Les colorants sont utilisés dans la fabrication du papier pour fournir la bonne teinte de papier ou pour produire des papiers colorés, mesuré par la valeur L*a*b*.
En plus de contrôler soigneusement le dosage du colorant pour atteindre la couleur cible, il est important de choisir un colorant qui ne saigne pas, ne varie pas avec le pH ou la chaleur, est sûr à manipuler, est conforme à la réglementation (par exemple pour les grades en contact avec les aliments) et ne se décolore pas à l'exposition à la lumière (appelée résistance à la lumière). Vous avez probablement remarqué que lorsque vous retirez des œuvres d'art réalisées avec du papier de construction, les couleurs s'estompent, même à l'intérieur. La résistance à la lumière des encres d'impression est importante aussi pour les produits imprimés tels que les affiches, les panneaux publicitaires et autres produits imprimés exposés au soleil. Vous avez peut-être remarqué que les encres rouges s'estompent plus rapidement que les encres bleues ou jaunes, comme le montre cette affiche pour Canadien Pacifique. En effet, les colorants rouges absorbent beaucoup mieux la lumière de courte longueur d'onde et de haute énergie dans la région UV que d'autres couleurs telles que le jaune et le bleu, et la lumière absorbée peut accélérer la dégradation de plusieurs molécules de colorant. L'histoire du développement de colorants et d'encres rouges résistants à la lumière a une histoire fascinante qui remonte à plus de deux mille ans, comme je l'ai récemment appris en voyageant au Pérou !
Lors d'une randonnée dans le canyon de Colca, notre guide local a attiré notre attention sur ce qui ressemblait à de la poudre blanche sur des coussinets de cactus de figue de Barbarie près du sentier. En fait, ce type de dommage est causé par un petit insecte appelé cochenille, un parasite qui vit à la surface des coussinets. Les femelles adultes, d'environ 6 mm de long, utilisent leur bouche pour s'accrocher et se maintenir sur les coussinets, y restant pour le reste de leur vie (3 à 4 mois), mangeant, grossissant et produisant des œufs tout en fabriquant une cire gris blanchâtre qui enrobe leur corps et les empêche de se dessécher. Leur liquide corporel, appelé hémolymphe, est d’un riche rouge cramoisi, composé d'environ 20 % d'acide carminique, responsable de la couleur rouge. Pour le démontrer, notre guide a enlevé l'un des insectes et l'a écrasé dans sa main, produisant une tache rouge.
Plus tard durant cette journée, nous sommes passés par un village où les insectes cochenilles récoltés étaient séchés sur un tapis à l'extérieur. Il faut environ 150 000 cochenilles pour produire 1 kg de colorant rouge. Le Pérou est actuellement le plus grand producteur mondial, et d'autres incluent le Mexique et les îles Canaries. De nombreux autres pays ont essayé et échoué au cours des derniers siècles, car la culture de la cochenille est très difficile et exige beaucoup de main-d'œuvre. De plus, toute l'industrie de la cochenille a été presque anéantie par l'invention des colorants synthétiques à la fin du XIXe siècle.
Les peuples autochtones du Mexique et du Pérou cultivaient la cochenille bien avant que l'Espagne n'en fasse un produit de base mondial au XVIe siècle, en l'important de leurs colonies espagnoles et l'utilisant pour teindre les textiles principalement pour les aristocrates, car elle était trop chère pour les gens ordinaires. Avant d'importer de la cochenille des Amériques, les Européens avaient d'autres sources de colorants rouges à base d'insectes en Europe, notamment le « sang de Saint-Jean » et le « rouge arménien ». Mais on a découvert que la cochenille présentait plusieurs avantages par rapport à ces deux sources. Tout d'abord, les insectes qui fabriquaient le rouge arménien contenaient jusqu'à 50 % de lipides : des composés huileux, gras et cireux qui fondaient dans la cuve à teinture et enrobaient les fibres en cours de teinture, interférant avec l'absorption. Deuxièmement, la cochenille pouvait être récoltée beaucoup plus efficacement, plusieurs fois par an au lieu d'une fois par an. Troisièmement, la couleur de la cochenille était beaucoup plus puissante : jusqu'à dix fois plus de colorant par once que le sang de Saint-Jean et 30 fois plus que le rouge arménien ! De plus, la cochenille est l'un des rares colorants hydrosolubles qui peut résister à la dégradation au fil du temps. C'est l'un des colorants naturels les plus résistants à l'exposition à la lumière et plus stable que de nombreux colorants synthétiques. Rembrandt utilisait la cochenille dans ses peintures, produisant des rouges qui ne se sont pas fanés depuis plus de 300 ans.
Dans les années 1850, William Perkin, basé au Royaume-Uni, a découvert un colorant violet qui pouvait être fabriqué synthétiquement. Sur la base de sa découverte, une toute nouvelle industrie s'est développée au cours des décennies suivantes, principalement basée en Allemagne, pour fabriquer des colorants synthétiques qui ont remplacé des colorants naturels plus chers. Dans les années 1870 et 1880, des éruptions cutanées ont été signalées par les porteurs de vêtements contenant ces nouveaux colorants, et cela a été attribué à l'utilisation de l'arsenic dans le processus de production, mais un meilleur lavage a permis d'éliminer l'arsenic. Le marché du rouge de cochenille est devenu un marché plus petit de spécialité pour certains utilisateurs dans les domaines de l'alimentation, de la cosmétique, de la médecine et de l'art au cours des décennies suivantes. Cependant, à partir des années 1970, on a découvert que certains colorants synthétiques, en particulier ceux dérivés du goudron de houille, étaient cancérigènes, ce qui a conduit à une renaissance de la production cochenillière dans les années 1990. Même si la structure de l'acide carminique est maintenant connue, il est plus coûteux de le synthétiser que de recueillir des cochenilles de la même manière que cela a été fait pendant deux millénaires.
Au fait, vous avez probablement mangé de la cochenille, car elle est utilisée comme additif alimentaire, où elle est étiquetée « carmin », « extrait de cochenille », « E120 » ou « rouge naturel 4 ». Le produit d'aujourd'hui est bien filtré pendant le traitement pour éliminer toutes les parties d'insectes.
L'histoire fascinante du commerce, de la chimie et de la politique basés sur la cochenille est racontée dans le livre « A Perfect Red », publié en 2005. Je le recommande vivement si vous souhaitez en savoir plus !
Martin Fairbank a travaillé dans le domaine de la foresterie pendant 31 ans, y compris de nombreuses années pour un producteur de pâtes et papier et deux ans avec Ressources Naturelles Canada. Détenteur d'un PhD en chimie et d'une expérience en amélioration de procédés, développement de produits, gestion d'énergie et de production rentable, Martin est actuellement un conseiller indépendant basé à Montréal. Il est également écrivain et a publié récemment Resolute Roots qui relate les 200 ans d'histoire de la compagnie Produits forestiers Résolu et de ses prédécesseurs.
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