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Revitaliser l’industrie des pâtes et papiers, une usine à la fois

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Les usines de pâtes et papiers font partie intégrante de l'économie canadienne depuis les années 1800. Des villes et des collectivités entières se sont développées autour d'elles. En raison de l'essor des technologies numériques, combiné aux défis rencontrés par l'industrie (nouvelles classes de pâtes et papiers, intégration de technologies propres, taxes sur le carbone et utilisation de nouveaux combustibles), les usines luttent pour demeurer concurrentielles. Or, ces défis suscitent aussi beaucoup de nouvelles possibilités. Le partenariat de FPInnovations avec CanmetÉNERGIE, de  Ressources naturelles Canada, renverse la tendance en permettant aux usines de collaborer à des études intégrées d'optimisation de l'énergie afin de maximiser l'efficacité, d'accroître la vente d'énergie verte et de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES). Les résultats sont incroyables.

En seulement cinq ans, le partenariat a recensé un potentiel d'économie d'énergie et de production d'énergie supplémentaire de 55 millions de dollars dans 15 usines situées dans sept provinces. Comment? L'équipe de CanmetÉNERGIE et son catalogue d'outils (analyse de données avancée,
logiciels exclusifs, etc.) travaille avec l'équipe de scientifiques et d'experts des pâtes et papiers de FPInnovations pour analyser et modéliser la façon dont l'énergie est utilisée et produite dans les usines et chercher des possibilités de récupérer et de mieux utiliser la chaleur ainsi qu'à réduire lanécessité d'achat de carburant. En retour, la vapeur économisée peut servir à produire de l'électricité pour vendre au réseau.

« Notre travail avec CanmetÉNERGIE sur l'optimisation intégrée de l'énergie est un vecteur de changement dans la collaboration avec l'industrie », explique Jean Hamel, vice-président, Industrie et relations avec les membres, de FPInnovations. « Les revenus supplémentaires obtenus grâce à une production accrue d'électricité sont au coeur de ces efforts. » Les autres avantages découlant de la réduction de consommation de combustibles fossiles et de l'optimisation générale des usines incluent la réduction des émissions de GES, qui favorise la transition vers une économie à faibles émissions de carbone.

« Renforcer l'industrie canadienne des pâtes et papiers est une priorité pour Ressources naturelles Canada », affirme Éric Soucy, directeur, Optimisation des systèmes industriels pour CanmetÉNERGIE. « S'associer à FPInnovations comme partenaire stratégique pour réaliser des gains énergétiques importants et la réduction associée d'émission des GES tout en améliorant la productivité est au coeur du positionnement des entreprises au sein de la bioéconomie. »

Lors de la phase de réalisation des projets, les visites de sites sont un aspect essentiel pour analyser les pratiques opérationnelles uniques de chaque usine et permettre à FPInnovations d'établir un plan d'action adapté au client, qui tient compte de l'ensemble des systèmes énergétiques plutôt que des éléments individuels.

« Une composante clé de l'approche consiste à entretenir des liens très étroits et fréquents avec les usines partenaires tout au long du processus, pour leur offrir ce dont elles ont besoin », explique Douglas Singbeil, gestionnaire de secteur, Bioproduits. « Il ne s'agit pas simplement de faire une étude  et de livrer le rapport final. Nous établissons une feuille de route que les usines suivront la mise en oeuvre de nos recommandations et continuons le suivi en fournissant des conseils supplémentaires. »

Cette méthode particulière permet à FPInnovations de travailler de façon globale en faisant participer tous les départements des usines, y compris la comptabilité, pour que les avantages financiers soient captés sur le bilan financier de l'établissement, entraînant chez la direction des attentes réalistes. Travailler directement avec le personnel des opérations pour les former à reconnaître et à appliquer les possibilités d'épargne et de génération de revenus est une autre caractéristique unique du programme.

La diversification des revenus des usines dans leur nouveau rôle de fournisseurs d'énergie verte renouvelable, en plus du virage vers une industrie à faibles émissions, améliore la perception traditionnelle de l'industrie des pâtes et papiers. Faciliter la transition des usines vers la bioindustrie est l'objectif commun de FPInnovations et de CanmetÉNERGIE, et contribuera à assurer la prospérité des usines de pâtes et papiers pour les générations à venir.

NOUVELLE NORME INTERNATIONALE (ISO 20494) SUR LA STABILITÉ DU PAPIER

Jusqu'à récemment, ISO 97106 était la seule norme internationale qui spécifiait les exigences en matière de permanence du papier; elle excluait toutefois les produits de pâte mécanique et à haut rendement et la plupart des pâtes recyclées.

Pour répondre à la demande du marché, le Canada, par l'entremise de FPInnovations, a entrepris de développer une norme ISO spécifiant les exigences de stabilité du papier pour des applications graphiques générales. Une étude inter-laboratoires internationale sur le vieillissement accéléré du papier a démontré que les propriétés mécaniques et optiques étaient peu affectées durant un entreposage prolongé, comme démontré par des recherches s'étendant sur 20 ans.

