Brevet FR3137398A1 — publié le 20240105

La présente invention concerne un procédé de traitement mécanique de fibres cellulosiques en suspension aqueuse par compression dans un malaxeur (1), comprenant un corps (10) définissant une enceinte de malaxage (11) dont la paroi forme une surface de compression (12) fixe, et au moins un axe de malaxage (20) positionné dans l’enceinte de malaxage (11) et comprenant un arbre (21) mobile en rotation, et une pluralité d’éléments malaxeurs (22) fixés sur l’arbre (21), faisant saillie radialement de l’arbre, et munis chacun d’une surface de compression (23) mobile en rotation. Dans ledit procédé, les surfaces de compression (23) des éléments malaxeurs (22) font face à la surface de compression (12) de l’enceinte de malaxage (11), de sorte à définir entre elles des zones de compression (ZC) de la suspension de fibres (2) circulant entre le corps (10) et l’axe de malaxage (20). Les surfaces de compression (23) des éléments malaxeurs (22) présentent un profil de compression dont le rayon par rapport à l’arbre (21) varie selon la position angulaire dudit arbre, de manière à comprimer la suspension de fibres (2) dans lesdites zones de compression (ZC) lors de la rotation dudit axe de malaxage (20). PROCEDE DE TRAITEMENT DE FIBRES CELLULOSIQUES PAR COMPRESSION MECANIQUE NOTAMMENT POUR PATE A PAPIER Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un procédé de traitement mécanique de fibres cellulosiques en suspension aqueuse notamment pour malaxer les fibres entrant dans la composition du papier, le terme générique « papier » couvrant le papier, le papier-carton et le carton. Etat antérieur de la technique Le raffinage des fibres est l’un des traitements les plus importants dans l’industrie des pâtes à papier. Cette opération est le traitement clé permettant d’ajuster les propriétés de résistance mais aussi la qualité du papier, telles que les propriétés mécaniques, optiques et d’imprimabilité du papier. Selon le niveau de raffinage, la gamme de types de papier varie du papier buvard (sans raffinage) aux papiers calques nécessitant un raffinage fort. Elle permet aussi, lorsque la pâte à papier est enrichie en charges minérales, d’améliorer le taux de rétention de ces charges dans le papier, et de compenser les baisses de propriétés mécaniques du papier induites par les charges, telles que sa résistance à la traction et/ou au déchirement. Le raffinage est donc une opération indispensable. La pâte à papier, également appelée « pulpe », se présente sous la forme d’une suspension de fibres cellulosiques dispersées dans l’eau. Elle est généralement introduite dans l’entrefer d’une machine tournante de type raffineur. L’entrefer est l’espace existant entre deux surfaces rainurées en vis-à-vis, disposées sur des disques ou des cônes en mouvement relatif. Le différentiel de vitesse entre le rotor (partie tournante) et le stator (partie fixe) est généralement de l’ordre de 20 à 25 m/s, et engendre un phénomène de cisaillement. Lorsque la pâte à papier passe au travers de l’entrefer, qui fait environ 100 µm (à comparer aux dimensions des fibres de l’ordre de 1 à 3 mm sur 15 à 40 µm de diamètre), les fibres sont soumises à une succession de forces de compression et de cisaillement, qui induisent des modifications morphologiques de leur ultrastructure. Trois effets primaires sont généralement associés à ces transformations morphologiques : l’hydratation, la fibrillation et la coupe. Les forces de compression vont comprimer les fibres, ayant pour effet technique de délaminer la paroi des fibres, d’assouplir les fibres et de les rendre plus flexibles. L’augmentation de la flexibilité des fibres a l’avantage d’accroitre de manière significative la surface de liaison entre les fibres, ce qui est favorable ultérieurement pour la formation de la feuille de papier. Les forces de cisaillement vont générer la fibrillation de surface en arrachant des morceaux sur la partie externe de la paroi des fibres. Elles vont également générer la coupe des fibres, mais aussi l’arrachage des fibrilles de surface, ce qui va augmenter la teneur en éléments fins de la pâte à papier. Or, la présence d’éléments fins cellulosiques dans la pâte à papier est néfaste pour le processus ultérieur de formation de la feuille de papier. Ils vont générer un colmatage des grilles et altérer « l’égouttabilité » de la pâte à papier, engendrant une limitation de la vitesse des machines de production du papier, donc une réduction du rendement, et une augmentation de la consommation de vapeur au séchage, donc une augmentation significative de la consommation d’énergie nécessaire pour le séchage du papier. En outre, les éléments fins, récupérés dans les eaux de process, lorsqu’ils ne sont pas recyclés, génèrent un déchet non valorisable. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un procédé de traitement alternatif des fibres (avantageusement cellulosiques), qui ne génère pas de cisaillement, ou tout du moins si peu qu’il en devient négligeable, donc réduit voire supprime la génération d’éléments fins et de fibres coupées. L’invention vise également à fournir un tel procédé qui soit moins énergivore, tout en permettant d’améliorer les propriétés des fibres donc intrinsèquement les propriétés du papier, voire de développer de nouveaux papiers. Dans ce but, l’invention concerne un procédé de traitement mécanique de fibres cellulosiques par compression mécanique d’une suspension aqueuse de fibres cellulosiques comprenant les étapes suivantes : - préparation d’une suspension aqueuse de fibres cellulosiques, - compression mécanique de la suspension aqueuse de fibres cellulosiques dans un malaxeur, le malaxeur comprenant : - un corps définissant une enceinte de malaxage délimitée par une paroi formant une surface de compression fixe apte à entrer en contact avec la suspension de fibres, - au moins un axe de malaxage positionné dans l’enceinte de malaxage et comprenant : * un arbre mobile en rotation, * une pluralité d’éléments malaxeurs fixés sur l’arbre, faisant saillie radialement de l’arbre, et munis chacun d’une surface de compression mobile en rotation et apte à entrer en contact avec la suspension de fibres, procédé dans lequel les surfaces de compression des éléments malaxeurs font face à la surface de compression de l’enceinte de malaxage, de sorte à définir entre lesdites surfaces de compression respectives des éléments malaxeurs et de l’enceinte de malaxage des zones de compression de la suspension de fibres circulant entre le corps et l’axe de malaxage, et dans lequel les surfaces de compression des éléments malaxeurs présentent un profil de compression dont le rayon par rapport à l’arbre varie selon la position angulaire dudit arbre, de manière à comprimer la suspension de fibres dans lesdites zones de compression lors de la rotation dudit axe de malaxage. De manière avantageuse, le malaxeur comprend au moins deux axes de malaxage positionnés dans l’enceinte de malaxage, parallèlement l’un à l’autre, les surfaces de compression des éléments malaxeurs desdits axes de malaxage se faisant face, de sorte à définir entre elles des zones de compression additionnelles de la suspension de fibres circulant entre les axes de malaxage. De manière avantageuse, l’enceinte de malaxage comporte au moins une zone d’entrée, une zone de malaxage et une zone de sortie, la suspension de fibres étant introduite dans la zone d’entrée et étant extraite de la zone de sortie, chaque axe de malaxage comportant au moins une vis sans fin fixée sur l’arbre, disposée dans la zone d’entrée et agencée pour déplacer la suspension de fibres de la zone d’entrée à la zone de sortie à travers la zone de malaxage, ladite pluralités d’éléments malaxeurs étant disposée dans la zone de malaxage et la zone de sortie étant ou non intégrée à la zone de malaxage. De manière avantageuse, la zone de malaxage comporte plusieurs secteurs de malaxage successifs, les éléments malaxeurs de chaque axe de malaxage étant répartis en séries, une série correspondant à un secteur de malaxage, les éléments malaxeurs d’une même série étant identiques, et les éléments malaxeurs d’une série à l’autre étant différents dans leur forme et/ou leur épaisseur et/ou leur profil de compression. De manière avantageuse, les éléments malaxeurs sont constitués de pièces plates ou complexes, qui ont une section choisie dans le groupe comportant une section ovoïde comportant un lobe, une section oblongue comportant deux lobes, une section triangulaire comportant trois lobes, une section polygonale comportant un nombre de lobes correspondant au nombre d’angle, et un profil de compression choisi dans le groupe comportant un profil droit, un profil hélicoïdal, un profil courbe, un profil cranté. De manière avantageuse, le corps du malaxeur comporte plusieurs enceintes de malaxage, raccordées en série, comportant chacune au moins un axe de malaxage de structure différente d’une enceinte à l’autre pour générer un traitement mécanique différent. De manière avantageuse, la distance minimale qui sépare les axes de malaxage de l’enceinte de malaxage, et la distance minimale qui sépare les axes de malaxage entre eux lorsqu’ils sont au moins deux, est comprise entre 0,1 mm et 1 mm, de préférence entre 0,3 mm et 0,6 mm. De manière avantageuse, lorsque le malaxeur comprend au moins deux axes de malaxage positionnés dans l’enceinte de malaxage, les axes de malaxage sont co-rotatifs, en ce qu’ils tournent dans un même sens de rotation. De manière avantageuse, lorsque le malaxeur comprend au moins deux axes de malaxage positionnés dans l’enceinte de malaxage, les éléments malaxeurs de deux axes de malaxage dont les surfaces de compression se font face présentent un profil de compression identique. De manière avantageuse, le différentiel de vitesse entre les axes de malaxage et l’enceinte de malaxage est inférieur ou égal à 20 m/s, et préférentiellement inférieur ou égal à 15 m/s. Ce différentiel peut être d’au moins 0,1 m/s, par exemple au moins 2 m/s. De manière avantageuse, le temps de séjour de la suspension de fibres dans le malaxeur est compris entre 15 secondes et 6 minutes. De manière avantageuse, la suspension aqueuse de fibres cellulosiques est préparée à partir d’un mélange de fibres cellulosiques et d’eau, et optionnellement des charges minérales, la part de fibres cellulosiques sèches étant comprise entre 5 et 20% en poids, et de préférence entre 8 et 15% en poids de la suspension aqueuse. De manière avantageuse, le procédé selon l’invention comprend en outre, préalablement à la compression mécanique de la suspension aqueuse de fibres cellulosiques, une étape d’épaississage de ladite suspension aqueuse de fibres cellulosiques pour former une pâte. Outre la réduction significative des éléments fins dans la suspension au cours du traitement, le procédé de traitement de l’invention présente l’avantage de minimiser les déchets, réduire les coûts de production, améliorer le cycle de vie du papier, et