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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, 2007

Erginos MICROMATIS

5 novembre 2007 - Génie des procédés
Sujet
Amélioration des connaissances sur les caractéristiques des pâtes cellulosiques de bois feuillus.
Direction
Christine CHIRAT, Ingénieur de Recherche, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Raphaël PASSAS, Ingénieur de Recherche, Grenoble INP-Pagora / LGP2.
Résumé
L'usine de Tembec à Saint-Gaudens produit 300 000 tonnes par an de pâte kraft blanchie de bois feuillus. Depuis quelques années, souhaitant diversifier ses produits, l'usine produit en continu quatre pâtes à partir d'essences de bois feuillus différentes. Plusieurs campagnes de production se succèdent dans les mêmes équipements, conduisant à des pâtes de transition lors des changements de production. L'absence d'indicateurs précis permettant d'isoler les différentes pâtes produites oblige l'usine à mélanger une grande quantité de pâtes. En outre, la valorisation de ces pâtes de transition exige une meilleure connaissance de leurs qualités.
Plusieurs méthodes de caractérisation (chimiques, physico-chimiques, morphologie des éléments constitutifs de la pâte cellulosique) ont donc été testées afin d'identifier la plus adéquate pour distinguer les pâtes issues de ces campagnes et de déterminer à quel moment commence et se termine une période de transition.
Un système d'analyse morphologique des pâtes a été expérimenté avec succès et adopté par l'usine depuis le printemps 2007.
Autres membres du jury
Évelyne MAURET, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Harald GROSSMAN, Professeur, Technische Universität Dresden (Allemagne) ♦♦ Ana Paula DUARTE, Professeur, Universidade da Beira Interior (Portugal) ♦♦ Jean-Louis TRESCAZES, Ingénieur, Tembec.

Mathieu FENOLL

28 juin 2007 - Génie des procédés
Sujet
Optimisation des paramètres d'impression pour l'électronique imprimée sur supports souples.
Direction
Éliane ROUSSET, Maître de Conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Robert CATUSSE, Maître de Conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2.
Résumé : L'électronique imprimée se situe à l'interface entre les secteurs des industries graphiques et celui de la microélectronique. Les techniques classiques d'impression industrielle -  l'héliogravure, la flexographie et l'offset - présentent le grand avantage d'une productivité élevée en terme de surface imprimée. Une étape de recherche sur la formulation d'encres spécifiques pigmentaires ou à base de polymères fonctionnels se place au cœur de cette problématique.
Ce travail de thèse s'inscrit dans le contexte de l'électronique imprimée avec l'optimisation des différents paramètres de transfert intervenant dans l'impression. De même, l'étude de la rhéologie et de la physico-chimie des encres est une étape capitale et indissociable de la caractérisation des états de surface des supports. En effet, si chaque procédé d'impression possède ses spécificités en termes de propriétés des encres utilisées, une bonne adéquation encre/support est nécessaire afin d'obtenir une impression ayant les caractéristiques recherchées.
Différentes encres polymères conductrices - en particulier à base de poly thiophène - ont été formulées. Une étude des propriétés de surface et des caractéristiques physiques des différents papiers et plastiques a permis de choisir deux supports tests pour les impressions. Enfin, une optimisation des paramètres d'impression a démontré l'influence des conditions d'impression sur les caractéristiques des dépôts effectués en particulier en terme de conduction électrique.
Un état de l'art et une bibliographie font le point sur les avancées de l'électronique imprimée, ses applications et ses enjeux.
Autres membres du jury
Naceur BELGACEM, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ José COLOM PASTOR, Professeur, Universitat Politècnica de Catalunya (Espagne) ♦♦ Hervé CHERADAME, Professeur, Université d'Évry-Val d'Essone ♦♦ Patrice GIRAUD, Ingénieur, Grenoble INP-ESISAR

