Le point de vue d'un papetier sur la norme pour le Papier permanent, ISO 9706

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Inga-Lisa Svensson

Mo & Domsjö AB, Örnsköldsvik, Suède

and

Ylwa Alwarsdotter

Stora Fine Paper AB, Nymölla, Suède

Résumé :

La demande croissante de papier a conduit vers un papier d'une durée de vie toujours plus courte. Avec le temps, on a compris le rôle très important de l'acidité dans le processus de détérioration, mais d'autres réactions agissent également et rendent impossible la prévision du vieillissement.

En 1993, la norme internationale ISO 9706 a été approuvée, mais le débat aujourd'hui est de déterminer si la lignine est nuisible ou non. Notre opinion est que, aussi longtemps que son innocuité ne sera pas prouvée, nous ne pouvons continuer à prendre le risque de mettre en danger notre patrimoine culturel et à permettre qu'un matériau, pour lequel nous manquons d'assurance scientifique, soit utilisé comme papier permanent.

Il est essentiel que toutes les parties intéressées participent aux travaux à travers leur organisation nationale de normalisation.

Paper

Fabrication du papier dans les temps passés

Les papiers fabriqués au Moyen Âge ou pendant l'époque moderne sont souvent très bien conservés, alors que la plupart des papiers produits dans les cent dernières années sont d'une relativement faible durée de vie. Dans les temps anciens, le papier était fait de coton et de lin et il était encollé à la gélatine ou avec d'autres colles alcalines. Grâce au lessivage, pendant le traitement des fibres, il contenait un petit pourcentage de carbonate de calcium.

La quantité de chiffons blancs disponibles pour la fabrication du papier était limitée et lorsque Scheele découvrit le chlore en 1774, les chiffons de couleur purent être blanchis et utilisés pour le papier. Le blanchiment au chlore entraîna en revanche l'oxydation de la cellulose et une légère diminution de la permanence.

La demande croissante de papier nécessitait des procédés de fabrication plus performants et en 1806 un nouveau type d'encollage fut mis au point : la précipitation à l'alun de la colophane sur les fibres. L'alun est acide et une lente hydrolyse de la cellulose commença à se développer dans le papier. L'alun élimine également le carbonate de calcium laissé par l'opération de lessivage. Cela causa une nouvelle dégradation de la durée de vie du papier.

Les nouvelles techniques d'impression augmentèrent encore la demande de papier et de nouveaux efforts durent être faits pour trouver de la matière brute. En 1858 la fabrication de pâte mécanique se développa et plus tard, en 1874, la pâte au sulfite. Désormais le bois pouvait être utilisé et il n'y avait plus de limitation dans la production du papier. Ces premiers procédés de défibrage du bois par meulage et d'encollage en milieu acide sont à l'origine de l'abaissement significatif de la durée de vie du papier.

Qu'est ce qui influence la permanence ?

Dans les premières années du XXème siècle, l'on découvrit la grande influence de l'acidité sur la permanence du papier. Le vieillissement artificiel devint une méthode de prévision du vieillissement naturel et la résistance au pliage une méthode d'évaluation fine. Dans les premiers travaux, on utilisa un vieillissement en atmosphère sèche, qui correspondait bien au vieillissement naturel, notamment pour les papiers de coton. L'on montra que l'ajout de carbonate de calcium au papier augmentait sa permanence. La discussion porta cependant sur le fait de déterminer si la détérioration était provoquée par la nature des fibres, coton ou bois, ou par le pH acide.

Il est probable que le processus de dégradation par hydrolyse domine pour les papiers fabriqués à partir de cellulose pure, par exemple de coton, ce qui donne donc cette bonne corrélation entre le vieillissement naturel et le vieillissement artificiel. Les papiers modernes contiennent néanmoins d'autres substances, lignine et hémicelluloses du bois et additifs de fabrication, ce qui explique que différents climats (températures et humidités relatives) donnent des résultats différents. Il se pourrait que les réactions d'oxydation et de réticulation jouent un rôle très important et que cela rende très délicat de prévoir le vieillissement. Le vieillissement naturel dépend aussi des conditions dans lesquelles il se déroule. Il n'y a pas de climat normalisé pour le vieillissement naturel.