d’entrer dans un cercle vertueux favorable à l’environnement. Par ailleurs, dans la mesure où les fibres sont comprimées par malaxage, et non raffinées par cisaillement, les fibres longues de résineux sont moins coupées grâce au procédé de l’invention. Ainsi, pour ajuster la résistance à la déchirure notamment, il devient possible de réduire la part de résineux dans le mélange feuillus/résineux destiné à former la feuille de papier. On réalise donc des économies sur le coût des matières premières. Un autre avantage du procédé de l’invention est qu’il conduit à une amélioration du recyclage du papier, dans la mesure où ce dernier comporte moins d’éléments fins, généralement éliminés par le procédé de recyclage (flottation notamment), favorisant encore le cycle de vie du papier. Figures La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d’exemples non limitatifs, en référence aux figures. La est une vue en plan représentant un malaxeur intercalé entre un pulpeur et une machine de fabrication du papier. La est une section radiale du malaxeur de la . La est une vue en perspective de deux axes de malaxage du malaxeur de la . La est une vue en perspective d’une autre forme de réalisation des axes de malaxage de la . La est un graphe comparant le rapport égouttage / propriétés mécaniques du papier entre le procédé de traitement par malaxage selon l’invention et un procédé de raffinage conventionnel. La est un graphe comparant le rapport perméabilité / résistance à la traction du papier entre le procédé de traitement par malaxage selon l’invention et un procédé de raffinage conventionnel. Les figures reprennent la nomenclature suivante : 1 : Malaxeur 2 : Suspension de fibres 3 : Pulpeur 4 : Machine de fabrication du papier 5 : Feuille de papier 10 : Corps 11 : Enceinte de malaxage 12 : Surface de compression (fixe) 13 : Orifice d’entrée 14 : Orifice de sortie 15 et 16 : Piquages d’entrée permettant d’injecter des produits, par exemples des réactifs chimiques 20 : Axe de malaxage 20’ : Axe de malaxage ( ) 21 : Arbre 22 : Eléments malaxeurs 22’ : Eléments malaxeurs ( ) 23 : Surface de compression (mobile) 24 : Lobes 24’ Lobes ( ) 25 : Vis sans fin X : Axe de rotation ZC : Zones de compression DM : Distance minimale ZE : Zone d’entrée ZM : Zone de malaxage ZS : Zone de sortie Quand bien même les figures 1 à 4 montrent deux axes de malaxage, la description de ces figures peut être généralisée à des malaxeurs ayant un seul axe de malaxage ou plus de deux. Dans les exemples de réalisation illustrés, les éléments ou parties identiques portent les mêmes numéros de référence. En outre, les termes qui ont un sens relatif, tels que vertical, horizontal, droite, gauche, avant, arrière, au-dessus, en-dessous, etc. doivent être interprétés dans des conditions normales d’utilisation de l’invention, et telles que représentées sur les figures. Les axes X, Y et Z sont quant à eux définis par un repère orthonormé illustré à la . Par ailleurs, les positions géométriques indiquées dans la description et les revendications, telles que « perpendiculaire », « parallèle », « symétrique » ne sont pas limitées au sens strict défini en géométrie, mais s’étendent à des positions géométriques qui sont proches, c’est-à-dire qui acceptent une certaine tolérance dans le domaine technique considéré, sans influence sur le résultat obtenu. Cette tolérance est notamment introduite par l’adverbe « sensiblement », sans que ce terme soit nécessairement répété devant chaque adjectif. Le procédé de traitement mécanique selon l’invention s’applique à toute suspension aqueuse de fibres, de préférence des fibres cellulosiques pour l’industrie du papier, couvrant le papier, le papier-carton et le carton. La suspension peut comprendre un mélange de fibres cellulosiques et d’eau, et optionnellement des charges minérales, en fonction du cahier des charges. La part de fibres cellulosiques sèches peut être importante et par exemple comprise entre 5 et 20% en poids, et de préférence entre 8 et 15% en poids de la suspension aqueuse, sans que ces valeurs ne soient limitatives. Dans le cas de cellulose microfibrillée, dites « microfibrillated cellulose » en anglais (acronyme MFC), la part de fibres cellulosiques sèches est avantageusement supérieure à 20% en poids, et de préférence inférieure à 80% en poids, par rapport au poids de la suspension aqueuse. Comme expliqué ci-après, le procédé de l’invention a l’avantage de flexibiliser les fibres cellulosiques par compression-malaxage, c’est-à-dire de les assouplir, en générant peu voire pas d’éléments fins et de fibres coupées. L’amélioration des propriétés mécaniques qui en résulte permet de réduire le grammage du papier en fonction des objectifs recherchés en termes de rapport qualité / prix du papier. En outre, le procédé de l’invention permet également d’améliorer certaines propriétés des fibres cellulosiques. Cet avantage permet d’envisager des mélanges de fibres issues par exemple de feuillus, de résineux et autres, et de varier les ratios de 0 à 100%, en fonction des objectifs recherchés en termes de rapport qualité / prix du papier. Les fibres issues de résineux ayant un prix de revient bien supérieur à celui des fibres issues de feuillus peuvent ainsi représenter une part inférieure à celle des autres fibres, sans nuire aux propriétés du papier, et notamment à la déchirure. En référence à la , le procédé de traitement mécanique selon l’invention consiste en une étape de compression de la suspension aqueuse de