LGP2 - Thèses soutenues, 2010 - Grenoble INP - PAGORA
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LGP2 - Thèses soutenues, 2010
Alireza SAIDI
14 décembre 2010 - Mécanique des Fluides, Energétique, ProcédésSujet
Impact de goutte de fluides à seuil.
Direction
Albert MAGNIN, Directeur de Recherche, Laboratoire Rhéologie & Procédés - Céline MARTIN, Maître de Conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2
Résumé
Le processus d'impact de goutte se rencontre tant dans des applications industrielles variées que dans notre vie quotidienne. Une goutte de pluie sur une vitre, une goutte de peinture pulvérisée, une goutte d'encre éjectée d'une imprimante jet d'encre,... mettent en jeu divers phénomènes physiques surprenants dépendant de la vitesse d'impact, du support impacté et de la nature du fluide. Maîtriser la forme finale de la goutte s'avère alors d'une importance capitale. Lors de l'impact, la goutte peut se rompre créant ainsi des petites gouttelettes et des éclaboussures, elle peut aussi rebondir sur le support ou encore, après étalement, se rétracter... Pour minimiser ces instabilités, il est possible d'agir sur les propriétés intrinsèques des fluides en introduisant notamment un seuil d'écoulement.
Dans cette étude, des gouttes millimétriques ont été générées sous leur propre poids au travers d'un capillaire. Leur comportement dynamique a été visualisé et caractérisé depuis la formation jusqu'à l'équilibre après l'impact et ce, sur une large gamme de vitesse d'impact. Juste avant l'impact, les gouttes perdent leur forme sphérique quand le seuil d'écoulement augmente. Elles deviennent alors de plus en plus allongées. Ainsi, dans des régimes à faible inertie, elles s'affaissent lors de l'impact, sous l'effet de la pression hydrostatique. Cette phase d'affaissement est gouvernée majoritairement par les propriétés d'interface du substrat. Dans des régimes à forte inertie, l'augmentation du seuil d'écoulement et des propriétés visqueuses du fluide inhibe les phases d'étalement inertiel et de retrait. Par ailleurs, les données expérimentales ont été corrélées avec des données théoriques issues de modèles d'impact de goutte de fluides élasto-viscoplastiques, mettant en évidence l'implication des deux mécanismes à la fois visqueux et élastique dans le processus d'impact.
Autres membres du jury
Didier CHAUSSY, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 - Dominique DUPUIS, Professeur, ENSISA-Laboratoire de Physique et Mécanique Textile (Mulhouse) - Salaheddin SKALI-LAMI, Maître de Conférences, Université de Nancy - Lazhar BENYAHIA, Professeur, Université du Maine, Le Mans - Brice LOPEZ, PDG, Siliflow (Valence)
Contacts
Céline MARTIN
Albert MAGNIN
Claudia SASSO
9 décembre 2010 - Matériaux, Mécanique, Génie Civil, ÉlectrochimieSujet
Polymérisation du pyrrole avec des dérivés du bois et élaboration de films composites conducteurs issus de matériaux ligno-cellulosiques.
Direction
Naceur BELGACEM, Professeur, & Didier CHAUSSY, Professeur, & Davide BENEVENTI, Chargé de Recherche CNRS, Grenoble INP-Pagora / LGP2
Résumé
Cette thèse traite de l'élaboration de composés de polypyrrole (PPy) et de dérivés de bois pour des applications dans le domaine de l'électronique organique. Des dérivés ligno-cellulosiques ont été employés comme additifs dans un système où a eu lieu la polymérisation du pyrrole (Py). Ces agents on été additionnés grâce à leurs propriétés filmogènes pour la production de films autoportant. Ainsi, l'effet de l'ajout de carboxyméthylcellulose (CMC), de xylanes, de nano fibrilles de cellulose (NFC) et de lignosulfonates sur les propriétés électriques et morphologiques du PPy a été évalué. La concentration en additifs, la température et le temps de polymérisation sont les principaux paramètres considérés. Il a été montré que le xylane est le plus performant pour augmenter la conductivité de PPy. Ces particules de PPy ont été mélangées en milieu aqueux à différents agents filmogènes (CMC et NFC) afin de produire des films conducteurs autoportant. La contribution de ces liants sur les propriétés électriques, morphologiques et mécaniques des films élaborés a également été étudiée.
