FR 2729159 A1 19960712 FR 9500096 A 19950106 Procédé de fabrication de cellulose micro-dimensionnée Cette invention se rapporte à la cellulose micro- dimensionnée et à un procédé de préparation de cette substance. Etant donné que la cellulose est le principal constituant structurel de la plupart des matières végétales, il est naturel que les personnes qui s'intéressent au traitement ou au raffinage de ces matières les qualifient de cellulosiques. Toutefois, ce terme général couvre une multiplicité de significations dont chacune est qualifiée par les descripteurs avec une acception fréquemment spécifique à l'application envisagée. Les applications commerciales des matières végétales traitées pour produire une matière cellulosique raffinée sont nombreuses et impliquent des utilisations dans de nombreuses techniques qui ne sont pas analogues. Par exemple, les celluloses raffinées sont très largement utilisées dans les application papetières et textiles. On utilise aussi la cellulose raffinée pour les adhésifs, les ingrédients des denrées alimentaires, les enductions industrielles et diverses autres applications. Pour chaque utilisation finale, la matière première, le traitement et le ou les produits finaux constituent un domaine technologique sensiblement spécifique. D'une façon générale, on connaît une large diversité de transformations chimiques, thermiques et mécaniques utilisées dans la technique pour raffiner, manipuler et modifier la cellulose pour de nombreuses applications. La caractérisation hiérarchique suivante a été conçue pour décrire la technologie connue antérieurement relative à la manipulation structurelle des substances cellulosiques raffinées. Cette caractérisation a encore pour but additionnel d'établir des bases pour faire la distinction entre le procédé selon la présente invention et la technique antérieure. La structure primaire ou de niveau moléculaire de la cellulose est la chaîne de béta 1-4 glucane. Toutes les celluloses partagent ce niveau de structure et cette structure représente la différence qui distingue la cellulose des autres polysaccharides complexes. La longueur de la chaîne naturelle est inconnue, en raison de la modification et de la dégradation inévitables qui se produisent pendant le désassemblage par lequel on atteint ce niveau, mais elles atteint probablement les régimes de polymérisation de plusieurs milliers d'unités de glucane. Les transformations qui se produisent à ce niveau de structure comportent la formation et la rupture de liaisons chimiques. On considère que la structure secondaire est composée de brins submicroscopiques formés d'assemblages parallèles, alignés, de chaînes de glucane. Ce niveau d'organisation est appelé la microfibrille. Les microfibrilles se forment spontanément à partir d'une pluralité de chaînes de glucane naissantes dont on suppose qu'elles sont synthétisées simultanément par une organelle complexe, motile, biosynthétique, impliquée dans l'assemblage de la paroi primaire de la cellule végétale. La microfibrille est d'une dimension suffisante pour pouvoir être discernée au microscope électronique et, selon l'espèce végétale, elle varie, dans sa grande dimension de section, entre environ 50 et 100 angstroms. Comme dans le cas de la chaîne de bêta- glucane dont elle est composée, la longueur est indéterminée. Des interactions non covalentes, telles que celles dues à l'établissement de liaisons hydrogène, stabilisent la structure secondaire. Etant donné que l'attraction inter- chaîne est grande, la transformation structurelle est probablement rare, sauf si elle est précédée d'une modification chimique de la structure primaire. La structure tertiaire se rapporte à des arrangements et associations de microfibrilles qui donnent naissance à des feuilles et à de plus grandes structures en brins désignées par le terme de fibrilles. Les caractéristiques distinctives à ce niveau de structure sont tellement petites qu'habituellement la résolution ne peut se faire qu'au microscope électronique. Toutefois, certains ensembles individuels de fibrilles sont d'une dimension de section suffisamment grossière (0,1 à 0,5 microns ou 10 000 à 50 000 angstroms) pour pouvoir être discernés au microscope optique. La déformation structurelle qui se produit à ce niveau est largement mécanique et elle est soit organisée (désassembla- ge/dimensionnement), soit aléatoire (fracture/clivage indiscriminé). Finalement, la structure quaternaire concerne la construction d'éléments tertiaires qui forment la paroi primaire et secondaire des cellules. Ce niveau de structure définit les dimensions physiques de cellules individuelles et l'éventuelle spécialisation structurelle grossière nécessaire pour la fonction physiologique de la cellule différenciée. On peut citer comme exemples la structure cellulaire libriforme, trachéide et parenchymale. La manipulation structurelle résulte d'une fragmentation indiscriminée et constitue la transformation mécanique la plus communément employée en pratique. - La transformation classique des matières cellulosiques en pâte implique principalement le traitement chimio- thermomécanique du tissu végétal sclerenchymeux ou structurel pour obtenir des cellules individuellement dispersées. Le résultat est une structure quaternaire largement composée de cellulose dérivée des parois primaires et secondaires des cellules. Selon la source végétale et l'intensité du traitement, on peut aussi y trouver des hétéropolysaccharides tels que l'hémicellulose (des xylanes, galactomannanes, pectines, etc.). L'importante différence qui distingue la production de pâte des autres traitements de la cellulose consiste en ce qu'il se produit une destruction anatomique du tissu végétal intact. Ceci se traduit par des formes cellulaires dispersées qui représentent un degré minime de niveaux de manipulation quaternaire ou structurel plus basiques. Certaines formes de cellulose telles que le coton, sont produites naturellement dans un état dispersé et n'exigent pas de transformation en pâte en tant que condition préalable. Pour l'exposé qui sera donné ci-après, il est important de distinguer entre les processus de désassemblage et de fragmentation indiscriminée. Dans la fragmentation, l'excursion d'énergie localisée (par quelque moyen que ce soit) est suffisamment élevée et s'accumule suffisamment rapidement pour qu'il ne se produise pas de dissipation organisée d'énergie interne par la matrice acquérante. Ici, on applique une perturbation