Vous aurez au moins une fois feuilleté un livre ancien, peut-être ayant appartenu à nos grands-parents ou même avant : l’aspect des pages n’est plus le même. C’est surtout la couleur du papier qui attire le regard, ce qui il jaunit avec le temps : les macromolécules qui le composent changent en effet chimiquement au fil du temps. En particulier, le cellulose – le composant principal du papier – subit des réactions dans l’air oxydation qui conduisent à la formation de nouveaux composés chimiques capable d’absorber la lumière visible, faisant ainsi apparaître la surface jaune ou brunâtre. Si le ligninecomme pour les journaux, le jaunissement se produit plus rapidement car cette substance est encore plus sensible à l’oxydation. Surtout s’ils sont stockés de manière inappropriée, par exemple dans des environnements très humides, ces processus de « vieillissement » peuvent se produire beaucoup plus rapidement, mettant à mal la structure même du papier et de notre livre.
Qu’arrive-t-il au papier lorsqu’il jaunit : cellulose et lignine
Le document est principalement composé de celluloseun polymère naturel constitué d’unités glucose liées entre elles. À mesure que le papier vieillit, la cellulose réagit lentement avec l’oxygène de l’air. Ce processus de oxydation il modifie la chimie de la cellulose conduisant à une structure moléculaire différente de la précédente. La présence d’un nouvel arrangement de liaisons chimiques, dont certaines se rompent et d’autres sont créées au cours du processus d’oxydation, conduit à la formation de nouveaux groupes chimiques – appelés chromophores – provoquant un interaction différente avec la lumière. Alors que la cellulose d’abord ça n’a pas absorbé lumière visible apparaissant blanc à nos yeux maintenant en absorbe une certaine partie comme changer d’apparence et assumer le nuances de jaune. En termes techniques, on dit que la formation des chromophores déplace le spectre d’absorption vers le visible et… boum ! Le livre que nous aimions étant enfants nous semble désormais incroyablement vieux.
Tous les papiers ne sont pas identiques. Beaucoup produits bon marché ils sont obtenus avec des procédés mécaniques qui en laissent une quantité importante dans les pâtes lignineun autre polymère naturellement présent dans le bois des arbres. La lignine est chimiquement plus réactif que la cellulose: s’oxyde plus facilement et produit des composés colorés, accélérant le jaunissement. Une teneur plus élevée en lignine est en effet associée à un moins de stabilité du papier dans le tempsexpliquant pourquoi les journaux jaunissent en quelques mois, alors que les livres imprimés sur du papier de meilleure qualité restent clairs pendant des décennies.
Pas seulement de l’oxygène : la lumière et l’humidité
L’oxygène de l’air est le principal « coupable » du jaunissement du papier, mais il n’agit pas toujours seul. Si le papier est également exposé au soleil, cela peut contribuer à réactions de photo-oxydation Que ils accélèrent le processus de jaunissement dû à la production de chromophores.
Parallèlement au changement de teinte, au cours du vieillissement du papier peut se produire réactions d’hydrolyseen raison de la présence d’eau, comme son nom l’indique. L’humidité de l’air entraîne clivages des liaisons cellulosiquesavec perte de résistance mécanique en plus du changement de couleur. Ce phénomène peut être significativement accentué par la présence d’acides. Certains types de papier peuvent contenir résidus acides présents dans les feuilles de papier elles-mêmes, surtout les plus anciennes, provenant de processus de production ou de molécules colorantes, qui abaissent localement le pH : l’environnement plus acide ne fait que accélérer l’hydrolyse des liaisons cellulosiques et par conséquent la fragilisation du papier lui-même.
C’est pour cette raison que dans les archives historiques les documents sont stockés dans des environnements contrôlés : moins de lumière, moins d’humidité. En substance, bien tenir un livre préserver son aspect d’origine n’est pas seulement important, c’est crucial.