Dissertations / Theses on the topic 'Pâte à papier – Industrie – Coût'

Les activités d'achat dans l'industrie des pâtes et papiers représentent une part importante du coût global de la chaîne d'approvisionnement. Les décideurs prévoient l'approvisionnement en bois requis jusqu'à un an à l'avance afin de garantir le volume d'approvisionnement pour le processus de production en continu dans leur usine. Des contrats réguliers, flexibles et d'options avec des fournisseurs de différents groupes sont disponibles. Les fournisseurs sont regroupés en fonction de caractéristiques communes, telles que la propriété des terres forestières. Cependant, lors de l'exécution du plan, des risques affectent les opérations d'approvisionnement. Si les risques ne sont pas intégrés dans le processus de planification des achats, l'atténuation de leur impact sera generalement coûteuse et compliquée. Des contrats ad hoc coûteux supplémentaires pourraient être nécessaires pour compenser le manque de livraisons. Pour aborder ce problème dans cette thèse, dans un premier projet, un modèle mathématique déterministe des opérations d'approvisionnement est développé. L'objectif du modèle est de proposer un plan d'approvisionnement annuel pour minimiser le coût total des opérations relatives. Les opérations sont soumises à des contraintes telles qu’une proportion minimale de l'offre par chaque groupe de fournisseurs, des niveaux cibles des stocks, de la satisfaction de la demande, la capacité par la cour à bois et la capacité du procédé de mise en copeaux. Les décisions sont liées à la sélection des contrats d'approvisionnement, à l'ouverture de cour à bois et aux flux du bois. Dans un deuxième projet, une évaluation du plan d'approvisionnement à partir du modèle déterministe du premier projet est effectuée en utilisant une approche de simulation Monte Carlo. Trois stratégies contractuelles différentes sont comparées : fixes, flexibles et une combinaison des deux types des contrats. L'approche de simulation de ce projet évalue la performance du plan par la valeur attendue et la variabilité du coût total, lorsque le plan est exécuté pendant l'horizon de planification. Dans un troisième projet, une approche de programmation stochastique en deux étapes est utilisée pour fournir un plan d'approvisionnement fiable. L'objectif du modèle est de minimiser le coût prévu du plan d'approvisionnement en présence de différents scénarios générés en fonction des risques. Les décisions lors de la première étape sont la sélection des contrats dans la première période et l'ouverture des cours à bois. Les décisions de la deuxième étape concernent la sélection des contrats commençant après la première période, les flux, l'inventaire et la production du procédé de la mise en copeaux. iii L'étude de cas utilisée dans cette thèse est inspirée par Domtar, une entreprise des pâtes et papiers située au Québec, Canada. Les résultats des trois projets de cette thèse aident les décideurs à réduire les contraintes humaines liées à la planification complexe des achats. Les modèles mathématiques développés fournissent une base pour l'évaluation de la stratégie d'approvisionnement sélectionnée. Cette tâche est presque impossible avec les approches actuelles de l'entreprise, car les évaluations nécessitent la formulation de risques d'approvisionnement. L'approche de programmation stochastique montre de meilleurs résultats financiers par rapport à la planification déterministe, avec une faible variabilité dans l'atténuation de l'impact des risques.
Procurement activities in the pulp and paper industry account for an important part of the overall supply chain cost. Procurement decision-makers plan for the required wood supply up to one year in advance to guarantee the supply volume for the continuous production process at their mill. Regular, flexible and option contracts with suppliers in different groups are available. Suppliers are grouped based on common characteristics such as forestland ownership. However, during the execution of the plan, sourcing risks affect procurement operations. If risks are not integrated into the procurement planning process, mitigating their impact is likely to be expensive and complicated. Additional expensive ad hoc contracts might be required to compensate for the lack of deliveries. To tackle this problem, the first project of this thesis demonstrates the development of a deterministic mathematical model of procurement operations. The objective of the model is to propose an annual procurement plan to minimize the total cost of procurement operations. The operations are subject to constraints such as the minimum share of supply for each group of suppliers, inventory target levels, demand, woodyard capacity, and chipping process capacity. The decisions are related to the selection of sourcing contracts, woodyards opening, and wood supply flow. In the second project, an evaluation of the procurement plan from the deterministic model from project one is performed by using a Monte Carlo simulation approach. Three different strategies are compared as fixed, flexible, and a mix of both contracts. The simulation approach in this project evaluates the performance of the plan by the expected value and variability of the total cost when the plan is executed during the planning horizon. In the third project, a two-stage stochastic programming approach is used to provide a reliable procurement plan. The objective of the model is to minimize the expected cost of the procurement plan in the presence of different scenarios generated based on sourcing risks. First-stage decisions are the selection of contracts in the first period and the opening of woodyards. Second-stage decisions concern the selection of contracts starting after the first period, flow, inventory, and chipping process production. The case study used in this thesis was inspired by Domtar, which is a pulp and paper company located in Quebec, Canada. The results of three projects in this doctoral dissertation support decision-makers to reduce the human limitation in performing complicated procurement planning. The developed mathematical models provide a basis to evaluate the selected procurement strategy. This task is nearly impossible with current approaches in the company, as the evaluations require the formulation of v sourcing risks. The stochastic programming approach shows better financial results comparing to deterministic planning, with low variability in mitigating the impact of risks.

Les pulsations de pression hydraulique mesurees dans un raffineur a disque presentent des amplitudes comprises entre 0,5 et 1 bar. La frequence et l'intensite de ces fluctuations dependent du code de taillage des disques et des parametres de raffinage, notamment de l'entrefer qui conditionne differents regimes d'ecoulement au sein du raffineur. La force de compression exercee sur la suspension fibreuse en ecoulement entre le rotor et le stator correspond a des pressions de l'ordre de 800 kpa. L'evolution de cette force en fonction des variations d'entrefer nous a amenes a definir une grandeur e, representative de la tendance a la fibrillation. E, produit de la force de compression mecanique et de l'entrefer, a la dimension d'une energie et est d'autant plus grande que la tendance a fibriller est elevee. E peut-etre utilisee en complement des theories deja existantes lorsque ces dernieres sont incapables de differencier la severite du traitement en particulier lors de raffinages a flux massique constant

