître différents facteurs comme :
Tous les éléments développés dans ce document conduisent à prévoir plusieurs scénarios pour déterminer la place des plantes annuelles sur le marché de la papeterie, les rétrospectives et les tendances actuelles. L’analyse de la chaîne de valeur des plantes annuelles vis à vis de leurs usages en papeterie permettra de mettre en évidences leurs possibilités de développement.
La chaîne de valeur pour les plantes annuelles dans la fabrication du papier est la suivante :
Cette chaîne de valeur est plutôt longue, ce qui implique un coût de fabrication élevé. Pour contrebalancer ce coût, il est impératif que cette utilisation de plantes annuelles dans la pâte à papier débouche sur un papier à plus forte valeur ajoutée.
Le nombre de fumeurs diminue progressivement au cours de ces années. En effet, les différentes campagnes anti-tabac ajoutées à l’augmentation colossale du prix de vente des paquets de cigarettes a réussi à convaincre le public de se passer de cigarettes. L'impact sur la production du papier à cigarettes est immédiat. Dans ces conditions, il est tout à fait possible que d'ici 10 ans cette production chute de moitié, obligeant un grand nombre d’usines à fermer leurs portes ou à se reconvertir. Les productions de chanvre et de lin (souvent utilisées pour ce type de papier) devront alors baisser fortement pour ne pas générer de pertes inutiles dues à une surproduction. En effet, le domaine papetier représente déjà actuellement 25% de la production de ces plantes annuelles. Il faudra alors envisager pour ces plantes annuelles des reconversions vers d'autres applications en papeterie ou vers d'autres secteurs industriels.
Une loi est adoptée dans toute l’Europe. Elle interdit l’utilisation du chanvre dans les pâtes à papier pour des raisons de santé publique, de politique et d'environnement. Il faudrait chercher un autre type de fibre pour remplacer les fibres de chanvre dans le papier. En effet, le chanvre, principalement utilisé pour renforcer le papier à cigarettes, devra trouver un substitut capable de donner les mêmes caractéristiques au papier. On pourra alors penser à d’autres plantes annuelles, des fibres synthétiques ou des fibres de bois.
Les plantes annuelles les plus utilisées en papeterie se trouvent principalement dans les pays sous développés, comme Les Philippines. La politique actuelle de l’Europe tend à accentuer ce type échange et recommande fortement le développement des importations en provenance de ces pays. Pour les plantes annuelles, ceci pourrait être réalisé de deux manières soit par une augmentation de la production de pâte contenant des fibres annuelles, soit par une augmentation de proportion de plantes annuelles dans les papiers. De plus, l'augmentation du volume des échanges favoriserait l’image des pays européens et aiderait ces derniers dans leur développement.
En l’an de grâce 2398, à l’aube de la nouvelle ère du 25e siècle, la forêt se fait de plus en plus rare et la couche d’ozone est sérieusement menacée. Les gouvernements du monde entier déclarent l’état d’urgence ! Une décision unanime tombe alors l'interdiction de toute destruction massive des arbres. Ne pouvant plus utiliser le bois, la papeterie est contrainte à produire ses pâtes à papier à partir d’autres fibres. Le développement en masse des fibres annuelles attendu depuis si longtemps prend alors la plus grande part de marché et un avantage sur les fibres synthétiques. En fait, les papetiers choisissent d'utiliser un mélange de ces deux types de fibres, installant alors un marché stable mais provisoire, le temps que les forêts se reconstituent et que le problème de la couche d'ozone soit résorbé.
Suite à la mise en place d'une constitution européenne, les partis écologiques de tous les pays
d’Europe n’ont plus beaucoup de poids politique. L’influence des Etats-Unis se
fait sentir, surtout sur le marché des OGM. De nombreuses recherches aboutissent
à la modification génétique de presque toutes les sortes de végétaux. C'est
alors que les plantes
annuelles génétiquement modifiées deviennent résistances à toutes les épreuves de la
nature (maladies, gèle, sécheresse,…). Ceci diminue très fortement le prix de
vente de ces plantes annuelles.
De plus, elles peuvent avoir deux floraisons de plus qu’à l’état naturel, ce qui
implique un moindre coût car nécessite moins d’espace de stockage. Les plantes
annuelles augmentent alors très fortement leur part de marché et sont de plus en
plus utilisées dans les procédés industriels. De ce fait, les papetiers n’hésitent plus à en mettre davantage dans leur pâte
(réduction des prix et difficultés de stockage résorbées) selon des taux qui rejoignent presque celui des fibres cellulosiques.
La tendance actuelle est à la redécouverte des plantes annuelles
et à leur bienfait en papeterie. La politique environnementale mondiale n'est
pas étrangère à ce regain d'intérêt pour ces plantes. En effet, l'utilisation des
ressources en bois et la pollution générée par les papetiers sont souvent
montrés du doigt. Cette nouvelle source en matière fibreuse présente donc une
avancée considérable dans le sens de la préservation de la forêt mondiale.
De plus, les fibres annuelles peuvent apporter au papier des caractéristiques
particulièrement intéressantes. Les mélanges de pâte de bois et de pâte de
fibres annuelles sont de plus en plus fréquemment employés dans la fabrication
des papiers spéciaux et à forte valeur ajoutée.
Cependant, l'utilisation de ces fibres génère des contraintes comme par exemple la nécessité
de modifier les procédés de fabrication sans compter que les rendements de ces
pâtes sont plus faibles. De nombreuses études portent actuellement sur
l'amélioration de ces procédés de fabrication afin qu'ils deviennent viables sur
un plan économique. Les avancées sur ce terrain se réaliseront par des compromis
entre la technologie, l'environnement, la politique et l'économie.
| Y. AITKEN, F. CADEL, C. VOILLOT. | "Constituants fibreux des pâtes papier et cartons" | Pratique de l’analyse, Edition : EFPG et CTP, Grenoble, 1988, 273 pages. ISBN : 2.906579.01.7 | ||
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