intense et ceci se traduit par une fracture indiscriminée ou par une autre désorganisation majeure a des translocations situées dans un micro-domaine défini. Dans le cas du désassemblage, au contraire, l'excursion d'énergie acquise est dissipée d'une façon plus organisée, qui suit habituellement le plus bas trajet d'énergie d'activation. Pour la cellulose, ceci apparaît comporter une segmentation le long d'assemblages orientés en fibrilles parallèles et, éventuellement une séparation d'ensembles de fibrilles en feuillets laminaires. On utilise depuis longtemps dans l'industrie du papier et de l'emballage des celluloses soumises à un battage mécanique. Les pâtes de bois raffinées par voie chimio- thermomécanique sont typiquement dispersées dans des hydrobatteurs puis soumises à un raffinage humide dans des moulins à disques à grande vitesse. Ce niveau de manipulation structurelle, tel qu'il est pratiqué actuellement, se présente exclusivement au niveau quaternaire. L'objectif de ce traitement consiste à disperser des faisceaux de fibres agrégés et à accroître la surface spécifique disponible pour le contact pendant le séchage afin d'accroître la résistance mécanique à l'état sec. Une grande réduction de section et une dégradation concomitante de la déshydratation sont indésirables et circonscrivent l'intensité du traitement. La mesure de la facilité du drainage de l'eau d'une pâte battue est appelée le degré de raffinage et reflète la facilité ou la vitesse de l'élimination de l'eau interstitielle de la matière première du papier. Les celluloses finement broyées ou fragmentées sont bien connues. Ces produits sont obtenus par fragmentation ou broyage mécanique d'une cellulose séchée raffinée. Ces celluloses sont largement utilisées en tant que charges inertes non minérales dans les denrées alimentaires traitées et dans les matières plastiques. La manipulation se produit exclusivement au niveau quaternaire de la structure. Elle est obtenue par application de diverses technologies de réduction des dimensions, telles que les broyeurs à billes et à barres, les couteaux à grande vitesse, les moulins à disques et autres techniques décrites en partie dans le brevet des E.U.A. n 5 026 569. La limite pratique du broyage à sec est fixée, en partie, par les conséquences thermiques exercées par ce traitement sur la cellulose et, en partie, par les aspects économiques de l'usure de l'équipement et de la contamination matérielle du produit. La cellulose micro- broyée (MMC) préparée dans des milieux aqueux ou autres milieux liquides, comme décrit dans le brevet des E.U.A. n' 4 761 203, évite la décomposition thermique qui est liée au broyage à sec prolongé et intense. Cette technique permet d'atteindre une réduction de dimensions atteignant l'inter- valle colloidal (environ 10 microns). On estime qu'on tra- vaille par micro-fragmentation indiscriminée de la structure quaternaire sans tomber dans les effets de dégradation fusion/thermique qui sont caractéristiques du broyage à sec. La cellulose micro-fibrillée (MFC), telle qu'elle est décrite par Turbak et al (brevet des E.U.A. n' 4 374 702) est principalement le résultat d'une manipulation mécanique de cellulose raffinée à partir de pâte de bois au niveau tertiaire de la structure. Le processus utilise une haute pression, une projection d'une dispersion cellulosique dans un milieu liquide avec impact contre une surface solide. Ceci se traduit par une combinaison de transfert direct d'énergie par l'intermédiaire de hauts gradients de cisaillement adiabatique engendré dans le domaine d'impact, et par l'intermédiaire d'effets secondaires de ce cisaillement (ou échange d'énergie cinétique de translation) résultant de la cavitation des solvants pour désassembler des particules de cellulose en suspension. Selon l'intensité du traitement et du préconditionnement de la matière première, la manipulation structurelle produit des ensembles de fibrilles d'une structure quaternaire désassemblée. Ces structures de fibrilles hautement dispersées confèrent des propriétés inhabituelles à la phase liquide continue dans laquelle elles sont préparées. La cellulose micro-cristalline (MCC), telle qu'elle est définie dans le brevet des E.U.A. n' 3 023 104, donne un exemple d'une manipulation structurelle qui peut se produire au niveau secondaire de la structure. Ce traitement implique une hydrolyse acide sélective du solvant accessible et des régions amorphes de structures secondaires de la cellulose raffinée pour produire des micro-domaines relativement cristallins qui sont résistants à la poursuite de l'hydrolyse. La dimension des domaines de cristallite est de l'ordre de dix à trente microns. Si la cristallite qui n'a jamais été séchée subit un cisaillement, elle se disperse en grappes parallèles de micro-fibrilles, ce qui reflète le clivage périodique le long d'un ensemble de fibrilles. Les cristallites de micro-fibrilles présentent une grande surface spécifique et se réassocient facilement au séchage pour former une masse dure, non dispersable. En outre, la production de rayonne et d'éthers de cellulose telle que la gomme cellulosique (carboxyméthylcel- lulose, CMC) implique une manipulation au niveau primaire de la structure. Dans le cas de la rayonne, la modification est transitoire et réversible, de sorte que la chaîne de béta- glucane reconstituée se réassemble spontanément en une matière semi-cristalline qui peut être filée en fibrilles. Les éthers cellulosiques représentent une modification délibérée, irréversible, dans laquelle les chaînes de béta- glucane formées individuellement sont empêchées de se réassembler sous l'effet d'une dérivation chimique. Une variation limitée de cette dérivation consiste en ce que la cellulose pulvérisée, dans laquelle le degré de substitution est relativement bas, pour former, par exemple, de la carboxyméthylcellulose ou de la diéthyl aminoéthyl cellulose, de la cellulose CM ou de la cellulose DEAE respectivement. Ces dernières matières peuvent être utilisées en tant que milieux échangeurs d'ions. Le but de cette invention consiste à apporter un moyen relativement simple et peu coûteux pour raffiner une matière cellulosique fibreuse en la transformant en un niveau tertiaire dispersé de structure et en atteignant ainsi les propriétés souhaitables qui sont liées à ce changement structurel. La fibre cellulosique produite de cette façon est appelée ici "cellulose micro-dimensionnée (MDC)". Le but précité est atteint en