L’industrie canadienne des pâtes et papiers fait face à plusieurs défis importants. Un de ces défis consiste à trouver de nouveaux moyens d’améliorer la création de valeur à travers la chaîne logistique, en fabriquant des produits de haute qualité à partir de matières premières de qualités variables. Généralement, deux stratégies parallèles sont envisagées pour relever ce défi. La première stratégie implique de gérer les flux des matériaux à travers la chaîne logistique de telle manière que les divers types de fibres soient utilisés au mieux par une sélection adaptée des processus à utiliser et des produits à fabriquer. La deuxième stratégie implique de définir la gamme de produits de telle manière qu’elle permette de profiter au mieux des opportunités d’affaires et des propriétés des fibres existantes. La première stratégie est basée sur la ressource tandis que la deuxième stratégie est basée sur les marchés. Cette thèse présente un modèle de planification stratégique qui fournit un cadre mathématique pour le développement de ces stratégies. Le modèle utilise la demande et la valeur des produits pour déterminer comment les produits peuvent être tirés à travers la chaîne logistique de façon à maximiser les revenus tout en considérant les contraintes de disponibilités de la matière et de capacité des équipements. Le modèle permet aussi de tenir compte des rapports entre les propriétés des fibres et les propriétés des produits, pour déterminer comment chaque type de fibre peut être utilisé au mieux. Le modèle est un programme mathématique en nombre entier qui a été mis en application en utilisant ILOG OPL Studio 3.7 et ILOG CPLEX 9.0. Un cas d’étude a été développé basé sur le contexte d’un producteur de pâte et papier intégré. Le modèle a été validé en utilisant une série de scénarios possible. Les résultats démontrent que le modèle est valide, qu’il peut être utilisé pour identifier des stratégies pour améliorer la création de valeur, et qu’il peut être résolu assez rapidement pour permettre son application à un réseau manufacturier.
The Canadian pulp and paper industry is facing several important challenges. One of these challenges is to find new ways of improving value creation throughout the value chain while manufacturing high quality products from raw materials with inherently variable properties. This challenge can be addressed using two parallel strategies. The first of these involves managing the flow of materials through the value chain in such a way that fibre grades are directed to the processes and end-products to which they are best suited. The second involves tailoring the end-product range to take maximum advantage of existing market conditions and fibre resource properties. Operating simultaneously, these strategies ensure the profits generated from the available fibre resources are maximized. This thesis presents a strategic planning model which provides a mathematical framework for developing these strategies. The model uses customer demand and market value to determine how strongly each end-product is pulled through the value chain, and raw material availability and cost, together with established relationships between fibre properties and pulp and paper properties, to determine how various fibre grades are utilized. The model itself is a large mixed-integer program which was implemented using ILOG OPL Studio 3.7 with ILOG CPLEX 9.0 as solver. A test case was developed based on a realistic integrated pulp and paper mill, and the model was validated using a series of example scenarios. The results show that the model is valid, that it can be used to identify strategies for significantly improving value creation, and that it can be solved quickly enough to allow its expansion to a production network environment.
Inscrit au Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures

Le raffinage des pâtes chimiques blanchies est de première importance pour produire des papiers suffisamment résistants répondant aux exigences de production sur machine et de qualité. Cette étape permet de modifier les caractéristiques morphologiques des fibres, d'améliorer la formation de la feu ille et d'augmenter les résistances mécaniques du papier. Le raffinage requiert jusqu'à 30% de la consommation totale d'une usine de production de papiers; en conséquence, des solutions visant à réduire la facture énergétique de ce poste sont recherchées. Dans ce contexte, l'utilisation d'enzymes dans le processus de préparation des fibres est une de ces solutions respectueuse de l'environnement. Des enzymes présentant des actions ciblées sur les composants de la paroi des fibres ont été appliquées à des pâtes commerciales blanchies issues de la cuisson de mélanges de résineux et de la cuisson d'eucalyptus brésilien avant raffinage. Grâce à ces travaux, l'impact du traitement enzymatique sur l'organisation des composés de la paroi et les propriétés des fibres a été évalué et quantifié. Les résultats diffèrent d'une enzyme à l'autre. Les enzymes ayant une activité cellobiohydrolase, xylanase ou mannanase ont présenté une action limitée. Peu de changements été observés. Seul le traitement par une xylanase a permis une amélioration de blancheur. Les cellulases présentant une activité endoglucanase majoritaire ont conduit à une ouverture de la structure des fibres, une augmentation de la proportion d'eau liée et de la résistance à la rupture du papier. L'observation en microscopie électronique couplé à de l'immunomarquage a par ailleurs permis de mettre en évidence la pénétration de cette enzyme au coeur de la paroi de la fibre. Toutefois, dans le cas de la pâte de résineux, la longueur des fibres a fortement été réduite. L'optimisation des conditions de traitement mécanique au travers d'une diminution de l'intensité de raffinage et de la quantité d'enzymes appliquée a permis de limiter la perte de résistance au déchirement consécutive à cette coupe. Dans ces conditions, en acceptant une diminution des résistances de 10% pour la rupture et de 13% pour le déchirement, une économie d'énergie de raffinage de 40% devient possible. Dans le cas de la pâte d'eucalyptus, les endoglucanases ont généré les effets les plus importants avec une augmentation de la résistance des feuilles et une égouttabilité supérieure. Avec un raffinage enzymatique optimisé, il devient possible de réduire de 45% la consommation d'énergie pour atteindre une résistance à la rupture de la feuille de papier de 4km (longueur de rupture)
To produce papers matching with the requirements of paper machines and customers , it is of of the utmost importance to refine bleached chemical pulps. This stage allows modifying the morphological characteristics of fibres, to improve the paper formation and to develop the mechanical resistance of paper. The refining requires up to 30 % of the total energy consumption of a paper mill. Consequently, it is a key issue to look for solutions aiming at reducing the energy bill of this post. In this context, the addition of enzymes in the process could be one of these environmentally friendly solutions. The enzymes chosen, introduced before refining, have a specific action on the fibre wall chemid ll components of bleached kraft pulps which have been obtained from a mix of softwood or fram Brazilian eucalyptus. Results of introducing the enzyme allowed assessment and quantification of the impact of the enzyme treatment on fibre compounds organization and praperties. The consequences of the enzyme treatment differed from an enzyme to another one. Enzymes presenting an activity cellobiohydrolase, xylanase or mannanase had limited effects. Changes were too narrow to be noticed. Xylanase treatment only resulted in an improvement in pulp brightness. Cellulases presenting major endoglucanase activity opened the structure of fibres, increasing the proportion of linked water in the wall and the tensile strength of paper. Observations with electron microscopy coupled with immunolabelling technique showed the penetration of this enzyme through the fibre wall. Nevertheless, in the case of softwood pulp, fibre length dropped. The optimization of the enzyme amount and the mechanical treatment through a reduction of the refining intensity, reduced tear strength losses. In these conditions, if a reduction of 10 % of tensile strength and 13 % of tear strength can be tolerated, 40 % of refining energy could be saved. Ln the case of eucalyptus pulp, endoglucanases generated the most important effects with an improvement of the paper resistance and a better drainage. With an optimizedenzymatic refining, it became possible to reduce the energy consumption by 45 % to reach 4km of breaking length, while maintaining high levels in the other relevant parameters

