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Révision : 26 Février 2007

	Rapport d'activité scientifique du LGP2 (2002-2005)
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Chercheurs du LGP2 (EFPG, INPG, CNRS, CTP) (Novembre 2006)

	Documents extraits du "Rapport d'activité scientifique du Laboratoire de Génie des Procédés Papetiers  - UMR 5518 Grenoble - France Janvier 2002 - Novembre 2005"

III - Physique des structures fibreuses

III - 1 - Présentation

L'équipe Physique des structures fibreuses a pour vocation la caractérisation et le contrôle des propriétés physiques des pâtes, papiers et cartons.

Les besoins de connaissances approfondies des propriétés physiques se retrouvent à chacune des étapes des processus de fabrication, transformation, d'utilisation et de recyclage des papiers et cartons. Ces étapes débutent à l'obtention d'une fibre isolée et ne se terminent qu'à l'utilisation finale et irréversible des produits.

Un des objectifs de l'équipe de Physique des Structures Fibreuses dans ce domaine très vaste est en particulier d'apporter aux autres équipes du laboratoire dont la vocation de "Génie des Procédés" est prioritaire, toute l'aide nécessaire à l'optimisation des procédés de fabrication et surtout de la qualité des produits. Ainsi la physique papetière permet de maintenir des échanges fructueux en établissant un lien fort entre le Génie des pâtes et papier, le Génie de l'imprimerie et le Génie de la transformation par le besoin commun de connaissance des propriétés physiques du matériau papetier.

Ces propriétés peuvent se classer en trois catégories :

• Les propriétés de la matière première nécessaires au bon fonctionnement du procédé de fabrication nommées propriétés de "machinabilité".
• Les propriétés transitoires du produit en cours de fabrication nommées propriétés "en ligne".
• Les propriétés du produit fini nommées propriétés "d'usage".

Les propriétés de "machinabilité" et "d'usage" se mesurent au laboratoire, alors que les propriétés "en ligne" nécessitent la présence de capteurs placés dans la chaîne de fabrication. Ces capteurs ne peuvent être conçus qu'avec l'avancement des connaissances des propriétés physiques des pâtes et papiers.
Les propriétés physiques de "machinabilité" et "d'usage" demandées peuvent apparaître comme partiellement incompatibles et le rôle de la physique du papier, dans la recherche de solutions ou de nouveaux produits, est très important.
Dans ce contexte l'équipe entretient depuis toujours des collaborations multiples et permanentes donnant lieu à de nombreux contrats avec les groupes industriels intéressés par la production ou l'utilisation des papiers et cartons. Ces recherches conduisent très souvent au développement de nouvelles méthodes de mesure et d'appareils qui pour les plus intéressants sont brevetés et commercialisés.

Principaux thèmes de recherches traités par l'équipe récemment

• Analyse structurale des milieux poreux en relation avec les transferts de masse et de chaleur relatifs aux matériaux et aux procédés (collaboration ESRF).
• Caractérisation de la topographie de surface.
• Écoulement de fluides non newtoniens dans un matériau fibreux. (Collaboration : 3S/UJF)
• Caractérisation des matières premières fibreuses par microscopie optique et électronique à balayage environnementale et à l’aide de l’appareil MORFI d'analyse de la morphologie des fibres et bûchettes (collaboration : CTP TECHPAP).
• Modélisation de la fibre et de ses interactions avec la chimie de blanchiment (Projet ABLE).
• Application des chromatographies inversées en phases gazeuses et liquides à la caractérisation de la porosité des fibres.
• Application de l’analyse d’image aux domaines de la papeterie et de l’imprimerie (développement d’un logiciel).
• Rigidité de papiers impression/écriture de faible grammage (collaboration : Équipe -Transformation).
• Physico-chimie appliquée à la partie humide de la machine à papier. Action des additifs ajoutés lors de la préparation des pâtes, sur la floculation, la rétention et la formation de la feuille de papier.
• Effets de l'humidité sur les propriétés rhéologiques et le fluage en compression sur chant des papiers pour carton ondulé. Nouvel appareil de mesure. (Appareillages EFPG)
• Amélioration des outils de prévision des propriétés mécaniques des emballages en carton et carton ondulé en fonction de leur dimension et des propriétés des matières premières utilisées
• Caractérisation du potentiel papetier de différentes pâtes de fibres cellulosiques. Étude du comportement de la feuille lors de sa consolidation au séchage et de ses caractéristiques finales.

À titre d'exemple, seules les actions soulignées sont résumées ci-après.

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