Autres membres du jury
Roberta BONGIOVANNI - Alessandro GANDINI, Professeur, Universidade de Aveiro (Portugal) - Lionel HIRSCH, Professeur, Université de Bordeaux 1 - Elisa ZENO, Ingénieur de Recherche, Centre Technique du Papier - Jérôme FAURE-VINCENT, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives
Contacts
Naceur BELGACEM
Didier CHAUSSY
Davide BENEVENTI
Jacq-André NGUEGAN BOTOO
2 décembre 2010 - Mécanique des Fluides, Energétique, ProcédésSujet
Étude de l'introduction du peroxyde d'hydrogène dans le procédé de traitement des eaux par boues activées : qualité et quantité des boues produites.
Direction
Marc AUROUSSEAU, Professeur, & Agnès GUILLET, Maître de Conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2
Résumé
La gestion des boues d'épuration est, à l'échelle mondiale, l'une des préoccupations majeures des exploitants des stations d'épuration (STEP) d'un point de vue tant qualitatif que quantitatif. L'augmentation des volumes de boues issues des STEP et les coûts de traitement importants conduisent à rechercher de nouvelles stratégies permettant de réduire la production de boues.
S'inscrivant dans ce contexte, cette thèse s'intéresse au potentiel du H2O2, utilisé sans catalyseur ou activateur, sur la quantité et la qualité des boues issues d'un procédé à boues activées traitant des effluents urbains ou papetiers. Différents modes de cultures (discontinu, SBR, continu) et échelles (2L, 5L et 70L) avec des doses en H2O2 comprises entre 0,08 et 2 g/g DCOentrante ont été étudiés et ne permettent pas de démontrer une réduction significative de la production de boues. En revanche, si aucun changement significatif de l'abattement des composés carbonés n'est observé, une modification des processus/vitesses du cycle de transformation de l'azote est mise en évidence.
De plus, différentes techniques d'analyses notamment la spectroscopie X et la microscopie électronique à balayage environnemental permettent de montrer que l'action du H2O2 se situe à la surface des flocs et conduit à une modification de la nature et de la quantité des groupements fonctionnels présents. Il en résulte une amélioration de la décantabilité et de la filtrabilité des boues traitées par le H2O2. Enfin, une destructuration des flocs attribuée en partie à la solubilisation des exopolysaccharides a été mise en exergue et a permis d'expliquer l'amélioration mesurée de l'aptitude à la déshydratation des boues.
Autres membres du jury
Etienne PAUL, Professeur, INSA Toulouse - Evelyne GONZE, Professeur, Université de Savoie - Bruno BARILLON, Ingénieur Projet, Suez Environnement - Eric FOUREST, Responsable Projet, Centre Technique du Papier
Contacts
Marc AUROUSSEAU
Agnès GUILLET
Aurore DENNEULIN
26 octobre 2010 - Matériaux, Mécanique, Génie Civil, ÉlectrochimieSujet
Nouveaux procédés d'impression pour le domaine électronique.
Direction
Anne BLAYO, Enseignant-chercheur, & Julien BRAS, Maître de Conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2
Résumé
Cette thèse a été consacrée à l'étude de trois paramètres : le support, l'encre et le procédé jet d'encre. En premier lieu, l'influence de la surface de différents papiers commerciaux a été démontrée et un brevet a été proposé afin de permettre l'impression d'encre conductrice sur tout type de support grâce à un pré-traitement. En ce qui concerne l'encre, les nanotubes de carbone et les nouveaux systèmes de frittage apparaissent comme des solutions prometteuses pour augmenter la conductivité des pistes d'encre imprimées. Enfin, concernant le procédé jet d'encre, l'influence de la vitesse, de la pénétration et du séchage de l'encre a été étudiée et de nouvelles techniques de caractérisation ont permis une meilleure compréhension de la distribution et de l'orientation des nanotubes de carbone.