fibres cellulosiques dans un malaxeur, en lieu et place de l’étape de compression et de cisaillement conventionnelle entre deux surfaces de lames tournantes. Le malaxeur mis en œuvre dans ledit procédé est connu dans des domaines bien différents de la papeterie. Il est principalement utilisé pour homogénéiser des matières visqueuses, telles que des polymères, des compositions, des composites ou similaires, utilisées dans la cosmétique, les adhésifs, la plasturgie, la chimie, etc. mais pas dans le papier. Dans la présente invention, le malaxeur 1 tel que représenté à la est alimenté par une suspension aqueuse de fibres cellulosiques 2 issue d’un pulpeur 3 ou de toute autre machine équivalente. Il alimente en sortie une machine de fabrication du papier 4 pour former une feuille ou une bande de papier 5. Le malaxeur 1 peut s’intégrer aisément dans un processus continu, entre le pulpeur et la machine après une étape d’épaississage de la pâte, permettant un gain de productivité et un coût de production réduit. Le malaxeur 1 comprend principalement : - un corps 10 fermé hermétiquement, allongé selon un axe X, définissant une enceinte de malaxage 11, délimitée par une paroi périphérique formant une surface de compression fixe 12, - ledit corps 10 étant pourvu au moins d’un orifice d’entrée 13 en amont, pour l’admission de la suspension de fibres à traiter, et d’un orifice de sortie 14 en aval de l’enceinte de malaxage 11, pour la réception d’au moins une fraction de la suspension traitée, et - au moins un axe de malaxage 20, allongé selon l’axe X, positionné dans l’enceinte de malaxage 10. L’axe de malaxage 20 comprend : - un arbre 21 mobile en rotation autour dudit axe X, et - une pluralité d’éléments malaxeurs 22, aussi appelés « palettes », fixés sur l’arbre 21, faisant saillie de l’arbre dans un sens radial, délimités chacun par une paroi périphérique formant une surface de compression 23 solidaire en rotation avec l’arbre. La surface de compression 23 est distante de l’axe de rotation X d’un rayon non constant, qui varie entre un rayon maximal et un rayon minimal selon le point considéré de ladite paroi. Comme il sera décrit plus en détails dans la suite du présent texte, le profil irrégulier de la surface de compression des éléments malaxeurs par rapport à l’axe de l’arbre permet d’assurer, en coopération avec une autre surface de compression correspondante, une compression optimale de la suspension fibreuse, conduisant ainsi à un malaxage satisfaisant. Les éléments malaxeurs 22 disposés le long de l’arbre 21 sont de préférence alternés (par opposition à éclipsés, selon l’axe X) en ce qu’ils sont orientés l’un par rapport à l’autre dans des positions angulaires différentes pour créer un profil de compression variable le long de l’axe de malaxage 20. Selon ledit procédé, les surfaces de compression 23 des éléments malaxeurs 22 qui font face à la surface de compression 12 de l’enceinte de malaxage 11 d’une part, et ladite surface de compression 12 de l’enceinte de malaxage 11 d’autre part, définissent entre elles des zones de compression ZC de la suspension de fibres 2 circulant entre le corps 10 et l’axe de malaxage 20. Les zones de compression ZC correspondent ainsi au volume restant entre l’axe de malaxage 20 et l’enceinte de malaxage 11, qui contient la suspension de fibres 2. Elles sont repérées très grossièrement par des ovales à la . Grâce au profil de compression variable des éléments malaxeurs 22, la forme, la localisation et le volume des zones de compression ZC ne sont pas constants et varient en permanence avec la position angulaire de l’arbre 21, ayant pour effet de générer un grand nombre de forces de compression sur la suspension de fibres 2 lors de la rotation de l’axe de malaxage 20 au cours de l’opération de malaxage. Ainsi, les fibres cellulosiques sont malaxées, triturées, comprimées, compressées, mélangées, pétries, mais ne sont pas ou très peu coupées ou cisaillées car elles ne subissent pas ou très peu d’efforts de cisaillement (la vitesse de rotation des palettes est faible, typiquement de l’ordre de 350 tours par minute par exemple - rotation per minute ou l’acronyme « rpm » en anglais - pour un diamètre de palette d’environ 25 mm, et donc le cisaillement à la paroi est faible, c’est-à-dire Le malaxeur 1 peut comporter plus d’un axe de malaxage 20, et par exemple deux axes de malaxage 20 ou plus de deux axes de malaxage, positionnés dans l’enceinte de malaxage 11, parallèlement l’un par rapport à l’autre. Ainsi, les surfaces de compression 23 des éléments malaxeurs 22 qui se font face respectivement définissent entre elles des zones de compression ZC additionnelles pour la suspension de fibres 2 circulant entre les axes de malaxage 20. Dans ce cas, on choisira de préférence des axes de malaxage 20 de structure identique ou quasi identique, positionnés entre eux de telle sorte que le profil de compression d’un des axes de malaxage épouse le profil de compression de l’autre axe de malaxage, et tournant à une même vitesse. Dans ce mode préféré, on veillera avantageusement à ce que deux éléments malaxeurs 22 qui se font face présentent une même forme. Les axes de malaxage 20 peuvent être co-rotatifs et ainsi tourner dans un même sens de rotation, comme représenté à la par les flèches dans le sens anti-horaire, ou contre-rotatifs et ainsi tourner dans des sens de rotation contraires. La illustre une section radiale d’un malaxeur 1 comportant deux axes de malaxage 20 parallèles entre eux dans une