S’il est un matériau qui a rendu la nature essentielle à l’activité humaine, c’est le papier. Cette fine feuille de cellulose (polysaccharide qui soutient les cellules végétales) est quasiment liée à l’humanité depuis ses origines.
Toutefois, l’activité industrielle nécessaire à sa production est gourmande en énergie et en eau. Elle représente également une source majeure d’émissions de gaz à effet de serre dans le monde. (Fernández, J.C. et al, 2021 )
Cette industrie a un impact considérable sur l’environnement, car la production de papier à partir de fibres vierges provenant principalement du bois des arbres est l’une des plus grandes sources d’émissions de polluants dans l’air et l’eau.
Au cours des dernières décennies, l’utilisation du papier recyclé a considérablement augmenté, notamment parce que sa production nécessite moins de matières premières et consomme 70 % d’énergie en moins. Cependant, l’utilisation du papier ne cesse de croître dans le monde entier et sa consommation, qui représente environ 4 % du PIB industriel mondial, continue d’être considérée comme un indice de développement.
Le contrôle de la pollution émise par l’industrie papetière, tant au niveau de la production de pâte à papier que du traitement final, est essentiel car ce secteur est responsable de 2 % de l’ensemble des émissions de polluants industriels.
La production de papier et de carton émet principalement du dioxyde de carbone (CO2), l’un des gaz qui contribue le plus à l’effet de serre et donc à l’accélération du dérèglement climatique. Pour chaque kilo de papier, 3,3 kg de CO2 sont émis dans l’air.
Le contrôle de l’intensité des émissions de CO2 grâce aux innovations technologiques dans l’industrie papetière ainsi qu’à l’efficacité de ses processus (comme le séchage du papier) permettra de réduire leur concentration dans l’air. De même, la mise en place de réseaux de capteurs de polluants, tels que ceux que nous proposons chez Kunak, permet de détecter rapidement ces gaz polluants et de prévenir une altération de la qualité de l’air. Ainsi, nous pouvons avoir un impact concret sur l’amélioration des conditions environnementales, car elles sont la garantie d’un avenir plus durable pour la vie sur la planète.
Procédés de l’industrie papetière
Afin de produire du papier de manière industrielle, il faut obtenir des fibres vierges à partir du bois et il est essentiel de s’assurer que celles-ci proviennent de forêts gérées de manière durable.
L’écorce des arbres est ensuite retirée afin de pouvoir la déchiqueter. La pâte à papier est constituée d’un polymère organique (la lignine) qui structure les parois cellulaires de l’arbre et de son écorce.
La pâte peut être extraite par un procédé chimique au cours duquel le bois déchiqueté est chauffé pour en extraire la lignine. Si des méthodes mécaniques sont utilisées, les fibres sont séparées pour produire des produits de base tels que le papier journal et le papier magazine.
Les deux pâtes doivent être mélangées à de l’eau et nécessitent une dilution de 100 fois leur poids. Puis, le papier est étalé afin de répartir uniformément les fibres qui formeront la feuille. La feuille est ensuite pressée pour réduire sa teneur en eau de 50 %.
S’en suit le processus de séchage, qui consiste à faire passer la feuille de papier entre des rouleaux métalliques à une température de 100º. C. Un deuxième système de rouleaux compresse la feuille tout en la chauffant afin de lui donner son aspect final en lui apportant sa brillance et son éclat satiné caractéristiques.
Infographie sur le processus de fabrication du papier – Source Aspapel (cliquez sur l’image pour la voir en taille réelle)
Types de pollution dans l’industrie papetière
Bien que l’industrie papetière soit considérée comme un moteur de développement économique et de progrès, et qu’elle soit indispensable à notre vie quotidienne, elle a un impact très néfaste sur l’environnement.
Les processus de production du papier consomment de grandes quantités d’énergie et de ressources naturelles, telles que l’eau. Ils entraînent également la production de déchets solides ainsi que des émissions de gaz à effet de serre
Si la production de papier recyclé à partir de papier déjà utilisé est plus durable parce qu’elle consomme moins d’énergie, elle génère également des déchets solides et nécessite d’importantes quantités d’eau.
Les conséquences de la demande en papier et de l’ampleur de cette industrie entraînent différents types de pollution majeurs :
Pollution de l’eau
L’industrie papetière dans son ensemble , de la transformation du bois en pâte à papier au blanchiment du papier, représente l’un des secteurs les plus gourmands en eau. Il faut environ 10 litres d’eau pour produire une feuille de papier. Par conséquent, l’industrie du papier consomme des quantités colossales de cette ressource naturelle essentielle à la vie sur la planète.