faisant passer répétitivement une suspension liquide de cellulose fibreuse à travers une zone de haut cisaillement qui est définie par deux surfaces opposées, l'une des surfaces tournant par rapport à l'autre, dans des conditions et pendant un temps suffisants pour rendre la suspension pratiquement stable et pour conférer à la suspension un degré de raffinage qui présente un accroissement régulier avec la répétition des passages de la suspension de cellulose à travers la zone de haut cisaillement. On a maintenant constaté qu'on peut produire de la cellulose microdimensionnée en utilisant un équipement de raffinage standard, par exemple un raffineur à deux disques, qu'on fait travailler d'une façon différente de l'utilisation classique de cet équipement dans le raffinage de la pâte pour la fabrication du papier. Alors que la fabrication du papier demande que la fibre ne subisse que le minimum de dommage pendant le raffinage et qu'elle demande un degré de raffinage compatible avec un bon drainage de l'eau de la pâte, il ressortira de la description qui va suivre que l'utilisation du même équipement peut être appliquée pour obtenir l'effet opposé, à savoir un haut degré de désintégration de la structure fibreuse qui a pour résultat un produit cellulosique ayant une très haute surface spécifique et une haute capacité d'absorption de l'eau. Le degré de désintégration est suffisamment sévère pour que, lorsque le raffinage est poursuivi au-delà du niveau normalement utilisé pour la fabrication du papier (un degré de raffinage d'une valeur d'environ 100), il se produit une inversion des valeurs du degré de raffinage. La raison de cette inversion consiste en ce que la fibre dispersée devient suffisamment micro-dimensionnée pour que des quantités progressivement croissantes de fibres commencent à passer avec l'eau à travers la plaque perforée de l'appareil d'essai du degré de raffinage, ce qui conduit à un accroissement progressif de la valeur mesurée au fur et à mesure de la poursuite du raffinage. La prolongation du raffinage se termine finalement par le fait que la fibre raffinée passe facilement, avec l'eau sensiblement en totalité, a travers la plaque perforée. A ce stade du traitement, la valeur mesurée du degré de raffinage est typique de celle correspondant à un passage sans obstacle de l'eau à travers la plaque perforée de l'unité d'essai. Alors que, pour le traitement classique au raffineur de la fabrication du papier, on utilise une étape unique ou au maximum deux étapes, le procédé de cette invention exige de multiples passages de la pâte à travers la zone de haut cisaillement, qui peuvent typiquement comporter dix à quarante passages. Dans la fabrication du papier, le battage ou raffinage augmente la surface de contact entre les fibres dispersées en accroissant la surface spécifique par un effet de dispersion et de fibrillation. La fabrication de la MDC applique ce procédé et l'étend à un degré beaucoup plus grand. On estime que l'intensité du raffinage qui est nécessaire pour atteindre ce haut degré de fibrillation conduit à un désassemblage concomitant de la structure tertiaire et peut- être même de la structure secondaire. Le résultat est une forme de cellulose à dispersion ultra-structurelle et à très grande surface spécifique. Le procédé de préparation de la MDC est plus étroitement lié au désassemblage qu'il ne l'est à la fragmentation indiscriminée utilisée dans la fragmentation mécanique ou le broyage de la cellulose sèche raffinée ou le micro-broyage de la cellulose dans des milieux liquides. Il est aussi tout à fait différent des approches notées plus haut qui sont basées sur une hydrolyse chimique ou sur une modification chimique. Le produit, la MDC, est extrêmement proche de la cellulose microfibrillée, MFC, produite par la projection à haute pres- sion avec impact d'une dispersion cellulosique dans un milieu liquide sur une surface solide, comme décrit par Turbek. Tou- tefois, contrairement aux enseignements du brevet Turbek et al, selon lesquels le battage et le raffinage tels qu'ils sont pratiqués dans l'industrie papetière, sont des procédés relativement inefficaces, puisqu'on dépense de grandes quan- tités d'énergie sont dépensées pour obtenir des degrés rela- tivement faibles d'ouverture des fibres et de fibrillation, l'inverse parait être vrai sur la base de la recherche qui a mené à la présente invention, comme on le décrit plus haut. Le produit MDC de l'invention a une très grande surface spécifique, du fait qu'il est essentiellement composée de structures filiformes (dont la plupart ne sont pas discerna- bles au microscope optique). Ces structures représentent-des grappes de micro-fibrilles orientées longitudinalement avec une ultra-structure protubérante correspondante qui fait saillie sur leur surface. Ces structures forment des réseaux enchevêtrant et interagissant qui mènent à une forme unique de compartimentation microscopique pour des mélanges de matières discontinues dans l'eau ou dans d'autres systèmes de phase continue. Ce comportement se traduit par la formation de caractéristiques viscoélastiques intéressantes telles qu'une structure de gel, la sensation en bouche, la qualité texturelle et d'autres propriétés qui sont très recherchées dans les denrées alimentaires, les produits pharmaceutiques et cosmétiques. Plus précisément, on a maintenant constaté que la MDC génère une réponse organoleptique dans les comestibles, qui varie d'une réponse faible ou nulle à une sensation en bouche crémeuse. On estime que cet attribut est le résultat du degré auquel ont été réduites les dimensions submicrométriques du diamètre du composant filiforme dominant. Cette propriété est hautement souhaitable et constitue une qualité texturelle recherchée dans les ingrédients des denrées alimentaires. Une deuxième qualité désirable de la MDC dans les comestibles consiste dans l'aptitude des structures filiformes à s'enchevêtrer et à former des réseaux de gels de particules qui structurent ou compartimentent les réseaux de gels continus, qui eux-mêmes, structurent ou compartimentent la phase continue ou le milieu dans lequel ces structures sont dispersés. Les propriétés de ces structures de gels de particules sont typiquement fonction du degré auquel la MDC a été traitée mais elles sont typiquement formées à des concentrations de l'intervalle de 0,5 % à 1,0 % en poids/volume dans les domaines du milieu de suspension. Ces réseaux analogues à des gels sont très efficaces