Pendant de nombreuses années le linters de coton additionné de petites quantités de carbonate de calcium fut utilisé pour fabriquer des papiers d'une bonne permanence. C'était le cas dans les années 1980 quand l'Organisation internationale de normalisation (ISO), représentée par son Comité technique pour l'information et la documentation/Conservation physique des documents (ISO/TC46/S 10), commença ses travaux sur la norme pour le papier permanent.

La première norme

En Suède, le groupe de travail miroir regroupait des experts des archives et des bibliothèques et de l'industrie papetière. Nous avons débattu des besoins et des possibilités, nous avons étudié les procédés de fabrication du papier et la situation dans les archives et chaque partie a pu comprendre les problèmes et les difficultés de l'autre. En tant que fabricants de papier, nous avons compris que notre patrimoine culturel était en train de disparaître à cause de mauvais procédés de fabrication du papier et dans la même période, de meilleurs procédés ont été mis au point, en milieu neutre avec du carbonate de calcium comme charge, et nous avons pu changer de procédé. La norme ISO 9706 Information et documentation - Papier pour documents - Prescriptions pour la permanence a été enregistrée comme document de travail. Huit pays ont participé au groupe de travail et treize pays ont approuvé le document de travail, un seul, l'Australie, a voté contre.

Quel est l'impact de la lignine ?

Aujourd'hui la norme ISO 9706 est opérationnelle depuis quatre ans. La question du pH n'est pas un problème, ce qui signifie qu'il y a accord sur le fait que les réactions d'hydrolyse sont les plus importantes pour la détérioration du papier, la débat porte sur la lignine, est-elle nuisible ou non ? Les réactions d'oxydation et de réticulation existent et nous ne connaissons pas leur importance pour la dégradation du papier et sa permanence. Quelques scientifiques affirment que la lignine pourrait même être favorable à la permanence.

On le voit, faire la preuve est le plus grand problème. Pendant l'élaboration de la norme, plusieurs méthodes de vieillissement accéléré ont été étudiées. Une température de 80°C et une humidité relative de 65% ont été utilisées dans un test inter-laboratoires sur une durée allant jusqu'à 24 jours. Quelques papiers acides et contenant de la lignine ont donné de très bons résultats de tenue mécanique après vieillissement artificiel, meilleurs même que des papiers neutres à pâte chimique, alors que nous sommes certains que ce n'est pas le cas en vieillissement naturel. On finit par prendre la décision d'exclure le vieillissement artificiel du champ de la norme. Une annexe informative de la norme en explique les raisons, qui sont au nombre de trois :

le vieillissement accéléré prend beaucoup de temps,
le vieillissement accéléré ne donne pas plus d'information sur le papier que les autres tests,
de nombreux papiers qui ont subi avec succès le vieillissement accéléré contenaient des quantités significatives de pâte mécanique et il n'est pas scientifiquement certain que ces pâtes soient satisfaisantes pour les papiers décrits dans la norme.

Le vieillissement artificiel est encore utilisé pour les études de permanence et il est souvent affirmé qu'il est prouvé que les papiers contenant de la lignine subissent une très légère détérioration. Et c'est vrai qu'ils subissent une très légère détérioration si les conditions du vieillissement artificiel, température et humidité, sont les bonnes. Mais comme cela a été fait au début du siècle, il faut comparer avec le vieillissement naturel et cela prend du temps. Une autre solution est d'identifier quelles réactions se produisent et combien elles sont dommageables.

Pendant les travaux du groupe, les experts des archives, des bibliothèques et de la papeterie parvinrent à des solutions grâce à la compréhension mutuelle de leurs problèmes. Ces décisions s'appuient sur le respect mutuel et, en tant que fabricants de papiers, nous nous sommes rendu compte que la peur de la lignine est très forte parmi les experts des archives et des bibliothèques. Ils ont l'expérience de tant de papiers détériorés qu'ils devaient restaurer à des coûts très élevés. Nous avons dû aussi prendre nos responsabilités vis-à-vis du patrimoine culturel. Maintenant que nous avons le savoir-faire pour produire des papiers d'une très grande permanence, nous devons prendre toutes les précautions et éviter tout matériau insuffisamment connu.

Nous savons que :

la lignine est facilement oxydable,
la lignine provoque de fortes variations de la couleur,
les papiers contenant de la lignine décolorent les autres papiers à leur contact.