enceinte de malaxage 11. Les axes de malaxage 20 comportent chacun des éléments malaxeurs 22 de géométrie oblongue. Les axes de malaxage 20 sont décalés angulairement l’un par rapport à l’autre, de sorte que les deux éléments malaxeurs 22 correspondants sont positionnés perpendiculairement l’un par rapport à l’autre, sans que cette position relative ne soit obligatoire et identique pour les autres éléments malaxeurs 22 non représentés. Cela signifie, par exemple, que pour une position déterminée des arbres de malaxage, une première paire d’éléments malaxeurs qui se font face peuvent être décalés de 90° l’un par rapport à l’autre, tandis qu’une deuxième paire d’éléments malaxeurs qui se font face peuvent être décalés de 45° l’un par rapport à l’autre. Les axes de malaxage 20 tournent dans un même sens de rotation et à la même vitesse. L’entraxe entre les deux arbres 21 des axes de malaxage 20, ainsi que le profil de la surface de compression 12 de l’enceinte de malaxage 11 sont définis en fonction de la géométrie des éléments malaxeurs 22, pour introduire une distance minimale DM respective entre les axes de malaxage 20 et l’enceinte de malaxage 11, et entre les axes de malaxage 20 eux-mêmes. La distance minimale DM, qui est représentée à la par des cercles, est de préférence comprise entre 0,1mm et 1mm, plus préférentiellement entre 0,2 mm et 0,6 mm, encore plus préférentiellement entre 0,3 mm et 0,5 mm, et avantageusement entre 0,3 mm et 0,4 mm. Cette distance minimale DM permet notamment la rotation des axes de malaxage 20 dans l’enceinte de malaxage 11 sans conflit, tout autorisant de manière très limitée la circulation de la suspension de fibres 2 dans ces espaces restreints. Les zones limites se situant entre les axes de malaxage 20 d’une part, et entre chaque axe de malaxage 20 et l’enceinte de malaxage 11 d’autre part, qui sont définies par la distance minimale DM, correspondent donc à des zones de fortes contraintes mécaniques pour la composition fibreuse. Lors de la rotation des axes de malaxage 20, ces zones limites se déplacent, de sorte à contraindre alternativement la composition dans le volume de l’enceinte, ce qui assure une compression optimale de la composition fibreuse dans les zones de compression ZC. Les éléments malaxeurs 22 peuvent présenter différentes géométries, épaisseurs et profils de compression en fonction du type de traitement et du degré de flexibilité à atteindre, de la nature et de la composition de la suspension de fibres à traiter, et du cahier des charges du papetier. Les éléments malaxeurs 22 illustrés à la sont des pièces plates, de forme oblongue, symétrique par rapport à deux plans perpendiculaires passant par l’axe de rotation X, et comportent deux lobes 24 diamétralement opposés. Cet exemple n’est bien entendu pas limitatif. Les éléments malaxeurs 22 peuvent présenter une forme ovoïde, symétrique par rapport à un plan passant par l’axe de rotation X et comportant un seul lobe (non représentés). Ils peuvent présenter une forme triangulaire, symétrique par rapport à un plan passant par l’axe de rotation X et un des sommets, et comportant trois lobes (représentés à la ). Ils peuvent encore présenter une section polygonale, symétrique ou non par rapport à un plan passant par l’axe de rotation X, et dont le nombre de lobes correspond au nombre d’angle du polygone (non représentés). Ils peuvent enfin présenter une forme complexe, symétrique ou non par rapport à un plan passant par l’axe de rotation X (non représentés). De même, les éléments malaxeurs 22 peuvent comporter des pièces dont la paroi périphérique, c’est-à-dire la surface de compression, est plate ou non, et dont le profil de compression dans l’épaisseur de la pièce est variable, tels qu’un profil droit, un profil hélicoïdal, un profil courbe, un profil cranté, un profil complexe. Par exemple, une succession le long de l’arbre de pièces dont l’épaisseur présente un profil hélicoïdal conduit à un axe de malaxage hélicoïdal formant une hélice complète, chaque pièce constituant une fraction de l’hélice. La illustre deux axes de malaxage 20 parallèles, identiques, décalés entre eux d’un angle de 90°, pourvus chacun d’éléments malaxeurs 22 plats, oblongs à deux lobes 24, avec un profil de compression droit dans l’épaisseur, sensiblement identiques à ceux représentés à la . Les éléments malaxeurs 22 d’un même axe sont décalés angulairement l’un par rapport à l’autre de 90°, et les éléments malaxeurs 22 des deux axes de malaxage 20 sont alternés axialement pour permettre leur emboitement radial. La illustre deux axes de malaxage 20’ parallèles, identiques, sans décalage angulaire, pourvus chacun d’éléments malaxeurs 22’ plats, triangulaires à trois lobes 24’ équidistants, avec un profil de compression droit dans l’épaisseur. Les éléments malaxeurs 22’ d’un même axe sont décalés angulairement l’un par rapport à l’autre de 30°, et les éléments malaxeurs 22’ des deux axes de malaxage 20’ s’emboitent radialement. Le procédé de traitement mécanique selon l’invention offre une solution de malaxage par compression souple, modulaire, adaptable, évolutive, permettant de varier, modifier, affiner les propriétés des fibres en fonction du papier à fabriquer. Ce procédé s’inscrit également dans une démarche de recherche et développement de nouveaux papiers. Dans ce but, la structure du malaxeur 1 ainsi que ses paramètres de fonctionnement peuvent être aisément choisis, modifiés et/ou combinés. Comme on l’a vu ci-dessus, la structure