pour assurer la stabilisation spatiale des matières mises en suspension ou codispersées qui, autrement, soit se sédimenteraient, soit formeraient une crème flottante, avec le temps, en fonction de leur rapport de poids spécifique relativement à la phase continue. Une troisième qualité souhaitable qui maintenant, a été découverte pour l'utilisation de la MDC dans les comestibles consiste dans l'aptitude à lier l'eau et les autres fluides et à commander sa mobilité ou leur mobilité dans les régions de microfibrilles denses dispersées qui est caractéristique des réseaux de gels de particules de la MDC. Cette eau ou d'autres phases polaires ou même liquides dispersées sont efficacement immobilisées par la MDC. La maîtrise de la migration et de l'humidité et des liquides dans les comestibles est de même une priorité très recherchée chez des ingrédients destinés à être utilisés dans les produits alimentaires. Le produit selon l'invention est caractérisé par un volume de sédimentation supérieur à environ 50 % au bout de vingt-quatre heures, basé sur une suspension aqueuse à 1 % en poids, et une rétention d'eau de plus d'environ 350 %. Les procédures utilisées pour déterminer le volume de sédimentation et les valeurs de rétention d'eau pour la MDC sont décrites en détail ci-après. La figure 1 est une photomicrographie de fibre de blé décrite dans l'exemple 1 ci-après avant raffinage, & un grossissement de 100 fois. La figure 2 est une photomicrographie de la fibre de blé précitée après raffinage, à un grossissement de 100 fois. La figure 3 est une photomicrographie de la fibre de blé précitée avant raffinage, à un grossissement de 250 fois. La figure 4 est une photomicrographie de la fibre de blé précitée après raffinage, à un grossissement de 250 fois. La figure 5 est une photomicrographie de fibre de bois tendre décrite à l'exemple 2 ci-après, avant raffinage, à un grossissement de 100 fois. La figure 6 est une photomicrographie de la fibre de bois tendre précitée après raffinage, à un grossissement de fois. La figure 7 est une photomicrographie de la fibre de bois tendre précitée avant raffinage, à un grossissement de 250 fois. La figure 8 est une photomicrographie de la fibre de bois tendre précitée après raffinage, à un grossissement de 250 fois. La figure 9 est une photomicrographie de fibre d'avoine décrite à l'exemple 3 ci-après, avant raffinage, à un grossissement de 100 fois. La figure 10 est une photomicrographie de la fibre d'avoine précitée après raffinage, à un grossissement de 100 fois. La figure 11 est une photomicrographie de la fibre d'avoine précitée avant raffinage, à un grossissement de 250 fois. La figure 12 est une photomicrographie de la fibre d'avoine précitée après raffinage, à un grossissement de 250 fois. Selon la présente invention, on produit de la cellulose micro-dimensionnée à partir d'une matière cellulosique en faisant passer répetitivement la matière, présentée en solution aqueuse, à travers une zone de haut cisaillement, définie par deux surfaces opposées dont l'une est mise en rotation par rapport à l'autre. Selon un mode préféré de aise en oeuvre, on fait passer la suspension de cellulose dans un raffineur à deux disques du type typiquement utilisé dans le traitement des pâtes de bois destiné à la fabrication du papier. Alors que le traitement exécuté avec ce type d'équipement dans les applications papetières classiques est limité à un point tel que le degré de raffinage obtenu correspond à des valeurs du degré de raffinage ou de l'indice CSF (Canadian Standard Freeness) d'environ 100 ou plus, la présente invention demande un degré de raffinage auquel l'indice CSF est réduit vers zéro puis progresse en approchant et en dépassant finalement les valeurs qui correspondent à la pâte en suspension aqueuse jamais traitée. Des exemples de l'application de l'invention sont donnés ci-après pour la pâte de bois tendre, la fibre de blé blanche et la fibre d'avoine. On peut aussi traiter selon l'invention d'autres types de matériaux fibreux cellulosiques. Toutefois, les matières à longues fibres, telles que la pâte de bois tendre et la fibre de blé semblent mieux convenir à cette approche que les matières à fibres courtes. La matière de départ pour la production de la MDC se prépare avantageusement en battant une matière en feuille cellulosique dans un hydrobatteur en présence d'un liquide approprié, ce qui désintègre la matière en feuille et disperse uniformément les fibres dans le liquide. La longueur exacte du temps de raffinage nécessaire pour produire la MDC dépend des caractéristiques de la matière de départ, par exemple de la longueur des fibres, de la température du raffinage et de la concentration des solides dans la pâte. La longueur du temps de traitement est aussi influencée par les paramètres de la zone de cisaillement dans laquelle la suspension de cellulose est traitée. Dans le cas du raffineur à deux disques, ces paramètres comprennent la valeur de la contre-pression exercée sur la suspension de cellulose lorsque cette dernière est soumise à la contrainte de cisaillement pendant le raffinage, la configuration de surface des plaques du raffineur, l'espace ménagé entre les plaques opposées face à face du raffineur, le diamètre des plaques du raffineur et la vitesse périphérique de ces plaques. Le rendement est amélioré en opérant à une haute concentration de solides dans la pâte, une contre-pression élevée exercée sur la pâte pendant le raffinage, des températures de pâte élevées, couplées à une maîtrise maximale de la température, l'ajustement de l'espace libre entre les plaques opposées face à face du raffineur, par calage sur une valeur présélectionnée de l'ampérage appliqué au moteur du raffineur et une configuration et une vitesse périphérique des plaques du raffineur qui favorisent le "raclage" ou l'effilochage plutôt que la coupe. Bien que le raffinage se produise le plus efficacement lorsque la concentration des solides dans la pâte est plus forte, il y a cependant une limite à la hauteur de la concentration des solides qui permet encore a la pâte de s'écouler dans le système, une matière à fibres courtes telle que l'avoine peut être concentrée à presque deux fois la concentration des solides qu'il est possible d'obtenir avec le bois tendre et le blé, qui sont tous deux des matières à longues fibres. Les conditions de fonctionnement préférées pour la préparation de la MDC dans un raffineur à deux disques sont les suivantes: longueur de