Les biotechnologies peuvent être utilisées dans le domaine de l'industrie papetière comme alternatives aux procédés chimiques de production de pâtes à papier. Dans le cadre de ces travaux de thèse nous avons souhaité exploiter les avancées technologiques dans le domaine de la génomique et de l'ingénierie des protéines pour améliorer les procédés biotechnologiques appliqués à la production et au blanchiment de pâtes chimiques. Dans une première partie, le secrétome du Basidiomycète Phanerochaete chrysosporium, cultivé sur copeaux de bois de résineux en conditions de biopulping, a été analysé. Une approche protéomique a été choisie, en exploitant le génome de ce champignon. L'analyse protéomique a révélé la production de différentes enzymes impliquées dans la biodégradation des constituants du bois. La sécrétion de certaines des enzymes identifiées a été démontrée pour la première fois. Les copeaux de bois traités ont par la suite été soumis à un procédé de mise en pâte chimique (procédé kraft) et à un blanchiment au dioxyde de chlore. Le traitement fongique a conduit à une augmentation du rendement en pâte kraft, accompagnée d'une augmentation de la blancheur finale de la pâte produite et d'une diminution de la consommation en réactifs de blanchiment. Ces effets peuvent être partiellement expliqués par une production d'enzymes spécifique de dégradation du bois. Dans la deuxième partie de ces travaux, la laccase du Basidiomycète Pycnoporus cinnabarinus a été modifiée par fusion à un module de fixation aux carbohydrates (CBM) fongique. La laccase-CBM obtenue a pu être produite chez Aspergillus niger, et ses capacités de fixation à un substrat cellulosique et à des fibres de pâte kraft de résineux ont été évaluées. La laccase-CBM a été comparée à la laccase de P. Cinnabarinus dans des essais de délignification et de blanchiment d'une pâte kraft de résineux, en présence d'un médiateur d'oxydoréduction (hydroxybenzotriazole). La présence du CBM a permis d'améliorer la biodélignification de la pâte kraft étudiée par la laccase, conduisant à une diminution de la charge enzymatique, une augmentation de la blancheur finale de la pâte, une diminution de la consommation en dioxyde de chlore et une préservation des propriétés mécaniques des fibres. Des analyses microscopiques ont révélé une pénétration de la laccase-CBM dans la paroi des fibres, et sa rétention au sein des fibres à la fin du traitement enzymatique
Biotechnologies can be applied to paper industry as an alternative to chemical processes for pulp and paper production. In this work advances in genomic and protein engineering were used to improve biotechnological processes applied to chemical pulps production and bleaching. In the first part of this work, the Phanerochaete chrysosporium secretome, grown on softwood chips under biopulping conditions was analysed. A proteomic approach was chosen, using the P. Chrysosporium genome. Proteomic analysis revealed the production of several enzymes involved in wood biodegradation. The secretion of some of the identified enzymes was demonstrated for the first time. Biotreated wood chips were further submitted to kraft cooking and chlorine dioxide bleaching. Fungal treatment led to an increase of pulp yield, as well as an increase of pulp final brightness and a decrease in chlorine dioxide consumption. These effects could be partially explained by the production of specific wood-degrading enzymes. In the second part, Pycnoporus cinnabarinus laccase was fused to a fungal carbohydrate binding module (CBM). The laccase-CBM was produced in Aspergillus niger, and binding capabilities of the enzyme on a cellulosic substrate and on softwood kraft pulp fibers were evaluated. Laccase-CBM and P. Cinnabarinus laccase were compared for their softwood kraft pulp biobleaching potential, in the presence of a redox mediator (hydroxybenzotriazole). The presence of the CBM could improve pulp biodelignification with laccase, leading to a decrease in the enzymatic charge, an increase of pulp final brightness, a decrease in chlorine dioxide consumption and a preservation of pulp mechanical properties. Microscopic examinations revealed a penetration of the laccase-CBM in the fiber wall, and retention of the enzyme inside the pulp fibers at the end of the enzymatic treatment

L'exploitation des materiaux lignocellulosiques est souvent liee a etape de delignification selective comme dans l'industrie papetiere. L'ozonation permet cette operation dans des conditions interessantes. La maitrise de la chimie du procede d'ozonation passe par une connaissance approfondie de la nature et de l'evolution des composes formes. La combinaison de differentes techniques analytiques a permis l'identification des produits d'ozonation de sciure de peuplier et de composes modeles de lignines adsorbes sur support solide. Certains esters n'ont pu etre detectes que par thermodesorption utilisee comme technique d'injection associee au couplage chromatographie en phase gazeuse-spectrometrie de masse. L'evolution comparee des structures des produits d'ozonation de la sciure et de composes modeles a permis de proposer un schema global de l'action de l'ozone sur la lignocellulose, base sur: la degradation du reseau macromoleculaire de lignines, la liberation consecutive des polysaccharides et les effets des produits d'ozonation formes sur la poursuite de la reaction d'ozonation

L'industrie de la pate a papier se revele etre grosse consommatrice de bois et polluante par les reactifs soufres et chlores qu'elle utilise. Cette etude presente des solutions originales a ces differents problemes. Apres une bibliographie des procedes kraft et bisulfite, la fabrication de pate a papier par un procede alcalin soude/anthraquinone en deux etapes impregnation et cuisson est etudiee. Une optimisation effectuee sur la production de pate a partir de bagasse de canne a sucre a permis de limiter les quantites de reactifs et d'eau, et de substituer une partie de soude par du na#2co#3 tout en ameliorant sensiblement les qualites de la pate. Dans un second temps la soude est remplacee en totalite par du na#2co#3 et du cao qui generent, dans le reacteur lors de la cuisson, de la soude et du caco#3 finement depose sur les fibres. Ceci permet de produire de la pate directement chargee et de qualite equivalente. Ces etudes ont porte sur de nombreuses plantes annelles reconnues pour leur qualite papetiere. Une seconde etude bibliographique portant sur la chimie du blanchiment a permis de montrer les limites des reactifs chlores trop polluants. L'ozone peut etre utilise comme agent delignifiant et blanchissant des pates precedemment fabriquees. L'etude concerne la mise au point d'un reacteur et la recherche des conditions satisfaisantes de blanchiment. Elle a conduit au choix d'un stade z a haute consistance, limitant les charges d'ozone a 1% par rapport a la pate. Differentes sequences de blanchiment en trois phases a partir d'ozone et de peroxyde, sont proposees sur les pates chargees et non chargees. La charge caco#3 permet de limiter la degradation des fibres. L'etude repond aux grands problemes poses par cette industrie, en developpant un procede sans soufre ni chlore, et specialement adapte a des plantes annuelles (pailles, sorgho, bagasse)

Apres une etude biliographique axee principalement sur la structure du bois et sur la reactivite chimique de l'ozone sur la lignine, l'influence de quatre parametres principaux -masse et humidite du solide, debit gazeux, concentration en ozone- sur la reaction de degradation de la lignine de sciure de peuplier par l'ozone, en lit fixe, est mise en evidence. L'evolution de la masse de lignine en fonction du temps d'ozonation a ete suivie pour differentes valeurs du debit gazeux et de la concentration en ozone. Une modelisation globale, basee sur l'ecriture de la vitesse de la reaction chimique et du bilan matiere sur l'ozone permet de rendre compte de l'evolution de la masse des reactants et des produits hydrosolubles en fonction du temps d'ozonation.

