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Grenoble INP
LGP2, un pôle de recherche innovant
École internationale
du papier, de la communication imprimée
et des biomatériaux

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Laboratoire Génie des Procédés Papetiers (LPG2)
LGP2, un pôle de recherche innovant

LGP2 - Thèses soutenues, 2005

Philippe DIETEMANN

15 décembre 2005 - Génie des procédés
Sujet
Modélisation physique du procédé de raffinage appliquée à des raffineurs à disques dans le but d'optimiser le traitement de la pâte à papier.
Direction
Jean-Claude ROUX, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2.
Résumé
Le raffinage constitue une opération unitaire primordiale dans le procédé de fabrication du papier. Le travail mené a permis d'optimiser le procédé de raffinage tout en apportant un éclairage sur les principes physiques impliqués.
Un raffineur pilote équipé de capteurs de force et d'entrefer a été utilisé. Le fonctionnement à vide a ainsi pu être étudié. Les composantes de la puissance à vide ont été déterminées et évaluées. Des modèles des propriétés de la pâte et du papier en fonction des paramètres de procédé ont été trouvés par l'intermédiaire d'un plan d'expérience. L'étude de grandeurs théoriques caractéristiques du raffinage a mis en évidence les conditions propices à un traitement efficace des fibres.
Enfin, le matériau des disques joue un rôle majeur et souligne la nécessité de conserver des arêtes de lame vives.
Autres membres du jury
Patrick OZIL, Professeur, Grenoble INP-Phelma ♦♦ Maria Angels PELÀCH, Professeur, Universitat de Girona (Espagne) ♦♦ Pierre GUIGON, Professeur, Université de Technologie de Compiègne ♦♦ Pierrick GIRARD, Ingénieur, Ahlshtrom (Brignoud).

Pablo FROIMOWICZ

2 décembre 2005 - Science et génie des matériaux - Sciences chimiques
Sujet
Synthèse, caractérisation et étude d'application de matériaux polymériques dendritique-linéaires, du type "copolymère en blocs".
Direction
Naceur BELGACEM, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Miriam STRUMIA, Professeur, Université Nationale de Cordoba (Argentine).
Résumé
Cette thèse est consacrée à la préparation et la caractérisation de nouveaux copolymères dendritique-linaires.
Spécifiquement, deux voies de synthèse ont été mises au point pour l'élaboration de copolymères en bloc du type dendritique-linaire amines terminales de première et seconde génération. En fonction de la réactivité que ces copolymères ont présenté, l'un d'entre eux a été modifié pour former un composé tetrabase de Schiff, avec un dérivé furanique qui présentait des unités 2,5-Fu-HC=CH-FU-2,5 actives photochimiquement. Après une étude structurelle et thermique, ce composé a été utilisé comme monomère dendritique (monomère à nano - échelle) pour la formation de mégamères (polymère contrôlé structurellement) à travers une voie photochimique et il a montré une bonne aptitude à induire la réticulation des matériaux initiaux quand on a travaillé avec des systèmes purs ou dopés aux sels de lithium.
Cette caractéristique laisse présager que ces mégamères seront particulièrement intéressants pour des applications en photolithographie et/ou dans la fabrication de batteries à l'état solide.
Autres membres du jury
Enrique M. VALLÈS, Planta Pilota de Ing. Quimica ♦♦ Inaki B. MONDRAGÓN, Professeur, Universidad del Paìs Vasco (Espagne) ♦♦ Deodato D. RADIC, Professeur, Pontificia Universidad Catòlica de Chile (Chili) ♦♦ Carlos P. DE PAULI, Professeur, Universidad Tecnologica Nacional Cordoba (Argentine) ♦♦ Alessandro GANDINI, Professeur, Universidade de Aveiro (Portugal).