fibre d'environ 50 à 3000 microns ou plus; température de raffinage d'environ 15,6 'C à environ 93,3 *C; une concentration de solides d'environ 2 à % en poids de la suspension de cellulose, et une contre- pression d'environ 0,07 à environ 0,28 bar. Les paramètres restants, y compris les configurations des plaques, l'espacement entre les plaques adjacentes, le diamètre des plaques et la vitesse périphérique de ces plaques dépendront du modèle particulier de raffineur qui est choisie pour traiter la MDC. On donne ci-après à titre d'exemple une opération typique utilisant un raffineur Black Clawson Twin Hydradisc de 711,2 mm. Un indicateur primaire utilisé pour surveiller l'intensité du raffinage de la matière cellulosique est la valeur du degré de raffinage, mesurée à l'aide d'un équipement d'essai et de procédures d'essai qui sont décrits dans TAPPI 227 "Freeness of Pulp", J. Casey, Pulp and Paper (1980). On a montré que le degré de raffinage est lié à l'état de surface et au gonflement de la fibre, qui agit sur le drainage. Lorsque le raffinage estprolongé au-delà de niveaux qui sont normalement pratiqués dans le mode classqiue de fabrication du papier, les dimensions des structures résultantes deviennent suffisamment petites pour qu'il se produise une inversion de valeurs de degré de raffinage, c'est-à-dire qu'on obtient des valeurs de degré de raffinage croissantes au lieu de valeurs décroissantes lorsque le raffinage se poursuit. Cette élévation anormale du degré de raffinage est désignée dans le présent mémoire par l'expression "fausse valeur du degré de raffinage". Dès que l'inversion se produit et que le raffinage est poursuivi par la suite, la valeur mesurée du degré de raffinage croit jusqu'à ce qu'on atteigne une valeur maximale d'environ 800. A ce stade, la matière raffinée a été rendue suffisamment souple et fine (de petites dimensions) pour qu'elle passe facilement avec l'eau à travers les perforations de la plaque perforée de l'appareil d'essai. En d'autres termes, la suspension se comporte comme si elle était constituée par de l'eau sans fibres d'un même volume total que l'échantillon contenant des fibres qui est mesuré. Ceci est la condition limite pour obtenir des données significatives à partir des mesures de degré de raffinage. Lorsque la suspension de cellulose atteint ce niveau mesuré de degré de raffinage, elle devient pratiquement stable; on veut dire par là qu'il ne se produit pas de ségrégation visible de la phase continue par rapport à la phase dispersée, même lorsque la suspension est laissée au repos pendant une période de temps raisonnable. L'examen des photomicrographies d'échantillons de fibres donne une indication sur le degré de fibrillation qui est assuré par le raffinage, relativement à la matière de départ. La figure 1 montre que la longueur de la fibre avant le raffinage est dans la plupart des cas d'au moins 1000 microns et que la largeur de la fibre est de un à deux microns. Ce qu'on a représenté sur la figure 2 est la structure de la fibre de blé qui résulte du processus de raffinage décrit à l'exemple 1, ci-dessous, à un grossissement de 100 fois. La figure 3 et la figure 4 montrent la fibre de blé à un grossissement de 250 fois et elles révèlent des détails concernant la fibre raffinée de la figure 4. Il ressort de la figure 2 et de la figure 4 que la fibre raffinée est fortement désassemblée. Il n'y a pas de trace de la structure quaternaire d'origine qu'on trouve dans la fibre avant le raffinage. Cette fibre a été désintégré par la période prolongée de raffinage et remplacée par un réseau de fibrilles ayant une surface spécifique très fortement augmentée. Ces fibrilles, vues au microscope optique, se présentent comme des brins filiformes très longs d'un diamètre extrêmement petit, du moins pour ceux qui sont visibles. La figure 5 montre la structure fibreuse d'une fibre de bois tendre à un grossissement de 100 fois avant le raffinage et révèle une longueur un peu plus longue (1000 à 3000 microns de longueur) et une plus grande largeur (deux à quatre microns de largeur) que la fibre de blé décrite plus haut. La figure 6 et la figure 8 montrent des structures de fibres de bois tendre raffiné qui semblent être très analogues à celles de l'échantillon de fibre de blé décrite plus haut. L'examen de microphotographies d'échantillons de fibres d'avoine permet de vérifier l'influence de la longueur des fibres de la matière de départ sur le degré de fibrillation obtenu par raffinage, comparativement aux matières de départ à fibres plus longues. La figure 9 montre que la fibre d'avoine avant le raffinage est d'entre 500 et 1000 microns en longueur et de deux à quatre microns en largeur. Les figures 10 et 12 montrent que la structure de la fibre d'avoine raffinée subit un désassemblage mais pas au degré des échantillons de bois tendre et de blé à longues fibres. on trouve dans la fibre avant raffinage des signes de la structure quaternaire d'origine. Un plus petit pourcentage de la structure de fibres d'avoine a été converti en un réseau de fibrilles. Ceci c'est traduit par la création d'une plus petite surface spécifique que celle qui se produit lorsqu'on raffine des matières à longues fibres. Ainsi que ceci ressortira de la description qui va suivre, la MDC est le résultat du désassemblage de la structure cellulosique par une manipulation essentiellement physique. En soi, la MDC se distingue des produits cellulosiques produits par une transformation chimique. Il ne se produit pas de modification chimique appréciable de la matière cellulosique de départ pendant le processus de raffinage qui est décrit dans le présent mémoire. Plusieurs autres paramètres ou propriétés, en supplément de le degré de raffinage, servent à caractériser la MDC. Un paramètre utile pour la caractérisation et la description de la MDC est le volume de sédimentation de dispersions aqueuses présentant différentes teneurs en solides après vingt-quatre heures de sédimentation. Le volume de sédimentation d'un échantillon de MDC se détermine en dispersant un poids connu de cellulose (base poids sec) dans une quantité connue d'eau, par exemple dans un cylindre gradué. Après un temps de sédimentation prescrit, on mesure le volume du lit de cellulose en suspension par rapport au volume total de la phase aqueuse continue. Le volume de sédimentation s'exprime sous la forme d'un pourcentage du volume total qui est représenté par le volume du lit. A partir de cette donnée, on peut