Etude de la corrosion en milieu de sels fondus (melanges na::(2)so::(4), na::(2)co::(3), nacl et na::(2)co::(3), na::(2)s, na::(2)so::(4), nacl) pour des temperatures comprises entre 300**(o)c et 900**(o)c d'alliages de nickel (in800, in600. . . ) et d'aciers inoxydables (z6cn1810, z12cn25-20. . . ). Mesure des variations de masse et examen des produits formes. Influence d'un traitement de surface. Influence de la composition de l'alliage. Mecanisme de corrosion

La bagasse d'agave tequilana W cv azul est le sous-produit solide de l'extraction des sucres, essentiellement l'inuline, de la tête d'agave tequilana, pour la fermentation éthanolique et la distillation de la tequila. Les caractéristiques physiques, la structure microscopique et la composition chimique de la tête d'agave tequilana fraîche et de la bagasse fraîche et séchée sont étudies. La bagasse contient entre 5 et 20% de sucres libres selon sont état de siccité, et est constituée par plus de 80% des fibres, dont 56 % de cellulose, 24,3 % de hémicelluloses et 19,5 % de lignine. La digestibilité in vivo de la bagasse d'agave tequilana peut être améliorée pour des traitements chimiques [NaOH, Ca(OH)2, NH4OH], physico-chimique à la vapeur d'eau ou biologiques avec le champignon Pachysolen tannophilus jusqu'à des valeurs de près de 65 %, équivalentes à celle de la luzerne. La fermentation des sucres libres résiduels de l'extraction aqueuse de la fibre d'agave avec la levure Saccharomyces cerevisiae permet d'obtenir des concentrations en éthanol de 7. 2 g/L avec un rendement de 40 % par rapport á la matière sèche de la bagasse d'agave fraîche. L'hydrolyse acide des hémicelluloses de la bagasse sèche dans des conditions douce de température (95°C) et de concentration en acide sulfurique et chlorhydrique (1N) conduit á des hydrolysats riches en pentose (xylose et arabinose) et en hexose (glucose, fructose et galactose). La fermentation des ses sucres par Pachysolen tannophilus conduit à des concentrations en éthanol de 10 g/L et en xylitol de 2,9 g/L, avec des rendements par rapport à la matière de la bagasse sèche respectivement de 56% et de 13%
The agro-industrial Agave tequilana bagasse byproduct from the tequila industry, was physical and chemical characterized. The physical characteristics indicated that these residues to be composed of heterogeneous fibrous and not fibrous organic material in form of fines particles. The chemical analysis show a content in cellulose of 43 %, lignin 15%, hemicelluloses 19 %, total nitrogen matter 3%, pectin 1 %, fatty 1 %, reducing sugar 5-10 % and ashes 6 %. In accord with these results we studied the different proceeding of valorization: Sugar free was fermented by Saccharomyces cerevisiae to produced ethanol (7,2 g/L); hemicellulosic hydrolyzed obtained by acid hydrolysis (H2SO4, HCl, 0. 1-1N 95°C) was fermented by Pachysolen tannophilus to produce ethanol (10 g/L) and xylitol (2. 9 g/L); alkaline extraction (NaOH 5 %) of hemicelluloses for paper production; chemical (NaOH, Ca(OH)2, NH4OH) and biologic (Phanerochaete crysosporium) pretreatment to increase bagasse's digestibility

Le travail présenté s'inscrit dans une démarche de raffinage de la matière végétale via la filière papetière visant la valorisation de ses biopolymères constitutifs : cellulose, hémicelluloses et lignines. Deux options de procédé papetier alcalin sans composés soufrés sont étudiées et comparées à partir de paille d'orge : un procédé soude-anthraquinone et un procédé alcalin qui utilise en présence d'anthraquinone la réaction de caustification pour générer in situ dans le réacteur de la soude et une charge minérale constituée de CaCO3-CaSiO3-Ca (OH)2. La quantité de soude générée est calculée à partir de la fraction de Ca (OH)2 non convertie au cours de la réaction de caustification, déterminée par l'analyse thermogravimétrique de la charge. Une qualité de délignification équivalente est obtenue avec les 2 procédés. Les fractions de lignines extraites des liqueurs noires par précipitation fractionnée présentent des compositions similaires. La présence de calcium est observée dans les liqueurs noires et les lignines GSH. Un bilan massique détaillé et comparatif du fractionnement est établi ainsi qu'un bilan global depuis la paille d'orge jusqu'aux lignines finales. Une option de recyclage direct d'un des réactifs de cuisson est proposée.

Les procedes de blanchiment des pates a papier chimiques ont connu une evolution sans precedent ces dernieres annees. Les nouvelles reglementations en matiere de rejet de composes organochlores dans les effluents, ont en effet contraint peu a peu les industriels papetiers a developper des sequences utilisant de nouveaux oxydants tels que l'ozone, l'oxygene et peroxyde d'hydrogene. L'ozone presente toutefois deux inconvenients majeurs: son prix eleve et son aptitude a degrader les hydrates de carbone au detriment des proprietes mecaniques des pates. Les travaux presentes dans ce memoire ont eu pour objectif de rechercher les conditions optimales d'ozonation a faible et a haute consistance. Grace a une meilleure connaissance des differentes etapes du transfert de l'ozone de la phase gazeuse jusqu'au site reactionnel, les resultats d'ozonation ont pu nettement etre ameliores et ont montre que la reactivite, l'efficacite et la selectivite d'ozonation, dependent non seulement de parametres comme la consistance, la presence ou non d'additifs mais aussi du debit gazeux, de la concentration d'ozone dans l'oxygene et de la nature du reacteur. Dans une deuxieme partie, la position du stade d'ozonation dans la sequence complete de blanchiment a ete etudiee. Ainsi, il apparait qu'un agencement precis des reactifs et la maitrise de la charge en ozone vont permettre de rendre la sequence a la fois plus selective et plus viable d'un point de vue economique. Les connaissances acquises devraient permettre la conception de reacteurs chimiques mieux adaptes a la haute et la moyenne consistance et faire en sorte que plus aucun obstacle ne s'oppose au developpement des sequences tcf

