Le Lyocell : Une fibre de cellulose durable et résistante pour la mode et l'industrie

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Le lyocell est une fibre artificielle dérivée de la cellulose, commercialisée aux États-Unis sous le nom de Tencel. Produite par une technique de filage par solvant, la cellulose reste chimiquement inchangée, ce qui confère au tissu une résistance exceptionnelle. Sa polyvalence s'étend des filtres automobiles, cordes et produits abrasifs aux bandages, équipements de protection et, surtout, aux vêtements féminins.

Historique

Les textiles à base de cellulose remontent au milieu du XIXe siècle, mais la production commerciale a débuté en 1889. Le chimiste suisse George Audemars a obtenu un brevet anglais en 1855 pour une soie artificielle fabriquée à partir d'écorce de mûrier. Il a imité la méthode du ver à soie en dissolvant les fibres internes de l'écorce, puis en formant des fils grâce à une technique d'aiguillage. Le chimiste anglais Joseph W. Swan a affiné le procédé d'Audemars, forçant la solution à travers de fines ouvertures pour créer des filaments destinés aux lampes électriques. Bien que Swan ait présenté un tissu en cellulose en 1885, celui-ci n'a pas suscité d'intérêt.

Le chimiste français le comte Hilaire de Chardonnet a fait une percée en 1889 en présentant la « soie artificielle » — plus tard connue sous le nom de rayonne — à l'Exposition de Paris. Une usine à Besançon, en France, a ouvert ses portes en 1891, propulsant la rayonne dans la mode grand public. Aux États-Unis, l'American Viscose Company, une filiale de Samuel Courtaulds & Co., a commencé la production de rayonne en 1910, posant les bases de ce qui deviendra Courtaulds PLC (aujourd'hui Accordis Fibers).

Le XXe siècle a vu des avancées rapides dans les fibres artificielles. L'acétate a fait ses débuts en 1924, le nylon en 1939, et l'acrylique et le polyester dans les années 1950. Contrairement aux polymères synthétiques dérivés de la pétrochimie, la rayonne, l'acétate et le lyocell sont à base de cellulose — souvent étiquetés « fibres naturelles », bien qu'ils nécessitent un traitement industriel.

À la fin des années 1970 et au début des années 1980, Courtaulds Fibres et American Enka ont été pionniers d'une méthode de filage par solvant qui a simplifié et écologisé le procédé. La rayonne conventionnelle, une fibre de cellulose régénérée, exige de multiples étapes — conversion de la cellulose en xanthate, dissolution dans de la soude caustique, puis régénération. Le filage par solvant, en revanche, utilise un amine oxide non toxique qui est entièrement recyclé, réduisant considérablement l'impact environnemental. Le lyocell a fait son entrée sur le marché américain en 1992 sous la marque Tencel, et le nom générique « lyocell » a été adopté en 1996. Lenzing AG, une entreprise autrichienne, a rejoint le marché après avoir acquis l'activité rayonne d'American Enka en 1992.

Matières premières

L'ingrédient principal est la cellulose, un polymère naturel présent dans toutes les cellules végétales, et la source primaire du coton, du chanvre et du lin. Pour le lyocell, la cellulose est extraite de pâte de bois dur — généralement du chêne et du bouleau — cultivés dans des fermes gérées impropres à d'autres cultures. Le procédé utilise un solvant amine oxide et de l'eau, avec des agents de finition tels que du savon ou des lubrifiants silicones. Les tissus en lyocell sont teints avec des colorants compatibles avec le coton et la rayonne.

Le processus de fabrication

Préparation de la pâte de bois

• 1. Les arbres à bois dur destinés au lyocell sont abattus, transportés à l'usine, coupés en longueurs de 6,1 m et écorcés à l'aide de jets d'eau à haute pression. Les bûches sont transformées en copeaux de la taille d'un timbre-poste, puis introduits dans des digesteurs chimiques qui les ramollissent en pâte humide. La pâte subit un lavage, un blanchiment optionnel, un séchage en feuilles épaisses, et est enroulée sur d'immenses bobines pesant jusqu'à 227 kg.

Dissolution de la cellulose

• 2. À l'usine de lyocell, les feuilles de cellulose sont déroulées, découpées en morceaux de 2,5 cm, et chargées dans un récipient chauffé sous pression contenant de l'amine oxide.

Filtrage

• 3. La cellulose se dissout en une solution claire après un bref trempage. La solution est filtrée pour s'assurer que toutes les particules sont entièrement dissoutes.

Filage

• 4. La solution filtrée est pompée à travers des filières — dispositifs percés de multiples trous minuscules ressemblant à une pomme de douche — créant de longs brins de fibre. Ces brins sont immergés dans un bain d'amine oxide dilué pour les solidifier, puis lavés à l'eau déminéralisée.

Séchage et finition

• 5. Les fibres entrent dans une chambre de séchage où l'eau s'évapore. Elles sont ensuite traitées avec un lubrifiant (savon, silicone ou autre) servant d'agent démêlant, facilitant le cardage et le filage ultérieurs.

Étapes finales

• 6. Les fibres séchées forment un tow — un faisceau continu de filaments sans torsion. Le tow est crêpé pour ajouter de la texture, cardé pour aligner les brins, coupé et mis en balles pour l'expédition vers les filatures. L'ensemble du processus, de la cellulose brute à la fibre en balles, prend généralement environ deux heures.

Récupération du solvant

• 7. L'amine oxide est récupéré et réutilisé. La solution diluée est évaporée pour éliminer l'eau, puis le solvant est réinjecté dans le récipient sous pression. En général, 99 % du solvant est récupéré.

Contrôle qualité

La production de lyocell s'effectue dans une poignée d'usines à la pointe de la technologie dans le monde. Des systèmes informatiques sophistiqués surveillent en permanence la ténacité des fibres, la couleur, le denier (diamètre de la fibre), l'allongement, le taux d'humidité et les niveaux d'application de finition. Ces systèmes détectent également les blocages des filières qui produisent des filaments « déchets », garantissant que seules des fibres de haute qualité atteignent le marché.

Sous-produits et déchets

La fabrication du lyocell ne génère aucun sous-produit nocif et est nettement moins toxique et gaspilleuse que les autres fibres cellulosiques. La source de cellulose provient d'arbres récoltés durablement dans des fermes gérées, et le solvant amine oxide est non toxique et presque entièrement recyclé, empêchant toute libération dans l'environnement. Les tissus obtenus sont naturellement biodégradables. Par rapport aux autres fibres artificielles, la production de lyocell consomme moins d'eau et d'énergie, renforçant ses atouts écologiques.