Cependant la norme ISO 9706 ne donne aucune limite à la présence de la lignine. Au contraire, la norme donne une limite au nombre Kappa, qui représente la sensibilité d'un matériau à l'oxydation. La logique était : si le papier est sensible à l'oxydation, il est vraisemblable qu'il s'oxydera avec le temps et sera donc instable sur la durée.

Certains autres types de papier contiennent des substances facilement oxydables, comme les papiers couchés. Les liants en latex souple, avec de nombreuses doubles liaisons, sont aussi aisément oxydables et donnent un nombre Kappa élevé en fonction des produits et de l'importance du couchage. Certains de ces papiers ne répondent d'ailleurs pas aux prescriptions de la norme ISO 9706, même s'ils ont une très bonne durée de vie, et ils ne conviennent pas aux besoins des bibliothèques et des archives.

Pourquoi conserver la norme internationale actuelle ?

Nous pensons qu'il faut maintenir la norme votée en 1993 aussi longtemps que de nouveaux résultats ne viendront pas prouver que d'autres critères peuvent définir les prescriptions pour la permanence. La norme internationale s'appuie sur l'état actuel de nos connaissances et aussi longtemps que rien de nouveau n'a pas été prouvé, nous ne pouvons recommander la révision de la norme ISO 9706. Nous sommes convaincus que si nous acquérons la certitude que la lignine n'est pas nuisible, il sera possible de réviser la norme dans un délai raisonnable.

Il existe aussi une norme américaine ANSI/NISO Z39-48-1992, American National Standard for Permanence of Paper for Publications and Documents in Libraries and Archives. Les valeurs maximum pour deux des caractéristiques prescrites - c'est-à-dire la résistance au déchirement et la résistance à l'oxydation - diffèrent légèrement de celles de l'ISO 9706. La norme ANSI/NISO a été à nouveau approuvée en 1997 pour cinq ans. Il a été demandé aux membres NISO d'approuver à nouveau la norme à la condition que, lorsque les recherches sur la lignine seront achevées et que plus d'information sera disponible, ils reprendront la norme et étudieront la nécessité de sa révision (information NISO).

En attendant, différents paramètres influant sur le vieillissement doivent être étudiés. Une norme ISO/CD15659 Information et documentation - Carton d'archivage - Test de migration est en cours d'élaboration par le groupe ISO/TC46/SC10/WG1. Elle est prévue pour tester les cartons destinés à protéger les documents d'archives. On s'est aperçu que certains cartons de trop mauvaise qualité pouvaient provoquer la décoloration des papiers adjacents. Nous avons fait des essais avec cette méthode et nous nous sommes rendu compte que certains papiers contenant environ 20% de pâte CTMP provoquent une forte décoloration des papiers buvards placés à leur contact, alors que d'autres ne le font pas. Quelle est la différence entre ces produits ? Dans cette méthode, seul le changement de blancheur est mesuré. Certains experts affirment que cette décoloration pourrait aussi entraîner un affaiblissement mécanique.

L'ASTM (American Society of Testing Materials) et son Institute for Standards Research sont engagés dans un programme de recherche pluri-annuel pour la mise au point de méthodes scientifiques d'enquête pour prévoir la durée de vie des papiers d'impression et d'écriture. L'objectif est d'augmenter la compréhension des mécanismes fondamentaux du vieillissement du papier et de développer des méthodes de tests par vieillissement accéléré qui correspondent bien aux résultats du vieillissement naturel. Afin d'obtenir la meilleure reproductibilité, des papiers de différentes compositions ont été spécialement fabriqués. Cela est intéressant et nous donnera des indications pour savoir pourquoi certains papiers se détériorent plus que d'autres. Mais cela nous donnera-t-il aussi une meilleure connaissance des réactions liées au vieillissement des papiers ? Comme nous le disions plus haut, que signifie pour nous "vieillissement naturel" ?

Votre contribution à la modification de la norme

L'avenir de la norme ISO 9706 Prescriptions pour le papier permanent sera très intéressant et nous espérons que cette communication vous incitera nombreux à participer au processus de révision de la norme. Vous pouvez vous associer à l'ISO/TC 46 à travers votre organisation nationale de normalisation, comme membre P ou comme membre de liaison A, tel que l'IFLA.

64th IFLA General Conference August 16 - August 21, 1998