Publiée en décembre 2017, la nouvelle norme ISO 20494 : Papier — Exigences pour évaluer la stabilité pour les applications graphiques générales, ouvre des possibilités pour les producteurs de pâtes mécaniques et à haut rendement et les fabricants de papier à l'échelle mondiale pour le développement et la vente de produits contenant de la fibre mécanique et recyclée. Ses avantages : performance améliorée, coûts de production réduits, durabilité accrue et empreinte environnementale réduite.

TIRER PROFIT DE LA DEMANDE CROISSANTE POUR DES PRODUITS D'EMBALLAGE CONCURRENTIELS ET ÉCOLOGIQUES

L'utilisation de pâte thermomécanique (PTM) dans les grades de papier en demande croissante et de plus grande valeur constitue un défi de taille pour nos membres. Les grades de papier servant aux sacs bruns utilisés pour l'emballage d'aliments (traditionnellement fabriqués de pâte kraft non blanchie ou de fibres recyclées) sont une bonne occasion d'utiliser la PTM. La connaissance et les technologies de FPInnovations sur le raffinage de la pâte ont été appliquées pour améliorer les propriétés de résistance de la PTM.

« Les activités de recherche lancées par FPInnovations en consultation avec ses membres pour des papiers d'emballage à base de PTM améliorée offrent une occasion unique de tirer profit de la demande croissante de produits d'emballage concurrentiels et écologiques, » souligne Balázs Tolnai, président du CCP Papier, emballage et produits de consommation et directeur général de la technologie chez Kruger. « Ces activités servent aussi à soutenir la transformation des activités de nos membres. »

Grâce aux essais en usine, FPInnovations démontre à ses membres comment produire ces nouveaux grades de papier d'emballage et effectuer des essais de conversion pour ajouter des propriétés barrière élevées et autres fonctionnalités aux papiers en les laminant de papier d'aluminium ou d'une pellicule plastique. FPInnovations élabore aussi des technologies pour produire des fibres de pâte mécanique ayant des propriétés de résistance proches de celles des fibres de pâte kraft.

DES COPEAUX À LA PÂTE : OPTIMISER LA LIGNE DE TRI DE LA FIBRE

Le groupe de mise en pâte chimique de FPInnovations collabore étroitement avec l'industrie des pâtes et papiers depuis 25 ans, développant une abondance de connaissances, technologies et outils. L'équipe détient maintenant des solutions uniques pour optimiser les procédés de la ligne de tri de fibreet réduire les coûts de production des usines.

Une vérification de la ligne de tri de la fibre analyse l'ensemble du processus de fabrication de la pâte, souvent la première étape pour recenser les problèmes qui touchent la productivité, les coûts ou la qualité. « L'objectif est de s'assurer que les processus fonctionnent de manière optimale, ce qui maximise la capacité opérationnelle et la qualité du produit », indique Theodore Radiotis, chercheur principal – Production de fibre. Optimiser la « capacité de mise en pâte » nécessite une approche holistique, inclutant : qualité idéale de bois et copeaux, taux de délignification, usage d'additifs, rendement en pâte non blanchie, résistance et blanchiment.

L'usine pilote et le laboratoire, situés au Québec, simulent les opérations de mise en pâte afin de cerner les problèmes et établir des conditions optimales. Avec ses technologies sous licence (blanchiment presque neutre et PapriloxMC), FPInnovations peut appuyer les usines dans leur mise en oeuvre à grande échelle, permettant d'atteindre des économies annuelles de 0,5 à plus de 1 million $.

POUR UN BON FONCTIONNEMENT DES USINES DE PAPIER

En 2002, FPInnovations inaugurait son appareil à tester les rouleaux ou RTF (Roll testing facility) à Pointe-Claire (Québec), pour diagnostiquer les problèmes de rendement des rouleaux de papier. Près de 16 ans et 3000 rouleaux plus tard, le RTF peut maintenant tester tout matériau flexible en rouleau, du carton au papier à usage sanitaire et même aux feuilles d'aluminium.

Les défauts de structure des rouleaux peuvent considérablement réduire l'efficacité, la satisfaction de la clientèle et le bénéfice du fabricant. Par une analyse exhaustive de l'uniformité de la bobine et de la structure du rouleau, le RTF peut déterminer la source des problèmes des presses à imprimer et des chaînes de transformation associés à la feuille. « Le RTF offre un ensemble unique de services et d'outils pour diagnostiquer des problèmes complexes persistants et en déterminer la source », explique Frédéric Parent, gestionnaire de recherche, groupe Performance de la feuille. Déceler des secteurs problématiques et fournir des mesures correctrices aideront les usines à répondre aux plaintes et réclamations coûteuses des utilisateurs.

Seul du genre en Amérique du Nord, le RTF dessert des usines du Canada, des États-Unis, d'Asie et d'Europe. « Peu importe le client, un produit de qualité supérieure, un minimum de rejets et une feuille uniforme sont trois éléments que le RTF peut contribuer à atteindre », explique Frédéric. « Les économies réalisées par une efficacité accrue peuvent représenter des millions de dollars par année pour une machine à papier type ».

Rouleau après rouleau, le RTF a permis d'améliorer le bénéfice des usines par une efficacité accrue, une augmentation des ventes ou une réduction des casses.


Source : FPInnovations

 

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