déterminer la concentration des solides dans une dispersion aqueuse qui se traduit par un volume de sédimentation qui est de cinquante pourcent du volume initial et on peut utiliser cette concentration pour caractériser le produit. Les résultats de ces mesures sont indiqués au tableau 1. Certains paramètres ultrastructurels sont aussi importants dans cette caractérisation. Le bois tendre a fibrilles très longues possède la concentration de solides la plus basse pour 50 % de volume de sédimentationà 0,18 %. La fibre de blé intermédiaire est ensuite à 0, 23 %, et la fibre d'avoine, qui présente une fibrille très courte, est la plus élevée, à 0,87 %. Une caractéristique de la MDC consiste en ce qu'une suspension aqueuse de 1 % en poids possède un volume de sédimentation de plus de 50 % au bout de vingt-quatre heures. Exempte Matière Fausse valeur Viscosité à VoLume sédimenté Z de rétention d'eau numéro fibreuse de CSF (nt) 1.5Z en poids (cD) à 50Z 1 Blé 780 5860 0,23 1005 2 Bois tendre730 7850 0,18 1110 3 Avoine 810 1300 0,76 569 La rétention d'eau constitue un autre paramètre pour caractériser la MDC. Les valeurs de rétention d'eau sont déterminées en utilisant un appareil de filtration sous pression (modèle Baroid 301 pour les mesures de contrôle de la perte de fluide à basse pression, N.L. Baroid Corporation Houston, Texas, E.U.A) utilisé couramment pour évaluer les propriétés de fluides de perçage. Une quantité aliquote de 100 g d'une dispersion aqueuse de cellulose d'une concentration nominale de 4 à 8 % en poids/poids est chargée dans la chambre de la cellule filtrante, la chambre de la cellule est recouverte et soumise à une pression relative de 0,207 bar fournie par une source d'azote réglée. L'eau déchargée de la chambre de la cellule de filtration est collectée et la pression est maintenue pendant trente secondes après l'observation de la première décharge de gaz. La source d'azote est ensuite mise à l'arrêt et la collecte de l'eau déchargée est poursuivie jusqu'à ce qu'il se soit écoulé une minute ou jusqu'à ce que la décharge de gaz cesse, selon que l'un ou l'autre de ces événements est le premier à se produire. En principe, la technique utilise la filtration pneumatique, sous pression, pour éliminer l'eau interstitielle de la phase particulaire. Le volume d'eau exprimé est enregistré, ainsi que le poids du gâteau humide. Le gâteau humide est ensuite séché pendant seize heures à 95' centigrades ou jusqu'à ce qu'on ait enregistré un poids constant. La valeur de la rétention d'eau est calculée sous la forme du rapport entre (poids du gâteau humide moins poids du gâteau sec) et (poids du gâteau sec multiplié par 100). Cette technique donne une bonne estimation de la rétention d'eau capillaire et par absorption des solides de la cellulose en éliminant l'eau interstitielle des solides du gâteau. Le procédé est rapide (5 à 10 minutes) et hautement reproductible. La valeur de rétention d'eau de la MDC est, de façon caractéristique, d'au moins 350 % et de préférence d'au moins 500 %. On peut aussi utiliser la viscosité en tant que propriété caractérisante de la MDC. Les viscosités apparentes d'une dispersion aqueuse de 1,5 % en poids/poids d'échantillons de solides de la MDC ont été déterminées à l'aide d'un viscosimètre de Brookfield modèle DV-III en utilisant une broche SC4-16 avec un petit adaptateur de cellule dans plusieurs conditions de cisaillement (5 à 100 tr/min). Les échantillons ont été prédispersés par brassage à haute vitesse pendant trois minutes à 10 000 tr/min à l'aide d'un mélangeur du type rotor/stator (Omni International, modèle 1000). Les viscosités mesurées pour le produit raffiné final (la MDC) des trois exemples sont indiquées au tableau 1. Le produit à base de fibres de bois tendre présentaient une viscosité d'environ 8 000 centipoises à une vitesse de broche de 100 tr/min. Le produit à base de fibre de blé blanc avait une viscosité d'environ 6 000 et la fibre d'avoine une viscosité d'environ 1300 dans les mêmes conditions de mesure que pour la fibre de bois tendre. Il semble que la largeur de la gamme des viscosités mesurée est principalement due aux différences observées sur la longueur des fibrilles et d'autres caractéristiques ultrastructurales des matières de départ. On devrait comprendre que les mesures de viscosité ci- dessus exécutées sur des dispersions de MDC sont exécutées sur un mélange hétérogène (un ensemble de particules interactives suspendues dans un milieu fluide). La mesure de viscosité est normalement appliquée à des systèmes homogènes. En raison de la nature hétérogène du mélange, il se produit un certain degré de distorsion mécanique dans le mélange autour de la broche tournante utilisée pour déterminer les forces des contraintes de cisaillement développées dans le mélange. Les mesures de cisaillement/contrainte de cisaillement sont en conséquence dépendantes du temps et de l'historique. La mesure ne donne donc pas en soi une viscosité vraie au sens classique mais elle produit plutôt une mesure reproductible qui s'est révélée utile pour caractériser le degré de micro-dimensionnement et pour décrire la mise en oeuvre de l'invention. La puissance consommée pour le raffinage de la MDC de la façon décrite dans le présent mémoire varie entre environ 1,1 et environ 5,5 kilowattsheures par kilogramme de MDC (base poids sec) et les temps de raffinage varient de deux à huit heures, selon la matière cellulosique à traiter. Ceci est considérablement inférieur à la demande de puissance de la cellulose microfibrillée, comme indiqué par Turbak et al dans le brevet des E.U.A. n' 4 483 743. Sur la base de cinq à dix passages d'une dispersion aqueuse à 1 % de solides de MFC à travers un homogénéiseur à 80 % de rendement à une pression relative de 552 bar, la demande d'énergie varie de 9,7 à 19,2 kilowatts-heures par kilogramme de MFC. Les exemples suivants sont donnés pour décrire plus en détail la préparation de la MDC conformément à l'invention. Ces exemples sont destinés à illustrer l'invention et non pas à la limiter. EXEMPLE 1 On a mélangé de la fibre de blé blanc qui n'avait jamais été séchée avec 8289 litres d'eau dans un hydrobatteur (Black Clawson modèle 4-SD-4 avec entraîneur n' 45) pour préparer une pâte à 4,5 % poids/poids de solides. La fibre de blé blanc utilisée dans cet exemple est un produit fibreux raffiné qu'on trouve dans le commerce, qui est dérivé de la balle de blé blanchie qu'on se procure auprès de Watson Foods Company, West