Sylvain VOIRON

22 novembre 2005 - Génie des procédés
Sujet
Caractérisation des chromophores dans les pâtes cellulosiques écrues et de leurs impacts sur l'aptitude au blanchiment.
Direction
Dominique LACHENAL, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Michel PETIT-CONIL, Responsable de l'équipe "Pâtes vierges", Centre Technique du Papier.
Résumé
Les sites industriels de production de pâte à papier sont confrontés à des problèmes de blanchiment conduisant à des sur-consommations en réactifs chimiques. Les travaux présentés dans cette thèse ont permis d'identifier l'origine de différents composés colorés présents dans les pâtes kraft écrues et d'évaluer leurs impacts sur l'aptitude au blanchiment. Les problèmes de blanchiment peuvent s'expliquer par la formation, lors de la cuisson, de liaisons covalentes stables entre la lignine et les hydrates de carbone.
Des analyses spectroscopiques ont révélé qu'il est possible de corréler la concentration relative de lignine en surface des fibres avec l'aptitude au blanchiment. La lignine de surface liée au substrat peut jouer un effet barrière limitant l'efficacité des réactifs de blanchiment.
Autres membres du jury
Jean-Paul JOSELEAU, Professeur, Université Joseph Fourier (Grenoble) ♦♦ Alain CASTELLAN, Professeur, Université de Bordeaux 1 ♦♦ Michel DELMAS, Professeur, INP Toulouse - Marie-José VILLETTE, ingénieur, Tembec.

Mohamed Tahar MISSAOUI

10 novembre 2005 - Génie des procédés
Sujet
Contribution à l'étude des phénomènes d'adsorption des polyélectrolytes par les fibres cellulosiques papetières : cas particulier de l'amidon cationique.
Direction
Évelyne MAURET, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Naceur BELGACEM, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2.
Résumé
Les polyélectrolytes cationiques sont utilisés en papeterie afin d'améliorer la rétention des éléments fins au cours de la formation de la feuille et des propriétés des papiers. Dans ce travail, nous avons étudié le lien d'une part, entre la charge de surface de fibres chimiques blanchies et leur surface spécifique et d'autre part, entre la valeur du potentiel électrocinétique et la rétention de ces polyélectrolytes cationiques déterminée par différents modes de dosage.
Nous avons comparé le comportement électrocinétiques des fibres et des fines cellulosiques en utilisant deux techniques : la méthode du potentiel d'écoulement et celle de la mobilité électrophorétique. L'évalution de l'adsorption des amidons cationiques par les fibres cellulosiques a été effectuée en utilisant trois méthodes différentes : la méthode à l'iode, les méthode de Dubois et de Wegner (HPLC).
Autres membres du jury
Alain DUFRESNE, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Daniel SAMAIN, CERMAV, Grenoble ♦♦ Ana Paola DUARTE, Professeur, Universidade da Beira Interior (Portugal) ♦♦ Jacques DESBRIERES, Université de Pau.

Yahya HAMZEH

20 juillet 2005 - Génie des procédés
Sujet
Évaluation de nouveaux procédés de délignification et blanchiment en réacteur à déplacement de liqueur, et comparaison avec les procédés traditionnels.
Direction
Dominique LACHENAL, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Gérard MORTHA, Maître de conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2.
Résumé
Dans le procédé batch conventionnel de blanchiment des pâtes cellulosiques par le dioxyde de chlore, une partie du réactif est consommé à l'issue des premières étapes réactionnelles théoriquement suffisantes à la délignification. L'étude sur de la pâte kraft et sur des composés modèles de lignine a montré l'importance de ces réactions secondaires intervenant après l'élimination des unités phénoliques de la lignine, et précisé les mécanismes réactionnels. L'acide muconique et ses dérivés réagissent en compétition avec les structures non phénoliques de la lignine, dont la dégradation est favorisée par la présence d'acide hypochloreux intermédiaire. La limitation des réactions secondaires est possible en utilisant un réacteur à lit fixe de fibres, induisant un déplacement relatif de la liqueur par rapport aux fibres. L'étude hydrodynamique a permis de caractériser les paramètres du lit fixe (pertes de charge, dispersion axiale).
Les résultats de blanchiment ont confirmé l'obtention d'une plus grande sélectivité des réactions organiques, mais une perte d'efficacité globale en raison d'une plus grande formation de chlorate. En revanche, fondé sur le même principe, le procédé multi-batch (DEp)n à charge divisée en réactif permet d'augmenter la sélectivité réactionnelle de 40%.
Autres membres du jury
Jacques MOLINIER, Professeur, INP Toulouse ♦♦ Yves GONTHIER, Professeur, Université de Savoie ♦♦ Carlos PASCOAL NETO, Professeur, Universidade de Aveiro (Portugal) ♦♦ Pierre LARNICOL, Directeur Développement, Arkema.