du malaxeur 1 est déterminée par le nombre d’axes de malaxage 20 ainsi que par l’agencement et le choix de la géométrie des éléments malaxeurs 22, mais pas seulement. Le procédé de traitement mécanique peut également comporter plusieurs étapes pour atteindre différents degrés de flexibilité. Ces différentes étapes peuvent être réalisées de différentes manières : - par un malaxeur 1 comportant une enceinte de malaxage 11 et au moins un axe de malaxage 20 sur lequel sont montées une série ou plusieurs séries d’éléments malaxeurs 22 de structures différentes et appropriées, dans lequel on fait tourner en boucle la suspension de fibres 2 ; - par un malaxeur 1 rallongé comportant une enceinte de malaxage 11 et au moins un axe de malaxage 20 sur lequel sont montées plusieurs séries d’éléments malaxeurs 22 de structures différentes et appropriées ; - par un malaxeur (non représenté) comportant plusieurs enceintes de malaxage successives, raccordées en série, comportant chacune un ou plusieurs axes de malaxage de structures différentes et appropriées ; ou encore - par plusieurs malaxeurs successifs (non représentés), raccordés en série, de structures différentes et appropriées. Dans ces différents cas de figure, la suspension de fibres 2 traitée peut être extraite à chaque étape du procédé et/ou à la fin des étapes du procédé selon les besoins. Les paramètres de fonctionnement du malaxeur 1 peuvent également être choisis, modifiés et/ou combinés pour varier les caractéristiques du malaxage. Parmi les paramètres modifiables, on peut citer les exemples suivants sans que cette liste ne soit exhaustive : - le débit d’alimentation du malaxeur 1 en suspension de fibres 2, définissant la durée de malaxage ; - la température de malaxage : le malaxeur fonctionne à température ambiante, mais peut également fonctionner à une température supérieure à la température ambiante grâce au corps 10 du malaxeur 1 qui peut être constitué d’une double enveloppe (non représentée) autorisant la circulation d’un fluide caloporteur. Plus en détails, on maintient le malaxeur à température ambiante par refroidissement pour compenser l’élévation de température due au malaxage, afin de mieux contrôler la viscosité de la pâte. En pratique, on constate une élévation de température de +10°C à +30°C environ selon la concentration de fonctionnement, la vitesse de rotation, et le temps de résidence. Alternativement, il est possible de travailler à chaud, afin notamment de réaliser des réactions d’oxydation conjointement au malaxage (intensification du procédé) ou à froid, par exemple en présence de soude pour réaliser une dissolution de la cellulose ; - la pression de malaxage : préférentiellement l’opération de malaxage s’effectue dans une enceinte de malaxage 11 à pression atmosphérique, mais en fonction des besoins pourrait être effectuée à une pression supérieure ou inférieure à une pression atmosphérique. Par exemple, dans le cadre du traitement de MFC, il peut être intéressant de travailler à une pression supérieure à la pression atmosphérique pour ajuster la vitesse de remplissage de la vis d’alimentation (par exemple de type vis sans fin telle que décrite dans la suite du présent texte); - la vitesse de rotation du ou des axes de malaxage 20 : cette vitesse est de préférence relativement faible, par exemple entre 20 et 400 tours/mn, de préférence entre 20 et 350 tours/min ; - le différentiel de vitesse entre les axes de malaxage 20 (partie tournante) et l’enceinte de malaxage 11 (partie fixe) est de préférence inférieur ou égal à 20 m/s ; préférentiellement inférieur ou égal à 15 m/s, et plus préférentiellement inférieur ou égal à 5 m/s, ne produisant ainsi que peu ou pas de phénomène de cisaillement ; - le sens de rotation des axes de malaxage 20 : co-rotatifs ou contre-rotatifs ; - la puissance de malaxage transmise à la suspension de fibres 2 en mesurant le couple résistant des axes de malaxage 20 ; - le temps de malaxage : le temps de séjour de la suspension de fibres 2 dans l’enceinte de malaxage 11 peut être compris entre 15 secondes et quelques dizaines de minutes, de préférence entre 15 secondes et 15 minutes, et plus préférentiellement entre 15 secondes et 6 minutes ; - la distance minimale DM entre les axes de malaxage 20 et l’enceinte de malaxage 11 en modifiant les éléments malaxeurs 22 ; - l’épaisseur des éléments malaxeurs 22 pour augmenter ou diminuer les surfaces de compression. Les essais de malaxage effectués avec le procédé de l’invention ont permis de révéler un phénomène physique inattendu et contre-intuitif pour l’homme du métier spécialisé dans la fabrication du papier : plus la vitesse de rotation des axes de malaxage 20 est lente, plus l’action mécanique de compression exercée sur les fibres cellulosiques est forte, moins il y a de phénomènes de cisaillement, et meilleur est le résultat du malaxage. Ce phénomène non décelable, ni envisageable avant d’avoir mis en œuvre le procédé de l’invention, permet d’augmenter encore les performances du malaxage et les avantages du procédé qui en découlent, tels qu’une meilleure flexibilisation des fibres, une teneur en fibres améliorée, de nouvelles formulations de pâte à papier possibles, une puissance consommée réduite permettant une économie d’énergie significative, très peu d’usure des pièces en mouvement permettant une maintenance réduite du malaxeur 1. Dans l’exemple du malaxeur 1 représenté à la , l’enceinte de malaxage 11 comporte une zone d’entrée ZE, une zone de malaxage