Autres membres du jury
Arthur SOUCEMARIANADIN, Professeur, Université Joseph Fourier (Grenoble) - Philippe COLLOT, Professeur, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne - Tim CLAYPOLE, Professeur, Swansea University (Royaume Uni) - Stéphane CROS, Ingénieur de recherche, CEA-INES (Chambéry) - Charles NEUMAN, Président Directeur Général, Polypore
Contacts
Anne BLAYO
Julien BRAS
Jérémie VIGUIE
10 mai 2010 - Mécanique des Fluides, Energétique, ProcédésSujet
Comportements mécanique et hygroexpansif des matériaux ligno-cellulosiques pour l'emballage rigide.
Direction
Evelyne MAURET, Professeur, & Isabelle DESLOGES, Ingénieur de Recherche, & Pierre DUMONT, Maître de Conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2
Résumé
Cette thèse concerne un sujet particulièrement important dans le domaine de la fabrication et de la transformation des papiers et des cartons. En effet, le comportement des cartons en conditions classiques d'utilisation n'est pas toujours bien connu et bien compris, ce qui limite fortement les possibilités d'optimisation de ces structures.
Dans ce contexte, l'étude a porté plus particulièrement sur le comportement hygroexpansif des cartons plats et le comportement mécanique des structures d'emballage en carton ondulé. Les mécanismes hygroexpansifs à l'échelle du réseau fibreux de ces stratifiés ont été étudiés à partir d'une méthode 2D de corrélation d'images issues de la microtomographie à rayons X. Cette méthode a permis, par exemple, de révéler la relation entre la masse volumique des couches du carton plat et leur hygroexpansion dans l'épaisseur. Le comportement à la compression de boîtes d'emballage à géométries simples en carton ondulé de profil de cannelure G a été étudié à partir d'une large base de données expérimentales. Une méthode de stéréocorrélation d'images a permis de décrire les champs cinématiques associés au flambement des panneaux de ces boîtes. Ces données pourront servir à améliorer les modèles de comportement en vue d'optimiser les structures d'emballage.
Autres membres du jury
Christine DELISEE, Maître de Conférences, Université de Bordeaux 1 - Alain VAUTRIN, Professeur, Ecole des Mines de Saint-Etienne - Frédéric JACQUEMIN, Professeur, Université de Nantes - Per ISAKSSON, Professeur, Mid Sweden University (Suède) - Pierre VACHER, Professeur, Université de Savoie
Contacts
Evelyne MAURET
Isabelle DESLOGES
Pierre DUMONT
Franck MEDLEGE
13 avril 2010 - Mécanique des Fluides, Energétique, ProcédésSujet
Fabrication d'électrodes pour accumulateurs lithium-ion par flexographie.
Direction
Grenoble INP-Pagora / LGP2 et Commissariat à l'Energie Atomique
Résumé
La demande en batteries rechargeables spécifiques dans divers domaines requiert des électrodes de formes variées. Le meilleur moyen de les produire est d'utiliser un procédé d'impression tel que la flexographie. La différence entre une pâte d'enduction d'électrodes et une encre d'imprimerie réside dans la faible tension superficielle du liant fluoré utilisé, le PVDF, qui limite le transfert de l'encre. Le PVDF a été mélangé à un second polymère afin d'augmenter la contribution polaire de l'énergie de surface du liant. Le comportement des mélanges de polymères a été étudié à l'aide des théories de Flory-Huggins et un liant stable, basé sur un mélange PVDF/PVA (alcool polyvinylique), a permis de conférer à l'encre un bon transfert sur une unité d'impression flexographique, avec des épaisseurs d'encre sèche proches de 80 µm en quatre passages. Ds prototypes fonctionnels d'accumulateurs comportant des électrodes imprimées ont été réalisés. De plus, des électrodes très performantes fabriquées par enduction ont été réalisées avec le nouveau liant qui a fait l'objet d'un dépôt de brevet.