Sabine ROLLAND DU ROSCOAT

5 juin 2007 - Matériaux et Génie des procédés
Sujet
Contribution à l'analyse structurale des matériaux fibreux par microtomographie à rayonnement synchrotron. Applications aux papiers.
Direction
Jean-Francis BLOCH, Maître de Conférences,Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Xavier THIBAULT, Chercheur, ESRF.
Résumé
Cette thèse a porté sur la quantification 3D de matériaux fibreux cellulosiques (papiers et cartons). Afin de lier les paramètres de fabrication des papiers à leurs structures et leurs propriétés d'usage, les échantillons analysés ont été imagés par microtomographie à rayonnement synchrotron. Des outils de traitement de l'image ont été développés et appliqués de façon systématique pour quantifier la microstructure (porosité, surface spécifique, taux de charges, orientation des fibres). Il a été démontré que les données obtenues à l'échelle microscopique sont représentatives d'un point de vue structural. Ainsi, les informations 3D obtenues par ces techniques peuvent être comparées aux modèles trouvés dans la littérature. De plus, des dispositifs expérimentaux ont été développés pour analyser in situ l'influence de la compression et de l'humidité sur la structure des papiers. Les travaux ont également porté sur la modélisation et la prédiction des propriétés optiques (opacité et blancheur) en appliquant l'équation de transfert radiatif.
Autres membres du jury
Yves BRECHET, Professeur, Grenoble INP ♦♦ José BARUCHEL, Responsable du X-Ray Imaging Group, ESRF ♦♦ Pierre CAULET, Senior Researcher, Arjowiggins ♦♦ Mady ELIAS, Professeur, Université Pierre & Marie Curie Paris VI ♦♦ Dominique JEULIN, Professeur, École des Mines de Paris ♦♦ William SAMSON, Senior Lecturer, UMIST (Royaume Uni).

Yann COUILLAUD

10 mai 2007 - Génie des procédés
Sujet
Amélioration d'une section Presses au moyen d'une technologie novatrice utilisant le gaz.
Direction
Jean-Claude ROUX, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Martine RUEFF, Ingénieur de Recherche, Grenoble INP-Pagora / LGP2.
Autres membres du jury
Yves GONTHIER, Professeur, Polytech'Savoie ♦♦ Maria-Angels PELACH, Professeur, Universitat da Girona (Espagne) ♦♦ Simon CENA, Directeur Technique, Allimand.

Benoît STRUGA

15 février 2007 - Génie des procédés
Sujet
Impact de traitements spécifiques aux matières extractibles du bois sur le procédé de pâte mécanique.
Direction
Dominique LACHENAL, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Thierry DELAGOUTTE, Docteur Ingénieur, Centre Technique du Papier.
Résumé
La mise en pâte mécanique est un procédé qui utilise principalement de l'énergie mécanique pour désolidariser les fibres du bois. La quasi-totalité des composés du bois vont apparaître dans la composition de la pâte produite. Parmi ces composés, nous trouvons les matières extractibles qui représentent moins de 2 % de la masse totale. Nous distinguons deux groupes : les extraits solubles dans l'eau et les extraits lipophiles solubles dans certains solvants organiques. Ces derniers sont responsables de pertes de qualité du papier et de perturbations lors de sa fabrication.
Les travaux présentés dans cette thèse ont permis d'évaluer différents traitements afin de réduire la quantité de ces matières dans la pâte mécanique et dans l'eau qui l'accompagne. La flottation, la flottation à air dissous et des traitements par ozonation ont été testés soit sur la pâte mécanique soit sur des eaux issues du lavage de cette pâte.
Autres membres du jury
José COLOM PASTOR, Professeur, Universitat Politècnica de Catalunya (Espagne) ♦♦ Robert LANOUETTE, Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières (Canada) ♦♦ Gérard MORTHA, Maître de Conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2.

Audrey BOURGEOIS

9 février 2007 - Génie des procédés
Sujet
Étude du phénomène d'électrisation par écoulement sur les cartons des transformateurs de puissance
Direction
Gérard MORTHA, Maître de Conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Gérard TOUCHARD, Professeur, Université de Poitiers.
Résumé
Les phénomènes d'électrisation par écoulement dans les transformateurs haute tension prennent naissance à l'interface entre l'huile minérale et les écrans de carton placés entre les bobinages électriques. L'écoulement de l'huile à la surface du carton génère des charges positives dans l'huile et négatives dans le carton. L'huile se décharge au contact des parties du transformateur reliées à la terre. En revanche, les charges négatives formées dans le carton s'y accumulent. Afin d'inhiber ce phénomène qui peut être à l'origine de claquage destructif du transformateur, les matériaux mis en cause ont été étudiés. La nature physico-chimique des matières premières cellulosiques du carton kraft joue un rôle important sur le phénomène. Divers additifs, ajoutés dans l'huile ou dans le matériau cellulosique, ont été testés afin de diminuer la charge électrique générée à l'interface.
À la lumière des résultats obtenus, des explications quant aux processus physico-chimiques intervenant dans le phénomène d'électrisation par écoulement ont pu être proposées.
Autres membres du jury
Patrice NORTIER, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Hervé CHERADAME, Professeur, Université d'Évry-Val d'Essone ♦♦ Alain TOUREILLE, Professeur, Université de Montpellier 2 ♦♦ Christoph KRAUSE, Ingénieur, Weidmann Transformerboard Systems AG ♦♦ Olivier MOREAU, Ingénieur, EDF R&D Clamart - Thierry PAILLAT, Maître de Conférences, Université de Poitiers.