Hélène PELLETIER

7 juillet 2005 - Science et génie des matériaux
Sujet
Modification et photopolymérisation d'huiles végétales en vue de leur application dans les encres et vernis d'imprimerie.
Direction
Anne BLAYO, Enseignant-chercheur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Naceur BELGACEM, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2.
Résumé
Ce travail de thèse a porté sur la modification chimique d'huiles végétales en vue de leur photopolymérisation. Une fois les huiles de départ caractérisées, elles ont été modifiées chimiquement afin d'être plus réactives lors de la polymérisation ultérieure. Deux voies d'étude ont été suivies en fonction du mécanisme de polymérisation : cationique ou radicalaire. Pour la polymérisation cationique, nous avons greffé des groupements styrèniques et des groupements éthers vinyliques pendants sur de l'huile de ricin. Malgré des greffages encourageants, la polymérisation n'a pas eu lieu car les fonctions réactives greffées étaient trop diluées dans la structure de l'huile. Pour la polymérisation radicalaire, nous avons greffé des groupements acrylates soit par estérification de l'huile de ricin soit par acrylation de l'huile de soja époxydée.
Les greffages ont produit des huiles possédant de nombreuses fonctions acrylates et qui ont été très réactives lors de la photopolymérisation.
Autres membres du jury
Alain DUFRESNE, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Michel DELMAS, Professeur, INP Toulouse ♦♦ Alain CASTELLAN, Professeur, Université de Bordeaux 1 ♦♦ Alessandro GANDINI, Professeur invité, Universidade de Aveiro (Portugal) ♦♦ Alain LEMOR, Novance.

Nicolas BENATTAR

6 juillet 2005 - Génie des procédés
Sujet
Contribution à l'étude du blanchiment des pâtes papetières obtenues par des procédés sans soufre.
Direction
Dominique LACHENAL, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Christine CHIRAT, Ingénieur de recherche, Grenoble INP-Pagora / LGP2.
Résumé
Certains des procédés sans soufre de fabrication de pâte à papier chimique, tels que le procédé IDE, constituent des alternatives intéressantes au procédé Kraft car ils permettent de réduire ses nuisances olfactives, d'augmenter les rendements fibreux et l'énergie récupérée. Cependant, les pâtes obtenues présentent des problèmes d'aptitude au blanchiment. Le principal résultat de cette thèse montre que les groupements quinoniques présents sur la lignine résiduelle de ces pâtes sont responsables de leur faible aptitude au blanchiment. Ceci est démontré avec deux méthodes distinctes : la RMN 19F sur lignines dérivées et la voltampérométrie, nouvelle méthode électronique de dosage des groupements quinoniques.
Une séquence complète de blanchiment ECF (sans chlore élémentaire) combinant les dernières évolutions connues à ce jour a été proposée, optimisée et simulée avec l'aide d'un logiciel Grenoble INP-Pagora existant et amélioré dans ce but.
Autres membres du jury
Françoise DELPECH, Professeur, Université Joseph Fourier (Grenoble) ♦♦ Alain CASTELLAN, Professeur, Université de Bordeaux 1 ♦♦ Joseph F. COLOM PASTOR, Professeur, Universitat Politècnica de Catalunya (Espagne).

Rédigé par Anne Pandolfi

mise à jour le 25 juillet 2014

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