Afin de supprimer les rejets de composes organo-chlores dans les effluents de blanchiment des pates, les industries papetieres s'orientent vers l'utilisation d'agents de blanchiment comme l'oxygene, le peroxyde d'hydrogene et surtout l'ozone qui fait l'objet de cette etude. En tant que puissant oxydant, l'ozone a tendance a degrader la cellulose au cours du blanchiment de la pate. Cet inconvenient et le prix de revient eleve de l'ozone nous ont conduit a etudier l'optimisation de l'efficacite du stade d'ozonation. Compte tenu de ces considerations, nous avons examine l'effet de divers additifs organiques, alcools et acides, sur l'ozonation de la pate kraft a faible consistance. Parmi tous les additifs testes, le tert-butanol meme present en faible quantite a la meilleure action sur la delignification tout en sauvegardant la cellulose. Les resultats concernant la variation des parametres operatoires montrent qu'une baisse de la temperature est favorable a l'ozonation en presence de tert-butanol, tandis que le ph n'a pas d'effet significatif lorsqu'il est inferieur a 6; l'efficacite de la delignification diminue au fur et a mesure de l'augmentation de la charge en ozone au cours d'un seul stade d'ozonation sans influencer significativement la selectivite. A partir des resultats de l'optimisation de l'ozonation, nous avons ensuite procede a la sequence de blanchiment sans chlore en faisant intervenir successivement les reactifs comme l'oxygene, l'ozone et le peroxyde d'hydrogene. Nous avons egalement etudie l'influence d'etapes non oxydantes tels que les pretraitements acide ou chelatant ainsi que les stades d'extraction et montre leurs actions favorables au blanchiment et a la selectivite. Ainsi nous pouvons obtenir une blancheur elevee tout en preservant le degre de polymerisation de la pate avec une sequence de blanchiment sans chlore associant l'ozonation en presence de tert-butanol avec l'oxygene et le peroxyde d'hydrogene ainsi que les etapes non oxydantes precedemment cites

Un bilan bibliographique des differentes techniques de fabrication de pate a papier a partir des plantes annuelles est dresse. La repartition des principaux constituants de la plante entiere et de la moelle de sorgho a balai (broom sorghum) est suivie pour 150 nouveaux hybrides. Le fractionnement de la moelle de sorgho par extraction a l'eau puis a la soude conduit a l'obtention d'hemicelluloses a et b, avec des rendements de 6 et 19% respectivement et un residu cellulosique. Les hemicelluloses extraites sont des arabinoxylanes substitues par des motifs 4-0 methyl glucuroniques. Les hemicelluloses a ont des proprietes rheofluidifiantes et thixotropes. Les hemicelluloses b sont filmogenes. Le residu cellulosique apres extraction basique incorpore dans des betons et des mortiers permet d'obtenir des materiaux mixtes liant hydraulique-matiere vegetale, en particulier avec la fibre de sorgho

Qu'implique-t-il de gouverner l'installation d'industries polluantes dans les pays en développement à l'aune du concept de développement durable ? Pour répondre à cette question, la thèse retrace, dans une approche STS, une histoire du gouvernement de la mondialisation de l'industrie papetière depuis les années 1980. L'enquête s'axe sur les instruments visant à réaliser la promesse du développement durable, notamment l'évaluation d'impact environnemental et les meilleures techniques disponibles. Misant sur le récit comme méthodologie adaptée à l'analyse de l'action collective, la thèse suit les trajectoires des controverses autour des technologies de fabrication de la pâte à papier et leurs impacts sur l'environnement des usines depuis leurs origines en Europe et aux États-Unis jusqu'aux rives du fleuve Uruguay. L'affaire des usines de pâte à papier sur le fleuve Uruguay dans les années 2000 offre l'occasion d'étudier la confluence conflictuelle de trajectoires plus vastes : celle de mondialisation de l'industrie papetière, celle du développement forestier de l'Uruguay, celle des conflits entre l'Uruguay et l'Argentine autour du bon gouvernement du fleuve Uruguay et celle de l'approche de la Cour internationale de justice à la résolution du différend environnemental. Ainsi, partant de cette récente affaire d'une richesse rare, la thèse offre une analyse originale, axée sur les contraintes structurelles, des luttes qui se déploient dans un vaste nombre d'arènes locales, nationales, internationales et transnationales, autour des projets controversés et à l'aune de ce signifiant politique vide qu'est le développent durable et que l'on cherche à donner substance
What does it imply to govern through the concept of sustainable development the sitting of polluting industries in developing countries? To answer this question, the thesis traces, in an STS approach, a history of the govemment of the globalization of the paper industry since the 1980s. The inquiry focuses on the instruments to achieve the promise of sustainable development, including environmental impact assessment and the best available techniques. Building on the narrative as a methodology adapted to the analysis of collective action, the thesis follows the trajectories of the controversies about manufacturing technologies of pulp and their impacts on the environment, from their origins in Europe and the United States to the banks of the River Uruguay. The case of pulp mills on the River Uruguay in the 2000s offers the opportunity to study the confiieting confluence of larger trajectories: the globalization of the paper industry, the forestry development in Uruguay, the conflict between Uruguay and Argentina around the good government of the River Uruguay and the approach of the International Court of Justice to the resolution of environmental disputes. Thus, starting from this récent case of a rare richness, the thesis offers an original analysis, focused on the structural constraints, of struggles that unfold in a large number of local, national, international and transnational arenas around controversial projects and in the light of that empty political signifier they seek substantiate : sustainable development

L'elimination de la lignine des composes lignocellulosiques reste le probleme majeur de l'industrie papetiere. Couteuse en energie et fortement polluante, elle genere des chlorolignines fortement toxiques pour l'homme. Ces considerations economiques et ecologiques ont incite la profession a rechercher des innovations technologiques. Dans ce contexte, les procedes biotechnologiques bases sur des enzymes fongiques ligninolytiques representent une alternative particulierement seduisante. Les travaux realises dans le cadre de cette these concernent la maitrise de la production et de la mise en uvre dans le domaine papetier de deux types d'enzymes ligninolytiques, la laccase et la manganese peroxydase (mnp). Dans un premier temps, nous avons selectionne par des methodes de la genetique formelle des souches monocaryotiques de pycnoporus cinnabarinus hyperproductrices de laccases. Deux souches ont ainsi ete selectionnees. Par la suite, deux isoformes de la laccase ont ete isolees et caracterisees chez la meilleure des souches selectionnee (p. Cinnabarinus ss3). Nos travaux se sont ensuite orientes vers la maitrise de la production a l'echelle pilote de mnp par une souche hyperproductrice (phanerochaete chrysosporium i-1512). L'extrapolation d'une technique de culture mise au point par notre unite, associant un systeme immobilise avec un reacteur de type air-lift a permis d'obtenir des taux de production de mnp sans precedents. Enfin, de nouveaux procedes mettant en uvre in vitro la laccase et la mnp sur deux types de pates industrielles (peuplier et paille de ble) ont ete developpes. Les potentialites de ces enzymes ont ete clairement demontrees permettant : - des gains d'energie lors de l'etape de raffinage, entrainant une reduction du cout de production ; - une delignification selective importante permettant une reduction significative du rejet de chlorolignines dans les effluents papetiers.

