La fabrication du papier : fibres et cellulose | Behind the Lore
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Maomao est appelée auprès d’un eunuque dont la famille travaille le papier depuis des générations. La surface des feuilles produites est devenue friable alors que les matières premières n’ont pas changé. Elle remarque que des bovins ont récemment rejoint les lieux et que le point d’eau est à l’air libre. En interrogeant le procédé étape par étape (macération, broyage, encollage à la farine de blé, séchage), elle identifie que la contamination de l’eau de fabrication par la bave des bœufs peut dégrader l’agent d’encollage et fragiliser la surface. Un problème de qualité de surface qui n’a rien à voir avec la qualité des fibres elles-mêmes, et que seule une connaissance précise du procédé permet de localiser.
Le sujet en profondeur
Le papier repose sur un matériau abondant dans le règne végétal : la cellulose [Wikipedia] . Il s’agit d’un polymère de glucose dont les chaînes longues et rigides s’assemblent en microfibrilles. Ces microfibrilles constituent la paroi des cellules végétales ; elles confèrent aux tiges, troncs et feuilles leur résistance mécanique. Pour faire du papier, il faut d’abord défaire ces structures afin d’obtenir des fibres individuelles capables de s’enchevêtrer librement en un voile plat.
Le procédé suit six étapes enchaînées.
Macération. La matière première (chanvre, tiges de mûrier, bambou, paille de riz, écorce) trempe dans l’eau, parfois avec de la cendre alcaline, pour ramollir les liaisons qui unissent les fibres entre elles et dissoudre une partie de la lignine et des pectines.
Broyage. La masse ramollie est pilée ou broyée mécaniquement jusqu’à obtenir une pâte homogène où les fibres de cellulose sont séparées et libres. Plus le broyage est long, plus les fibres sont courtes et lisses ; le papier résultant est plus dense et sa surface plus régulière.
Mise en suspension. La pâte est diluée dans un grand volume d’eau. Les fibres flottent en suspension, réparties de façon uniforme.
Égouttage sur tamis. Un cadre tendu de fibres végétales ou de fils de soie est trempé dans la cuve, puis relevé horizontalement. L’eau s’écoule à travers le maillage ; les fibres restent en surface, déposées en couche régulière. C’est à cette étape que la feuille est formée : l’épaisseur finale dépend de la concentration de la suspension et de la vitesse d’égouttage.
Encollage. Sur certains papiers destinés à l’écriture, on applique un agent d’encollage, colle d’amidon (farine de blé, eau de riz) ou d’autres liants naturels. L’encollage bouche partiellement les pores de la surface, empêche l’encre de s’étaler et renforce la résistance de la feuille à l’humidité. C’est précisément cet encollage que la contamination bactérienne de l’eau peut dégrader : certaines enzymes (amylases, protéases) présentes dans la bave animale peuvent hydrolyser l’amidon et rendre la surface friable.
Pressage et séchage. La feuille humide est pressée entre des planches pour expulser l’eau résiduelle, puis séchée à l’air ou sur une surface chauffée. En séchant, les fibres de cellulose forment des liaisons hydrogène entre elles : c’est ce réseau de liaisons qui donne au papier sa cohésion définitive, sans qu’aucun liant extérieur soit nécessaire dans la feuille elle-même.
L’invention attribuée à Cai Lun
La tradition chinoise attribue la codification de la fabrication du papier à Cai Lun, un haut fonctionnaire eunuque de la cour des Han, vers 105 apr. J.-C. [Wikipedia] . Il ne l’a probablement pas inventé de toutes pièces : des fragments de papier antérieurs à son époque ont été retrouvés en Chine. Son mérite serait plutôt d’avoir systématisé le procédé et d’avoir promu l’usage de matières premières diversifiées, en particulier les chiffons, l’écorce de mûrier et le chanvre, là où les supports d’écriture précédents (soie, bambou) étaient coûteux ou lourds. Le papier se répand ensuite sur les routes commerciales vers l’Asie centrale, puis atteint le monde islamique au VIIIe siècle, et l’Europe médiévale aux XIe-XIIe siècles. [Wikipedia]
Pour aller plus loin
Sources
Publié le
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