Cindy BASSOMPIERRE

8 février 2007 - Automatique-Productique
Sujet
Procédés à boues activées pour le traitement d'effluents papetiers : de la conception d'un pilote à la validation de modèles.
Direction
Marc AUROUSSEAU, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Catherine CADET, Maître de conférences, Université Joseph Fourier ♦♦ Agnès GUILLET, Maître de Conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Jean-François BÉTEAU, Maître de conférences, Grenoble INP-Ense3.
Résumé
Le traitement des effluents papetiers par boues activées est complexe en raison d'un manque de connaissances du comportement des micro-organismes et des difficultés liées aux mesures biologiques.
Dans ce travail, un modèle spécifique aux effluents papetiers est défini puis validé afin d'être intégré dans un outil d'aide à l'opérateur. Afin de s'affranchir des contraintes industrielles, un pilote modulable, de taille semi-industrielle et supervisé a été également conçu et mis en place. Le modèle a été établi par le choix d'un schéma réactionnel adapté. Une étude de sensibilité paramétrique a appuyé ces choix afin d'obtenir un modèle facilement validable. L'étendue de son domaine de validité a été vérifiée par la méthode ACP. La validation du modèle papetier, sur des données du pilote alimenté en effluent papetier réel, montre une grande précision dynamique des variations des états.
L'outil d'aide à l'opérateur peut donc maintenant être développé.
Autres membres du jury
Sylviane GENTIL, Professeur, Grenoble INP-Ense3 ♦♦ Marie-Noëlle PONS, Directeur de Recherche CNRS, Institut National Polytechnique de Lorraine (Nancy) ♦♦ Isabelle QUEINNEC, Chargée de Recherche, CNRS Toulouse ♦♦ Philippe BOIVIN, Responsable de Département, Papeteries de Lancey.

Guillaume PIPON

9 janvier 2007 - Génie des procédés
Sujet
Blanchiment final des pâtes papetières cellulosiques par l'ozone.
Direction
Dominique LACHENAL, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Christine CHIRAT, Ingénieur de Recherche, Grenoble INP-Pagora / LGP2.
Résumé
L'ozone, déjà employé comme réactif au début de la séquence de blanchiment de la pâte à papier, s'avère potentiellement intéressant en fin de séquence où il permet, en milieu neutre, de gagner plusieurs points de blancheur sans dégrader la cellulose.
Au cours de cette thèse, nous avons mis à jour les principaux mécanismes chimiques intervenant lors du blanchiment final à l'ozone, puis nous avons proposé une optimisation du procédé en vue de sa prochaine installation industrielle. Notre étude a démontré en particulier la possible création de chromophores lors des réactions ozone-lignine et la nécessité d'avoir des taux de lignine et d'acides hexenuroniques bas avant d'appliquer l'ozone. Du point de vue industriel, l'ozonation à moyenne consistance semble la meilleure solution technologique pour le procédé et peut remplacer avantageusement le dernier stade D d'une pâte ECF. Enfin, il a été découvert qu'une température élevée favorise la blancheur finale de la pâte et sa stabilité.
Autres membres du jury
Alain CASTELLAN, Professeur, Université de Bordeaux 1 ♦♦ Dmitry EVTUGUIN, Professeur, Universidade de Aveiro (Portugal) ♦♦ Jean-Christophe HOSTACHY, Ingénieur, Wedeco Katadyn.

Rédigé par Anne Pandolfi

mise à jour le 25 juillet 2014

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