L'industrie forestière québécoise est à la croisée des chemins. La hausse du prix de l'énergie, la montée du dollar canadien, ainsi que le déclin de plusieurs marchés conventionnels ont rendu obsolète l'ancien modèle d'affaires de la plupart des compagnies forestières; cet ancien modèle étant basé sur la production de masse de produits standards destinés à des marchés conventionnels. Pour le cas des papetières, la baisse structurelle de la demande pour plusieurs produits de pâtes et papiers ainsi qu'une structure de coûts lourde, désavantagée face à la compétition à faible coût, ont rendu inévitable la transformation de ce secteur afin de survivre à la crise. Plusieurs avenues de transformation s’offrent au secteur de pâtes et papiers incluant la modernisation des processus de production, ou encore la diversification de la plateforme de production en intégrant des produits de pâtes et papiers innovateurs ou des nouveaux produits à haute valeur ajoutée tels que les bioproduits. Notre contribution à travers ce projet est de développer des outils d'aide à la décision permettant aux preneurs de décision au sein du secteur de pâtes et papiers de revoir et d'innover leurs réseaux de création de valeur, d’identifier les stratégies de transformation les plus robustes, de réinventer leurs modèles d'affaires et établir des feuilles de route pour optimiser cette transformation. L'objectif est de proposer à une compagnie forestière des modèles adaptés aux changements majeurs affectant l'industrie forestière, qui seraient en mesure de créer et de livrer une valeur ajoutée tout en assurant un avantage concurrentiel durable. Trois contributions sont ainsi présentées dans de cette thèse. La première propose une approche décisionnelle à plusieurs niveaux (multi-niveaux) pour réinventer les modèles d’affaires des compagnies de pâtes et papiers. La deuxième contribution présente un cadre d’aide à la décision pour évaluer le potentiel technico-économique d’intégrer la bioénergie au sein des compagnies de pâtes et papiers. Quant à la troisième contribution, elle apporte une approche de modélisation par scénarios permettant d’identifier les stratégies les plus robustes pour le secteur de pâtes et papiers, qui sauraient résister aux incertitudes technologiques, économiques et sociopolitiques affectant le secteur dans les années à venir.

On a cherche a modeliser certains aspects du raffinage des pates afin d'expliquer et de limiter l'energie depensee. L'examen bibliographique souligne la complexite des phenomenes, mis en jeu. Une modelisation de l'effet des lames sur la pate consiste en l'application de contraintes pulsees d'etirement sur une fibre individuelle. On observe sa rigidification lors de l'essai. Les fibres kraft ont un comportement plus visqueux que les fibres au bisulfite, d'ou une plus grande depense energetique. Des observations microscopiques revelent une amelioration de l'etat de la fibre. L'etude des parametres geometriques lies aux plaques permet d'evaluer la frequence des contraintes imposees aux fibres. On calcule un nombre de points de croisement, un angle caracteristique et une energie par impact. On etablit une correlation entre longueur des fibres et rapport nombre de points de croisement/angle caracteristique. On trace des diagrammes d'optimisation energetique afin de choisir la meilleure geometrie de plaque

Mise au point d'une chaine experimentale de preparation de pates a haut rendement pour papiers impression-ecriture a partir d'un melange de chene, chataignier et bouleau. La destructuration des copeaux et la delignification par l'hydrogenosulfite de magnesium constituent les etapes principales de la chaine experimentale retenue et font l'objet d'etudes detaillees, ce qui debouche sur l'optimisation des parametres essentiels. Plusieurs pates chimiques a haut rendement ont ete preparees. Leurs caracteristiques optiques, mecaniques et leur aptitude a l'eclaircissement par le peroxyde d'hydrogene ont ete determinees

Ce travail consiste à contribuer à la valorisation de la lignine, un sous-produit important de l’industrie du papier. L’objectif est d’utiliser la lignine comme retardateur de flamme (FR) pour les matériaux polymères. Dans un premier temps, la lignine fut phosphorylée. Des analyses structurales ont permis d’établir que du phosphore est lié de manière covalente à la lignine. La conséquence est que la stabilité thermique ainsi que la quantité de résidu charbonné sont fortement améliorées. Les lignines de départ et phosphorylée ont été incorporées dans des polymères thermoplastiques afin d’évaluer l’influence du phosphore ainsi que les performances au feu. Des propriétés prometteuses ont particulièrement été obtenues dans l’acide polylactique (PLA) et l’acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS). Des formulations combinant les lignines avec d’autres additifs furent développées, et leurs performances au feu discutées. Ainsi, un large screening considérant la lignine comme FR fut réalisé. Le système comprenant la lignine, de départ ou phosphorylée, dans l’ABS fut finalement étudié en détail afin d’en élucider leur mécanisme d’action. Un effort particulier fut porté sur la réaction au feu ainsi que la dégradation thermique de ce composite. Durant sa dégradation thermique, la lignine produit une couche carbonée qui limite les échanges de masse entre le polymère et la flamme, permettant d’améliorer la réaction au feu de l’ABS. Cette barrière est d’autant plus efficace en utilisant la lignine phosphorylée. Il a été observé que le phosphore est actif dans la phase condensée, provoquant une formation plus rapide de la barrière, qui est également plus stable thermiquement
The aim of this PhD is to contribute to the valorization of lignin, an abundant byproduct of pulping industry by using it as flame retardant (FR) additive for polymeric materials. First, phosphorylation of lignin was undertaken. According to structural characterization, phosphorus was found to be covalently bonded to lignin. As a consequence, the thermal stability of lignin was enhanced as well as the char yield. Based on these results, both neat and phosphorylated lignin were incorporated in several polymers in order to assess their FR performance and the influence of phosphorus. Promising results were especially obtained in polylactic acid (PLA) and acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS). Then FR performance of formulations combining lignins and other additives was discussed. A large screening using lignin as FR additive in PLA and ABS was therefore achieved. The system considering phosphorylated lignin in ABS was finally investigated in detail. FR performance as well as thermal degradation were deeply studied. Lignin produces a char when exposed to a flame or a heat source which acts as a physical layer by mainly limiting mass transfers between the burning polymer and the flame. The char produced by phosphorylated lignin demonstrated a higher efficiency, thus leading to enhanced FR properties. Phosphorus was indeed active in the condensed phase, promoting the char formation and leading to structures which stabilize the char. The mode of action of lignin and phosphorylated lignin as flame retardant additive in ABS was elucidated