Les produits chimiques utilisés pour obtenir la pâte à papier ainsi que ceux utilisés pour le blanchiment final du papier, qui sont principalement des agents de blanchiment élémentaires sans chlore, continuent de nuire à l’environnement ainsi qu’à la santé humaine.
L’eau est utilisée comme véhicule de transport pour l’élimination des fibres, des produits inorganiques utilisés pour la fabrication et des produits chimiques résultant des réactions des processus industriels.
L’eau, en tant qu’effluent, transporte ces polluants dangereux et finit par les transporter vers les masses d’eau, ce qui pollue les écosystèmes et affecte la vie aquatique. Ce processus a également un impact direct sur la qualité de l’eau que nous buvons et que nous utilisons dans le cadre de nos activités quotidiennes.
Détail du processus de production du papier
Pollution par les déchets
Des déchets organiques solides tels que les déchets de bois, les boues, l’hémicellulose, la lignine, les résines, les écorces, les eaux de javel de cuisson, les halogénures organiques extractibles, les phénols et les composés organiques volatils sont générés au cours du processus de fabrication de la pâte et du papier. S’y ajoutent des déchets d’origine inorganique tels que les cendres, les scories et les sels inorganiques.
Outre les déversements de produits chimiques provoqués par la production de papier, l’industrie papetière émet également des polluants physiques. Parmi eux, nous pouvons par exemple citer le papier lui-même, qui génère un énorme volume de déchets lorsqu’il n’est pas recyclé ou traité correctement.
Le papier blanc peut mettre jusqu’à cinq ans pour se décomposer dans la nature. Ces déchets, lorsqu’ils s’accumulent, provoquent à leur tour la dégradation des sols et des habitats.
Le papier et le carton usagés font partie des déchets ménagers les plus importants. En 2021, l’UE a généré 84 millions de tonnes de résidus d’envois, dont 40,3 % de papier et de carton.
Déforestation
Le papier nécessite l’abattage de vastes étendues de forêts, car le bois est la principale source de fibres pour la pâte à papier. On estime qu’il faut environ 17 arbres pour produire une tonne de papier blanc.
L’exploitation forestière sans discernement et sans plan de gestion durable entraîne des problèmes de déforestation. Ce qui accélère le dérèglement climatique, car les arbres permettent d’absorber de grandes quantités de CO2, l’un des principaux gaz à effet de serre.
De même, la disparition des forêts affecte gravement la biodiversité, car leurs écosystèmes abritent une grande variété d’espèces de flore et de faune.
Les encres à papier traditionnelles sont nocives pour la santé et l’environnement
Encres
Les déchets de papier ont également un impact négatif sur l’environnement en raison des encres et autres produits chimiques utilisés lors de leur production. Ces derniers deviennent toxiques lorsqu’ils sont libérés dans l’environnement et finissent par avoir un impact sur la santé humaine par l’intermédiaire des sols, de l’eau et de l’air.
Les encres traditionnelles contiennent des composés organiques volatils (COV) qui sont nocifs pour la santé et l’environnement.
La fabrication des encres nécessite également de grandes quantités d’énergie et de ressources naturelles. De plus, le papier imprimé avec ces encres, pour produire par exemple des journaux ou des documents officiels, est difficile à recycler après usage parce que le processus de séparation de l’encre et du papier est non seulement coûteux, mais aussi complexe.
Vue extérieure d’une usine à papier
Pollution atmosphérique
L’utilisation de combustibles fossiles au cours du processus de production du papier industriel engendre des émissions de métaux lourds, de particules fines et de dioxines provenant de composés organochlorés.
Mais surtout, elle libère des gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), le dioxyde d’azote (NO2) et le dioxyde d’azote (SO2 ), qui contribuent directement à aggraver l’effet de serre et à accroître le réchauffement climatique, une des plus grandes menaces environnementales de notre époque.
Ces polluants atmosphériques se sont révélés nocifs pour les écosystèmes et nuisent directement à la santé humaine, provoquant de nombreux types de cancer, ainsi que des maladies respiratoires et cardiovasculaires.
La mauvaise odeur générée par l’industrie du papier représente un autre défi environnemental majeur. Elle provient de substances chimiques volatiles transportées par l’air. Leur présence altère la santé humaine en provoquant notamment des vertiges, des maux de tête et des insomnies.
Risques professionnels
Les composants nocifs libérés lors de la fabrication du papier peuvent contaminer l’environnement de travail s’ils ne sont pas manipulés correctement. Les travailleurs de l’industrie papetière sont en contact permanent avec ces déchets, et l’inhalation, voire l’ingestion accidentelle de certains composés, les exposent directement à certaines maladies.