Autres membres du jury
Hervé CHERADAME, Professeur, Université d'Evry-Val-d'Essonne - Antonio L. TORRES, Professeur, Universitat Politècnica de Catalunya (Espagne) - Renaud BOUCHET, Maître de Conférences, Université de Provence - Jacques FOULETIER, Professeur, Grenoble INP-LEPMI - Hélène ROUAULT, Chercheur, CEA - Naceur BELGACEM, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2
Contacts
LGP2
Hélène ROUAULT (CEA)
Gilberto DE FREITAS SIQUEIRA
3 mars 2010 - Matériaux, Mécanique, Génie Civil, ÉlectrochimieSujet
Mise en œuvre et caractérisation thermomécanique de bionanocomposites polymères renforcés par de la cellulose microfibrillée et des whiskers de cellulose.
Direction
Alain DUFRESNE, Professeur, & Julien BRAS, Maître de Conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2
Résumé
Des fibres lignocellulosiques brésiliennes comme le sisal, la Luffa Cylindrica et la capim dourado ont été utilisées dans cette étude. Cette thèse a mis en évidence de nouvelles techniques d'obtention de nanocelluloses prouvant ainsi qu'il est difficile de continuer à parler de nanofibres de cellulose sans préciser les pré-traitements éventuels. Ces derniers peuvent modifier complètement les propriétés du produit final.Ces nouvelles nanocelluloses ont ensuite été utilisées dans des bionanocomposites avec un polymère, la polycaprolactone.Il a été démontré que les nanofibres de cellulose apportent un renfort plus important que les nanocristaux et qu'ils ont tous deux un rôle d'agent nucléant. L'effet du greffage des nanoparticules avec un isocyanante a été étudié. Ces travaux ont abouti à l'écriture de 8 publications scientifiques, 4 communications orales et 7 posters dans des congrès internationaux.
Autres membres du jury
Redouane BORSALI, Directeur de Recherche, CERMAV - Tanja ZIMMERMANN, Senior Scientist, Group Leader Cellulose Nanocomposites, EMPA (Suisse) - Jannick DUCHET-RUMEAU, Maître de Conférences, INSA (Lyon) - Anne BERGERET, Professeur, Ecole des Mines d'Alès
Contacts
Alain DUFRESNE
Julien BRAS
Shree Prakash MISHRA
24 février 2010 - Mécanique des Fluides, Energétique, ProcédésSujet
Blanchiment des fibres cellulosiques par l'ozone - effet sur les propriétés des fibres.
Direction
Dominique LACHENAL, Professeur, & Christine CHIRAT, Maître de Conférences, Grenoble INP-Pagora / LGP2
Résumé
L'effet de l'ozone sur la viscosité et la morphologie des fibres, le comportement au raffinage et la résistance mécanique des pâtes kraft est un sujet controversé qui anime les fabricants de pâte à papier, les fournisseurs d'ozone et les laboratoires de recherche.Objectif de cette thèse : accroître la connaissance sur le sujet et contribuer à l'essor du blanchiment à l'ozone dans l'optique d'un développement durable de l'industrie des pâtes à papier.Les résultats des travaux de cette thèse montrent que l'incorporation d'un stade à l'ozone dans une séquence de blanchiment ECF de pâte d'eucalyptus ou de pin radiata permet de réduire le coût en agents de blanchiment et d'accroître la blancheur finale. Le blanchiment par l'ozone réduit la viscosité de la cellulose, sans toutefois affecter les principales caractéristiques mécaniques de la pâte, ni la morphologie des fibres.Les autres avantages des traitements de blanchiment incorporant l'ozone sont une meilleure élimination des extraits, une réduction de l'énergie nécessaire au raffinage des fibres et une moindre rétention d'eau par la pâte. Ces avantages sont observables pour des taux d'ozone et des séquences de blanchiment convenablement choisis.
Autres membres du jury
Bernard de JESO, Professeur, Université Bordeaux 1 - Monica EK, Professeur, KTH (Suède) - Jean-Christophe HOSTACHY, Directeur Pâtes et Papiers, ITT Water & Wastewater - Serge KOCIMSKI, Responsable Ozone Pâtes à Papier, Degremont Technologies
Contacts
Dominique LACHENAL
Christine CHIRAT
SOUTIEN
La Région Rhône-Alpes soutient financièrement Grenoble INP-Pagora / LGP2 dans le cadre du cluster de recherche environnement
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