Haven, CT, E.U.A.. Le produit de blé blanc était obtenu sous la forme d'une nappe fibreuse ayant une teneur nominale de 40 % en poids/poids de solides non volatils. Le produit s'est révélé être d'une teneur totale de 98 % en fibres comestibles à l'essai par le procédé Prosky. La dimension de particules, par examen microscopique, indiquait une population largement hétérogène de minces cellules de sclérenchyme en aiguilles variant, en grande dimension/petite dimension, entre 500 et 1000/10 à 20 microns avec un petit nombre de cellules de parenchyme interdispersees de 200/50 microns. Après battage de la pâte pendant vingt minutes à la température ambiante, la pâte a été transférée à une cuve de retenue à double paroi d'eau pour être répétitivement passée à travers un raffineur Black Clawson Twin Hydradisc. Le raffineur de cet exemple est une unité à deux disques de 711,2 mm de diamètre entraînée par un moteur de 250 CV. Les plaques du raffineur montées sur les disques sont faites de Sharloy (acier au nickel trempé). Les plaques de raffineuru n'étaient pas équipées de digues. Les faces des plaques particulières du raffineur qui étaient utilisées dans ce raffineur sont composées de barres et de rainures alternées orientées de telle manière que les barres des plaques adjacentes du raffineur (dont l'une est statique et l'autre rotative) se déplacent l'une par rapport à l'autre avec un effet de ciseaux qui se produit lorsque les barres d'une des plaques opposées face à face passent au droit de celle de l'autre plaque. Les trois dimensions critiques de ces barres et rainures sont la largeur des barres, la largeur des rainures et la profondeur des rainures. Pour cette unité particulière, ces dimensions étaient respectivement de 3,18 mm, 6,35 mm et 4,76 mm (ce qui s'exprime par 2,4,3 par convention chez Black Clawson). Les plaques de raffineur prévues sur le disque tournant se déplacent à 713 tours par minute. Avec une périphérie extérieure du disque de raffineur située à 336,55 mm de l'axe de l'arbre d'entraînement, ceci correspond à une vitesse périphérique d'environ 1493,52 mètres par minute. La pâte était mise en circulation continue à un débit d'environ 946,2 litres par minute à travers le raffineur et renvoyée à ce même débit à la cuve de retenue. Le passage de la suspension de cellulose à travers le raffineur se produit de manière & obtenir des débits égaux sur les deux côtés du disque tournant. Un disque du raffineur est fixe tandis que l'autre est coulissant. Ceci permet de régler la distance entre les disques adjacents. Dans la position entièrement ouverte (qui est habituelle au démarrage ou à l'arrêt) les disques sont espacés de 44,45 mm. Pendant le raffinage, les disques sont espacés d'une distance de l'ordre de 0,025 à 0,051 mm. Plutôt que de régler la fente entre les disques sur un espacement spécifique, on utilise la valeur de l'ampérage du moteur entraînant le raffineur pour établir l'espacement. La procédure au démarrage consiste à déplacer les disques de la position entièrement ouverte à une position plus rapprochée, dans laquelle la lecture de l'ampérage croît jusqu'à atteindre 310 ampères. A ce stade, le moteur développe sa puissance maximum. Dès que ce point est atteint, on accroît la contre-pression exercée sur le raffineur en fermant la vanne intercalée dans la conduite qui renvoie la pâte du raffineur au réservoir de retenue. La contre-pression est normalement élevée d'une valeur initiale d'environ 0,97 bar à une valeur finale d'environ 2,42 bar. Lorsque la contre- pression est augmentée sans réglage de la position du disque coulissant, l'ampérage tiré par le moteur retombe à environ 260 ampères. Avec la contre-pression réglée à 2,42 bar, on règle le disque coulissant pour rapprocher les disques l'un de l'autre jusqu'à ce que le moteur tire la valeur désirée de 310 ampères. Lorsque ceci a été obtenu, on ne procède pas à de nouveau réglage du disque coulissant, sauf si l'ampérage du moteur tombe notablement. Ceci peut se produire lors de la progression du raffinage si certaines propriétés de la pâte se modifient notablement. Dans ce cas, on déplace le disque coulissant pour réduire la fente entre les disques, soit jusqu'à ce qu'on obtienne de nouveau l'ampérage désiré, soit jusqu'à ce que les disques commencent à grincer. Il convient d'éviter le grincement parce qu'il est indicatif d'une usure excessive des disques et qu'il conduit à des coûts élevés de remplacement des plaques du raffineur. Un mélangeur du type à vanne logé dans le réservoir de retenue mélangeait continuellement le contenu pendant le raffinage. On entretenait une contre-pression de 2,35 bar dans la conduite de retour allant de la sortie du raffineur au réservoir de retenue. L'opération de recyclage s'est poursuivie pendant environ six heures, pendant lesquelles le degré de raffinage de la pâte est passé d'une valeur initiale de 190 à une "fausse" valeur finale de 780 ml. Pendant le raffinage, la température de la pâte s'est élevée d'une valeur initiale de 17,8 C à une valeur finale de 87,8 C. L'ampérage tiré par le moteur de 250 CV du raffineur est passé d'une valeur initiale de 310 ampères à une valeur de 290 ampères à la fin du raffinage. La puissance fournie au raffineur était d'environ 2,6 kilowatts-heures par kilogramme de fibre raffinée traitée (base poids sec). Le produit résultant est caractérisé au tableau 1. EXEMPLE 2 Une fibre de bois tendre, sèche, utilisée dans cet exemple, a été obtenue auprès de Stora Forest Industries, Ltd, Port Hawkesbury, Nouvelle Ecosse, Canada, sous la forme d'une pâte au sulfite blanchie. Elle était dérivée d'espèces à bois tendre (sapin baumier et spruce noir ou blanc). On a indiqué que la séquence de blanchiment était (D70 + D70) E (DE) D. Le pourcentage de cendres (TAPPI 211 et 85) est de 0,6 % et le CFS de 600. Les fibres individuelles dispersées paraissaient être d'un diamètre de 20 à 25 microns et variaient entre un et trois mm pour la longueur, la fibre moyenne étant de 25 microns par 2 mm. Des feuilles de fibres sèches de bois tendre (Storafite 01-620972) ont été mélangées à 7873 litres d'eau dans le même hydrobatteur que celui utilisé à l'exemple 1 pour obtenir une pâte à 3,7 % de solides. Après battage de la pâte pendant vingt minutes à la température ambiante, cette pâte a été transférée à la cuve de rtenue, puis on l'a fait passer répétitivement à travers le même raffineur Black Clawson que celui utilisé à l'exemple 1. La pâte était mise en