Cette étude a pour but d’explorer la dynamique de la négociation collective alors que celle-ci se déroule dans un contexte de restructuration. Plus spécifiquement, ce mémoire vise à explorer l’influence du rapport de force de l’acteur syndical lors d’une restructuration se déroulant sous la Loi sur les arrangements avec les créanciers des compagnies. Les résultats de recherche identifient les impacts sur la dynamique de la négociation collective. Le pouvoir de l’action syndicale est considérablement diminué. Ensuite, la structure de négociation collective est transformée unilatéralement par l’employeur et a comme conséquence l’affaiblissement du rapport de force de l’acteur syndical. Les stratégies de l’employeur, de par la primauté accordée à la réussite de la restructuration, contraignent le syndicat à peu de marge de manœuvre pendant la négociation collective. Ces résultats tendent ainsi à démontrer que la dynamique de la négociation collective vécue par l’acteur syndical est fortement influencée.

Le suivi des procédés à boues activées est délicat du fait de leur dynamique lente, de la complexité de leur comportement mais surtout du manque d'information sur leur état. Ce constat est d'autant plus vrai pour les procédés de traitement des effluents papetiers étant donné le peu de moyens disponibles pour leur instrumentation alors que la variabilité des effluents est beaucoup moins prévisible que sur les eaux urbaines. Les opérateurs humains sont en attente d'outils efficaces les aidant dans leur prise de décision afin d'améliorer la qualité du traitement. Nous avons donc défini une démarche en quatre étapes pour le développement d'un outil d'aide à la décision : modélisation, estimation, anticipation dynamique, proposition d'action. Les bases de cet outil ont été développées dans ce travail : un modèle papetier a été validé sur des données expérimentales papetières. Afin de s'affranchir des spécificités et des contraintes liées aux procédés industriels, un pilote modulable, semi-industriel et supervisé a été mis en place pour mener à bien différentes études expérimentales. La modélisation a été effectuée par réduction du modèle biologique ASM1 grâce au choix du schéma réactionnel. Il a été montré qu'il est nécessaire de développer un modèle spécifique aux effluents papetiers. La validation du modèle papetier a été menée à bien sur les données obtenues sur le pilote, celui-ci étant alimenté par un effluent papetier réel. Ces résultats étant tout à fait satisfaisant, le modèle peut donc être intégré aux autres étapes de l'outil d'aide à la décision, permettant alors une réelle maîtrise de la qualité des eaux issues du traitement biologique par boues activées d'effluents papetiers.

Le secteur canadien des pâtes et papiers (P&P) a joué un rôle socioéconomique majeur durant les deux derniers siècles. Ces compagnies, en plus de l’avantage de leur positionnement géographique, ont accumulé une expérience confirmée en matière d’industrie forestière, dont notamment le traitement de la biomasse ligneuse. Au cours des trois dernières décennies, ces entités ont encouru des contraintes environnementales difficiles, auxquelles vient s’ajouter une crise chronique du marché. Cette dernière crise a eu des retombées sans précédent sur le côté social, ce qui a amené à qualifier le contexte difficile du secteur comme une crise de soutenabilité. Au cours de la dernière décennie, l’industrie de l’énergie verte est devenue une composante basique des stratégies de transition énergétique pour les pays développés. La biomasse a toujours été au coeur de cette stratégie pour le Canada. Pour les P&P, cette orientation constitue une opportunité pour résoudre la crise environnementale et économique accrue du secteur. Les preneurs de décision ont besoin d’une feuille de route pour transformer les usines de P&P en Bioraffinerie Forestière Intégrée (BRFI). Le choix des technologies, le dimensionnement de la capacité de production et le choix des voies d’investissement bioénergétique constituent des préoccupations majeures pour les preneurs de décision. Toutefois l’évaluation de la soutenabilité de cette transformation demeure un défi de taille. Notre contribution vise à développer des approches et des outils d’aide à la décision pour supporter une transformation efficace, robuste et durable de l’industrie des P&P au Canada. L'objectif est d’évaluer la soutenabilité de l’intégration des BRFI et de communiquer un nouveau modèle d’affaires aux preneurs de décision, tout en renforçant leur capacité de négocier une politique incitative propice en matière des investissements bioénergétiques dans le cadre du partenariat public-privé. La méthodologie utilisée pour atteindre cet objectif se place à l'intersection de l'aide à la décision, de l'optimisation mathématique et de l'analyse financière et économique. Notre première contribution propose la conception et l’application d’une méthode d’évaluation de la soutenabilité intégrant l’approche cycle de vie à l'optimisation du réseau de création de valeur dans le cadre d’un modèle mathématique multiobjectif. Ce dernier modèle fournira une feuille de route pour les investissements soutenables en bioénergie, minimisant les émissions de Gaz à Effet de Serre (GES) et maximisant la valeur financière de la bioraffinerie sur un horizon de planification à long terme tout en assurant une gestion optimale de l’activité incubatrice. Au niveau de la deuxième contribution, nous présentons une analyse de sensibilité du modèle mathématique proposé selon des scénarios plausibles, et ce, avec l’élaboration d’un canevas pour bien communiquer le modèle aux preneurs de décision. Le but de cette partie est d'évaluer la robustesse du modèle, de bien communiquer aux parties prenantes les implications des choix d'investissement dans la production de bioénergie dans un environnement incertain et d’identifier les perspectives pour améliorer l'efficacité du modèle proposé. Dans la troisième contribution, nous proposons une analyse fiscale approfondie des modes de dépréciations dérogatoires appliqués aux investissements en bioénergie. Cette analyse traite l’impact des types d’amortissements dérogatoires sur le choix d’investissement bioénergétique et sur la soutenabilité. Notre objectif est de fournir aux preneurs de décision un ensemble d’outils d’aide à la décision tout en renforçant leur pouvoir de négocier une politique fiscale favorable à l’investissement bioénergétique. Dans cette partie, on a mis en évidence le fait que le choix de l’investissement couplé avec le choix de sa façon de dépréciation offre à l’investisseur une visibilité plus complète sur les conséquences pratiques de l’investissement dans le domaine bioénergétique en connivence avec la législation fiscale en vigueur. Ce qui conforte le partenariat public-privé et détermine le niveau d’interventionnisme public dans la réussite des transformations escomptées du secteur de P&P. L’analyse d’impacts sociaux et les approches de programmation stochastique pour l’étude de robustesse n’ont pas été abordées par ce travail, elles ont été présentées comme perspectives de recherche.
The Canadian pulp and paper sector has played a major socio-economic role in the last two centuries. In addition to the advantage of their geographical position, P&P companies have accumulated proven experience in the forest industry, including the treatment of wood biomass. Over the last three decades, these entities have faced difficult environmental constraints, compounded by a chronic market crisis. This latest crisis has had unprecedented social consequences leading to a crisis of sustainability. Over the last decade, the green energy industry has become a basic component of the energy transition strategies for developed countries. Biomass has always been at the heart of such a strategy for Canada. For the P&P, this orientation is an opportunity to solve the growing environmental and economic crisis of the sector. Decision-makers need a road map to transform P&P's factories into an Integrated Forest Biorefinery (IFBR). The choice of technologies, the sizing of production capacity and the choice of bioenergy investment are major concerns for decision-makers. However, assessing the sustainability of this transformation remains a major challenge. Our contribution is focused on developing decision support approaches and tools to support an effective, robust and sustainable transformation of Canada's P&P industry. The objective is to assess the sustainability of the IFBR integration and to present a new business model to decision-makers, which can strengthen their ability to negotiate a favorable incentive policy for bioenergy investments within the framework of the public-private partnership. To achieve this goal, our methodology combines decision support tools, mathematical optimization models, along with financial and economic analysis. Our first contribution proposes the design and application of a sustainability evaluation method integrating the life cycle approach and the optimization of the value creation network as part of a multi-objective mathematical model. The proposed model provides a roadmap for sustainable bioenergy investments, minimizing GHG emissions and maximizing the financial value of the biorefinery over a long-term planning horizon while ensuring optimal management of the incubator activity. In the second contribution, we present a sensitivity analysis of the proposed mathematical model according to well selected scenarios, with the development of a framework for communicating the model to the decision-makers. The purpose of this analysis is to assess the robustness of the model, to communicate to stakeholders the implications of investment choices in bioenergy production in an uncertain environment, and to identify opportunities for improving the effectiveness of the proposed model. In the third contribution, we propose an in-depth tax analysis using accelerated depreciation methods applied to investments in bioenergy. This analysis deals with the impact of the types of depreciations on the choice of bioenergy investment and on sustainability. Our goal is to provide decision makers with a set of decision support tools while strengthening their power to negotiate a tax policy favorable to bioenergy investment. In this part, it was highlighted that the choice of the investment coupled with the choice of its depreciation way offers the investor a more complete visibility on the practical consequences of the investment in the bioenergetics field with respect to prevalent tax legislation. This reinforces the public-private partnership and determines the level of public interventionism needed for the success of the expected transformation of the P&P sector. The social impact analysis and stochastic programming approaches for the robust study were not addressed by this work, they were presented as research perspectives.

Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre d'un contrat avec l'ANR (ANR-09-VERS-013 « THID ») et porte sur le développement d'une nouvelle génération de tags Chipless à bas coûts fonctionnant dans le domaine THz, pour des applications d'identification et/ou authentification unitaire des articles commerciaux, des papiers d'identités, des personnes pour le contrôle d'accès... Les structures proposées, constituées d'un empilement périodique de couches diélectriques d'indices de réfraction différents, utilisent les propriétés particulières des cristaux photoniques 1D de présenter une réponse électromagnétique entrecoupée de bandes interdites photoniques (BIP). Toute perturbation de la périodicité de la structure engendre des pics dans les bandes interdites qui sont utilisés pour coder une information binaire. Cette structuration particulière des matériaux permet donc de manipuler précisément une signature électromagnétique. Pour des raisons liées à l'industrialisation (facilité de fabrication en masse) et aussi de coût, nous avons retenu des matériaux de base déjà couramment utilisés dans l'industrie papetière : le papier et le polyéthylène. Le choix de ces matériaux, qui doivent allier contraste d'indice élevé et faible absorption, représente une étape cruciale dans ce travail. Ainsi, à partir des résultats expérimentaux obtenus par spectroscopie THz dans le domaine temporel (THz-TDS) sur un grand nombre de matériaux, nous avons pu concevoir deux familles de tags sur la base de ces différents matériaux. Par ailleurs, nous avons développé deux méthodes de codage d'une information binaire, toutes deux basées sur l'absence ou la présence de pics dans une BIP, pics dont la position et le nombre dépendent bien évidemment des défauts de périodicité introduits. Pour des applications liées à l'identification, des capacités de codage de près de 20 bits ont été démontrées. Nous avons aussi montré que la richesse d'information contenue dans la réponse électromagnétique de ces Tags THz peut être utilisée pour les applications liées à l'authentification unitaire, en utilisant comme critère de discrimination le coefficient d'autocorrélation. Nous avons ainsi pu évaluer les performances d'un test d'authentification basé sur ce critère dans différents domaines d'analyse : temporel, fréquentiel et temps-fréquence. Nous avons montré qu'une étude du spectrogramme (combinant temps et fréquence) est ainsi bien plus pertinente qu'une étude dans les seuls domaines temporel ou fréquentiel
This thesis work deals with the development of a new generation of low-cost Chipless tags operating in the THz frequency domain, it has been supported by the french national agency for research (ANR-09-VERS-013 « THID » ). It covers a wide area of applications such as the identification and/or unitary authentication of commercial items, identity papers, access control…To manufacture these tags, we proposed to use a periodic stack of dielectric material layers with different refractive index and whose thickness is of the order of the wavelength, commonly known as a one dimensional photonic crystal. The electromagnetic signature of such a structure exhibits photonic bandgaps (PBG), i.e. frequency windows in which light propagation is prohibited. We suggested modifying the periodicity of the crystal to create defect levels (peaks) for example in the 1st PBG to encode binary information. This particular structure allows to precisely tuned an electromagnetic signature. To ensure a mass and cost effective industrialization, we retained basic materials which are widely used in the pulp and paper industry: paper and polyethylene. The choice of these materials, which must combine high index contrast and low absorption, represents the first and a crucial step in this work. We characterize a wide range of materials using classical THz time domain spectroscopy (THz-TDS) and we propose two families of tags based on paper and polyethylene. Furthermore, we developed two methods to encode binary information, both based on the absence or presence of peaks in a PBG, peaks whose number and position depend on the introduced defects of periodicity. In a real identification test, a coding capacity of nearly 20-bit has been demonstrated. We also showed that the information contained in the electromagnetic response of these THz tags can be used for other applications related to the unitary authentication and by using the correlation coefficient as criterion for discrimination of the different signatures. Therefore, we evaluate the performance of an authentication test based on this criterion in various analysis domains: time, frequency and time-frequency. We showed that a study of the spectrogram (combining time and frequency representation) is much more relevant than a study in the only time or frequency domain