En outre, les travailleurs de l’industrie papetière sont les premiers à être exposés aux odeurs issues des processus de fabrication. Bien qu’il n’existe pas de législation relative aux odeurs industrielles en Espagne, l’amélioration des conditions de travail des employés de l’industrie du papier; garantit des processus plus efficaces, ainsi qu’un environnement de travail plus sain et plus sûr.
Alternatives au papier
Le principal défi de l’industrie papetière est d’initier une production plus durable et plus respectueuse de l’environnement. L’industrie papetière est essentielle en raison de la grande quantité de papier que nous utilisons quotidiennement dans tous les aspects de la société. Cependant, elle doit prendre des mesures plus écologiques vis-à-vis de l’ensemble de ses processus de production.
Une alternative consiste à améliorer les processus de production afin de les rendre plus efficaces et durables, par exemple en arrêtant d’utiliser des produits chlorés pour blanchir le papier, qui après utilisation, se mélangent à des déchets organiques et génèrent des composés organochlorés très nocifs pour la santé et les écosystèmes. Cela peut comprendre l’utilisation de technologies plus propres, la réduction de l’utilisation de produits chimiques dangereux, tels que les enzymes de pré-blanchiment, comme la xylanase (Troyes O.R. Cubas, M.A. 2019), ainsi que la promotion de la production et de l’utilisation de papier recyclé.
Le papier recyclé, comme mentionné ci-dessus, est une alternative prometteuse au papier blanc traditionnel, car sa fabrication nécessite moins de ressources naturelles et d’énergie. En réalité, 52 % du papier et du carton produits dans le monde provient de fibres recyclées. Cependant, le papier recyclé présente également des inconvénients, comme l’utilisation d’encres polluantes, ou les difficultés rencontrées pour sa collecter et son tri comme un matériau recyclable.
L’utilisation d’autres fibres végétales telles que le bambou, la paille et d’autres déchets agricoles représente l’une des alternatives au papier traditionnel les plus populaires. L’utilisation de ces ressources alternatives est plus durable que l’abattage d’arbres qui pourraient autrement absorber de grandes quantités de CO2 dans l’atmosphère.
En outre, le papier obtenu à partir de sources renouvelables et non ligneuses s’est avéré de qualité similaire, voire supérieure au papier blanc. Cependant, les investissements considérables nécessaires afin d’adapter les machines freinent l’utilisation de ces fibres végétales au sein de l’industrie papetière.
Solutions de Kunak pour le contrôle de la pollution dans l’industrie papetière
Le contrôle des émissions gazeuses de l’industrie papetière est essentiel pour que les usines de production de papier respectent les réglementations en matière de qualité de l’air, et qu’elles aient un impact limité sur les populations riveraines ainsi que sur la santé de leurs travailleurs.
Bien que les gaz polluants issus de l’industrie papetière soient dilués dans l’air et circulent par le biais du vent, ils contribuent à la dégradation de la qualité de l’air en franchissant les barrières orographiques, ce qui engendre la mort prématurée de millions de personnes par an ainsi que l’aggravation des maladies cardiovasculaires et respiratoires. (Daza, O.A., Vidal, A. 2018)
La surveillance de la qualité de l’air au sein et autour des usines de production de papier à l’aide des réseaux de capteurs Kunak AIR permet de détecter rapidement les polluants dilués dans l’air. Certaines émissions générées par l’industrie papetière, comme celles de dioxyde de soufre (SO2), sont à l’origine des mauvaises odeurs qui caractérisent cette industrie.
Ainsi, en utilisant des cartouches spécifiques dans les stations de détecteurs Kunak AIR, leurs valeurs d’intensité et d’exposition peuvent être déterminées à court et moyen terme avant qu’elles n’entraînent une réponse physiologique.
Un secteur industriel compétitif et diversifié est la garantie d’une économie forte et résistante. Mais faire passer la croissance avant l’environnement et le bien-être des populations conduit souvent à des résultats désastreux. Une autre solution consiste à faire en sorte que ces entreprises, comme celles de l’industrie papetière, continuent leur activité, mais de manière plus efficace et contrôlée en commençant par comprendre leur impact sur l’environnement.
Sources et références
Canciano Fernández, M. Reinosa Valladares, X. Hernández (2019) – Estimación de la huella de carbono en la industria papelera
A. Daza, A. Vidal (2018) – Estimación de la Dispersión de Contaminantes Atmosféricos Emitidos por una Industria Papelera Mediante el Modelo AERMOD
A. Gredilla (2019) – Processus de fabrication du papier. Application du TREE.
