Pourquoi le papier est-il blanc ?

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réponse simple

Réponse simple :

La pâte à papier actuelle est formée à partir du bois des arbres par des biais chimiques et mécaniques1.

Cette matière est initialement brun foncé et nécessite donc d'être blanchie pour former un support sur lequel l'écriture sera clairement lisible.

La lignine résiduelle produit une coloration brune foncée et doit donc être éliminée ou dénaturée
Les différents stades du blanchiment de la pâte à papier (source)

Auparavant, le blanchiment du papier s'effectuait à l'aide de chlore gazeux, qui dénaturait les molécules colorées contenues dans la pâte. Cette méthode produisait toutefois trop de toxines pour le corps humain et l'environnement2.

Actuellement, il existe deux techniques prioritaires1 :

le papier ECF (Elementary Chlorine Free), blanchi avec du dioxyde de chlore et de l'eau oxygénée.

le papier TCF (Totally Chlorine Free), pour lequel on utilise de l'ozone et de l'eau oxygénée.

Dans les deux cas, tous les papiers actuels (recyclés ou non), contiennent une certaine quantité de chlore.

A cela, on ajoute des agents azurants qui sont chargés d'émettre de la lumière fluorescente pour donner une sensation de blanc accrue3. Ces substances sont également utilisées dans les lessives.

 

Les azurants optiques sont des substances qui absorbent les ultraviolets et émettent de la lumière bleue par fluorescence
Les azurants optiques émettent de la lumière par fluorescence (source)

réponse avancée

Réponse avancée :

On a longtemps employé des chiffons macérés ou des excréments pour fabriquer la pâte à papier, mais l'augmentation du prix du textile et l'amélioration des techniques industrielles ont rendu préférable l'utilisation de bois4.

La pâte est formée à l'aide de divers procédés mécaniques et chimiques. Elle contient principalement de la lignine, de la cellulose et de l'hémicellulose.

 

Le papier est principalement fait de fibres de cellulose
Les fibres de cellulose composant le papier (source)

Initialement sa couleur était d'un brun foncé qui rendrait illisible toute écriture. Il était donc nécessaire de la blanchir à l'aide d'agents chimiques.

La lignine résiduelle produit une coloration brune foncée et doit donc être éliminée ou dénaturée
Les différents stades du blanchiment de la pâte à papier (source)

La raison de cette teinte sombre est due à la structure moléculaire de la lignine1, un polymère qui possède des groupements chromophores (appariement de doubles liaisons absorbant la lumière dans le visible)5. Cette molécule est également responsable du jaunissement du papier au soleil.

 

L'un des polymères possibles de la lignine, une molécules responsable du jaunissement du papier et de sa couleur brune initiale
L'une des structures de la lignine (source)

La première étape du blanchiment est donc d'éliminer ou de dénaturer la lignine de manière à ce qu'elle n'absorbe plus la lumière visible et que la coloration s'estompe6. Pour ce faire, on utilise différents oxydants dont découlent en général deux sortes de papier1 :

le papier ECF (Elementary Chlorine Free), blanchi avec du dioxyde de chlore et de l'eau oxygénée.

le papier TCF (Totally Chlorine Free), pour lequel on utilise de l'ozone et de l'eau oxygénée.

On employait autrefois du chlore gazeux, mais ce procédé produisait trop de toxines2. D'autres méthodes sont testées de nos jours, dont le blanchiment à l'oxygène, qui n'est malheureusement pas aussi efficace6.

Malgré les précautions actuelles, il faut savoir que tous les papiers contiennent une certaine quantité de chlore.

La seconde étape est l'ajout d'agents azurants, dont la structure absorbe les ultraviolets pour réémettre de la lumière bleue7. Cette couleur permet de contrebalancer la teinte jaunâtre due à la coloration des fibres de cellulose et de la lignine résiduelle. Les deux spectres complémentaires se superposent et donnent à l'observateur une sensation de blanc accrue, accentuée encore par la lumière fluorescente du produit8. Le principe est le même pour les détergents et les produits de lessive.

 

Les azurants optiques sont des substances qui absorbent les ultraviolets et émettent de la lumière bleue par fluorescence
Les azurants optiques émettent de la lumière par fluorescence (source)