ZM et une zone de sortie ZS, qui se succèdent axialement. La zone d’entrée ZE est couplée à l’orifice d’entrée 13 et comporte de préférence une vis sans fin 25 fixée sur l’arbre 21 correspondant de chaque axe de malaxage 20, pour déplacer la suspension de fibres 2 axialement en direction de la zone de malaxage ZM puis de la zone de sortie ZS. La zone de malaxage ZM comporte les éléments malaxeurs 20 décrits précédemment. La zone de sortie ZS peut être confondue avec la fin de la zone de malaxage ZM et comporte également des éléments malaxeurs 20 qui peuvent être différents ou non de ceux de la zone de malaxage ZM. La zone de sortie ZS communique avec l’orifice de sortie 14 qui peut être gravitaire ou combiné à tout autre moyen d’extraction. Le malaxeur 1 peut comporter plusieurs piquages d’entrée 15, 16 pouvant servir à introduire des additifs, des charges et autres matières dans la suspension de fibres 2 en cours de malaxage. Il peut également comporter plusieurs piquages de sortie (non représentés) pouvant servir à extraire tout ou partie de la suspension de fibres 2 en cours de malaxage, des gaz et autres condensats générés en cours de traitement. Ceci est tout particulièrement avantageux car l’opérateur peut récupérer plusieurs fractions de fibres malaxées présentant des degrés de compression différents et donc des propriétés différentes selon leur piquage de sortie respectif, et ce au cours d’une même opération de malaxage. Les figures 5 et 6 sont des graphes issus d’essais effectués sur du papier fabriqué à partir de fibres cellulosiques traitées selon le procédé malaxage par compression de l’invention (points sur les graphes) et selon un procédé de raffinage classique par compression et cisaillement (courbe sur les graphes). Ils permettent d’illustrer l’amélioration des propriétés mécaniques et d’égouttabilité de la pâte de papier obtenue avec le procédé de l’invention. La représente l’évolution de l’indice d’égouttage (°SR) en ordonnées en fonction de l’indice d’éclatement (« Burst index » en anglais) en abscisse. L’indice d’égouttage, ou indice Schopper-Riegler, est défini selon la norme ISO 5267-1 comme étant le nombre de centilitres d’eau égouttée à travers un gâteau de pâte s’écoulant par le trop-plein d’un réservoir. Il représente une mesure de la vitesse à laquelle l’eau peut être extraite d’une suspension de pâte diluée. L’indice d’éclatement quant à lui correspond à la résistance mécanique des fibres. De manière simplifiée, plus cet indice est élevé, plus le papier est résistant et de bonne qualité. On observe qu’avec une suspension de fibres raffinées par un procédé de raffinage standard, la vitesse d’égouttage atteint un maximum pour un indice d’éclatement voisin de 4, qui est relativement moyen. Par opposition, une suspension fibreuse traitée par malaxage conformément au procédé de l’invention permet d’atteindre des vitesses d’égouttage élevées avec un fort indice d’éclatement. On obtient ainsi un papier de bonne qualité dont la cadence de production est améliorée à travers une vitesse d’égouttage élevée de la suspension fibreuse dont il est issu. Ceci conduit à une très forte amélioration du compromis égouttage / propriétés mécaniques des fibres, ayant pour effet de réduire la consommation d’énergie au niveau de la machine à papier. La représente l’évolution de la perméabilité à l’air du papier en fonction de son indice de résistance à la traction. La perméabilité à l’air du papier est définie par la série des normes ISO 5636 comme le débit d’air moyen qui traverse une unité de surface sous une unité de différence de pression en une unité de temps, dans des conditions spécifiées. On observe qu’avec une suspension de fibres raffinées par un procédé de raffinage standard, la perméabilité à l’air chute avec la résistance à la traction, et ce dès 35 N.m/g. Par opposition, une suspension fibreuse traitée par malaxage conformément au procédé de l’invention permet de décaler la baisse de perméabilité à l’air vers des valeurs élevées de résistance à la traction. Ceci permet d’obtenir un papier présentant une bonne résistance mécanique tout en conservant une perméabilité à l’air relativement élevée. Ceci conduit à une forte amélioration du compromis perméabilité / résistance à la traction, permettant d’envisager le développement de nouveaux papiers. La présente invention n’est bien entendu pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s’étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier dans la limite des revendications annexées. En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes mentionnés ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d’entre elles, combinées entre elles. Procédé de traitement mécanique de fibres cellulosiques par compression mécanique d’une suspension aqueuse de fibres cellulosiques comprenant les étapes suivantes : - préparation d’une suspension aqueuse de fibres cellulosiques (2), - compression mécanique de la suspension aqueuse de fibres cellulosiques (2) dans un malaxeur (1), le malaxeur (1) comprenant : - un corps (10) définissant une enceinte de malaxage (11) délimitée par une paroi formant une surface de compression (12) fixe apte à entrer en contact avec la suspension de fibres (2), - au moins un axe de malaxage (20) positionné dans l’enceinte de malaxage (11) et comprenant : * un arbre (21) mobile en rotation, * une pluralité d’éléments malaxeurs (22) fixés sur l’arbre (21), faisant saillie radialement de l’arbre (21), et munis chacun d’une