circulation à travers le raffineur et renvoyée à la cuve de retenue à un débit d'environ 946 litres par minute. Un mélangeur du type à vanne mélangeait continuellement le contenu de la cuve de retenue pendant le raffinage. Une contre-pression de 2,3 bar était entretenue dans la conduite de retour allant de la sortie du raffineur à la cuve de retenue. L'opération de recyclage s'est poursuivie pendant environ six heures, pendant lesquelles le degré de raffinage de la pâte est passé d'une valeur initiale de 620 à une valeur finale ("fausse valeur") de 730 ml. Pendant le raffinage, la température de la pâte s'est élevée d'une valeur initiale de 17,8 C à une valeur finale de 62,2'C. L'ampérage tire par le moteur de 250 CV du raffineur a varié de 310 ampères au début à 290 ampères à la fin du raffinage. La puissance consommée par le raffineur était d'environ 5,29 kilowatts-heures par kilogramme de fibres raffinées traitées (base poids sec). EXEMPLE 3 De la fibre d'avoine sèche (type Williamson 9780) a été mélangée directement avec 3993 litres d'eau dans la cuve de retenue du raffineur pour obtenir une pâte à 7,86 % de solides. La fibre d'avoine sèche utilisée dans cet exemple est un produit fibreux raffiné qu'on trouve dans le commerce, dérivé de balle d'avoine blanchie (provenance Opta Food Ingredients, Inc, à Cambridge, MA, E.U.A.). Le produit désigné par Better Basics TM Type 780 est dit être composé de 98 % de fibres de régime total par la méthode Prosky. Il était fourni sous la forme d'une poudre sèche, de couleur brun clair qui a été facilement réhydratée dans la cuve du raffineur avant le raffinage. La dimension des particules était telle que 98 % en poids passaient à travers un tamis à mailles de 0,97 mm en utilisant un tamis de la marque Alpine Airjet Sieve. L'examen microscopique a montré des particules largement composées de cellules de fibres en dispersion hétérogène présentant des dimensions grand axe/petit axe de 100 à 600/10 à 40 microns. Contrairement au blé et au bois tendre, l'avoine représente une structure à fibres relativement courtes. L'état déjà finement divisé de la fibre d'avoine a apporté la possibilité d'éliminer la phase de passage à l'hydrobatteur. La pâte a été raffinée dans la même unité Black Clawson que celle utilisée dans les deux exemples précédents. La pâte était mise en circulation à un débit d'environ 946 litres à la minute à travers le raffineur et était renvoyé à la cuve de retenue. Un mélangeur du type à vanne logé dans la cuve de retenue mélangeait continuellement le contenu pendant le raffinage. La contre-pression entretenue dans la conduite de retour revenant de la sortie du raffineur à la cuve de retenue variait de 2,35 à 2,14 de pression relative. L'opération de recyclage a été poursuivie pendant deux heures et quarante minutes, période pendant laquelle le degré de raffinage de la pâte est passé d'une valeur initiale de 310 à une "fausse" valeur finale de 810 ml. Pendant le raffinage, la température de la pâte s'est élevée d'un niveau initial de 18,3'C à un niveau final de ,6'C. L'ampérage tiré par le moteur de 250 CV du raffineur est passé d'une valeur initiale de 310 ampères à une valeur de 260 ampères à la fin du raffinage. La puissance consommée par le raffineur était d'environ 1,1 kilowatt-heure par kilogramme de fibres raffinées traitées (base poids sec). Bien que certains modes préférés de l'invention aient été décrits et pris pour exemples ci-dessus, l'invention ne doit pas être considérée comme limitée à ces modes de mises en oeuvre mais diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir du domaine ni du principe de l'invention, qui sont définis dans les revendications annexées. R E V E N D I CATIONS 1. Procédé pour préparer de la cellulose micro- dimensionnée caractérisé en ce qu'on fait passer répétitivement une suspension liquide de cellulose fibreuse à travers une zone de haut cisaillement, ladite zone étant définie par deux surfaces opposées face à face, l'une desdites surfaces tournant par rapport à l'autre, dans des conditions et pendant un temps suffisants pour rendre ladite suspension pratiquement stable et pour conférer à ladite suspension un degré de raffinage qui présente un accroissement régulier avec la répétition des passages de ladite cellulose à travers ladite zone de haut cisaillement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait passer ladite suspension à travers une zone de haut cisaillement définie par des surfaces de disques opposées face à face d'un raffineur à deux disques. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite suspension contient 2 à 10 % en poids de cellulose. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite suspension est une suspension aqueuse. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite suspension liquide est maintenue à une température élevée non supérieure à 93,3 C. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une contre-pression d'au moins 2,07 bar de pression relative est exercée sur ladite suspension liquide dans ladite zone de haut cisaillement. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite suspension liquide de matière cellulosique fibreuse préparée en battant des feuilles de cellulose dans un hydrobatteur en presence dudit liquide. 8. Cellulose micro-dimensionnée, caractérisée en ce qu'elle est préparée en faisant passer répetitivement une suspension liquide de cellulose fibreuse à travers une zone de haut cisaillement, ladite zone étant définie par deux surfaces opposées face à face, l'une desdites surfaces tournant par rapport à l'autre, jusqu'à ce que ladite suspension de cellulose soit rendue sensiblement stable et possède un degré de raffinage qui présente un accroissement régulier avec la répétition des passages à travers ladite zone de haut cisaillement, ladite cellulose micro- dimensionnée ayant un volume de sédimentation supérieur à 50 %, déterminé sur la base de 1 % en poids de suspension dans l'eau, après vingt-quatre heures, et une valeur de rétention d'eau supérieure à environ 350 %. 9. Cellulose micro-dimensionnee selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle est présentée sous la forme d'une suspension aqueuse. 10. Cellulose micro-dimensionnée selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle possède une valeur de rétention d'eau supérieure à 500 %. 11. Cellulose micro-dimensionnée selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle possède un degré de raffinage supérieur à 300.