surface de compression (23) mobile en rotation et apte à entrer en contact avec la suspension de fibres (2), procédé dans lequel les surfaces de compression (23) des éléments malaxeurs (22) font face à la surface de compression (12) de l’enceinte de malaxage (11), de sorte à définir entre lesdites surfaces de compression (23, 12) respectives des éléments malaxeurs (22) et de l’enceinte de malaxage (11) des zones de compression (ZC) de la suspension de fibres (2) circulant entre le corps (10) et l’axe de malaxage (20), et dans lequel les surfaces de compression (23) des éléments malaxeurs (22) présentent un profil de compression dont le rayon par rapport à l’arbre (21) varie selon la position angulaire dudit arbre, de manière à comprimer la suspension de fibres (2) dans lesdites zones de compression (ZC) lors de la rotation dudit axe de malaxage (20). Procédé de traitement selon la revendication 1, dans lequel le malaxeur (1) comprend au moins deux axes de malaxage (20) positionnés dans l’enceinte de malaxage (11), parallèlement l’un à l’autre, et dans lequel les surfaces de compression (23) des éléments malaxeurs (22) desdits axes de malaxage (20) se font face, de sorte à définir entre elles des zones de compression (ZC) additionnelles de la suspension de fibres (2) circulant entre les axes de malaxage (20). Procédé de traitement selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel l’enceinte de malaxage (11) comporte au moins une zone d’entrée (ZE), une zone de malaxage (ZM) et une zone de sortie (ZS), dans lequel la suspension de fibres (2) est introduite dans la zone d’entrée (ZE) et est extraite de la zone de sortie (ZS), et dans lequel chaque axe de malaxage (20) comporte au moins une vis sans fin (25) fixée sur l’arbre (21), disposée dans la zone d’entrée (ZE) et agencée pour déplacer la suspension de fibres (2) de la zone d’entrée (ZE) à la zone de sortie (ZS) à travers la zone de malaxage (ZM), ladite pluralités d’éléments malaxeurs (22) étant disposée dans la zone de malaxage (ZM) et la zone de sortie (ZS) étant ou non intégrée à la zone de malaxage (ZM). Procédé de traitement selon la revendication 3, dans lequel la zone de malaxage (ZM) comporte plusieurs secteurs de malaxage successifs, dans lequel les éléments malaxeurs (22, 22’) de chaque axe de malaxage (20, 20’) sont répartis en séries, une série correspondant à un secteur de malaxage, et dans lequel les éléments malaxeurs (22, 22’) d’une même série sont identiques, et les éléments malaxeurs (22, 22’) d’une série à l’autre sont différents dans leur forme et/ou leur épaisseur et/ou leur profil de compression. Procédé de traitement selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les éléments malaxeurs (22, 22’) sont constitués de pièces plates ou complexes, qui ont une section choisie dans le groupe comportant une section ovoïde comportant un lobe, une section oblongue comportant deux lobes (24), une section triangulaire comportant trois lobes (24’), une section polygonale comportant un nombre de lobes correspondant au nombre d’angle, et un profil de compression choisi dans le groupe comportant un profil droit, un profil hélicoïdal, un profil courbe, un profil cranté. Procédé de traitement selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel le corps (10) du malaxeur (1) comporte plusieurs enceintes de malaxage (11), raccordées en série, comportant chacune au moins un axe de malaxage (20) de structure différente d’une enceinte à l’autre pour générer un traitement mécanique différent. Procédé de traitement selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la distance minimale (DM) qui sépare les axes de malaxage (20) de l’enceinte de malaxage (11), et la distance minimale (DM) qui sépare les axes de malaxage (20) entre eux lorsqu’ils sont au moins deux, est comprise entre 0,1 mm et 1 mm, de préférence entre 0,2 mm et 0,6 mm. Procédé de traitement selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 2, dans lequel les axes de malaxage (20) sont co-rotatifs, en ce qu’ils tournent dans un même sens de rotation. Procédé de traitement selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 2, dans lequel les éléments malaxeurs (22, 22’) de deux axes de malaxage (20) dont les surfaces de compression (23) se font face présentent un profil de compression identique. Procédé de traitement selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le différentiel de vitesse entre les axes de malaxage (20) et l’enceinte de malaxage (11) est inférieur ou égal à 20 m/s, préférentiellement inférieur ou égal à 15 m/s, et plus préférentiellement inférieur ou égal à 5 m/s. Procédé de traitement selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le temps de séjour de la suspension de fibres (2) dans le malaxeur (1) est compris entre 15 secondes et 6 minutes. Procédé de traitement selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel la suspension aqueuse de fibres cellulosiques (2) est préparée à partir d’un mélange de fibres cellulosiques et d’eau, et optionnellement des charges minérales, la part de fibres cellulosiques sèches étant comprise entre 5 et 20% en poids, et de préférence entre 8 et 15% en poids de la suspension aqueuse. Procédé de traitement selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, comprenant en outre, préalablement à la compression mécanique de la suspension aqueuse de fibres cellulosiques (2), une étape d’épaississage de ladite suspension aqueuse de fibres cellulosiques (2) pour former une pâte.