Soutenance de thèse de Cyril GUERS

Résumé:
Ce travail de thèse se concentre sur l’optimisation des matériaux cellulosiques (papiers, carton et matériaux à base de cellulose). Nous cherchons à optimiser ces matériaux dans le cadre d’applications hautes fréquences : radiofréquences et térahertz. Actuellement les propriétés diélectriques des matériaux cellulosiques, et notamment leurs pertes diélectriques, sont très élevées (10 à 100 fois plus que la plupart des substrats usuels). Cela se traduit par une limitation importante de l’efficacité des dispositifs applicatifs dans notre domaine d’étude. Dans ce travail nous commençons par étudier individuellement les propriétés diélectriques des différents constituants des matériaux cellulosiques. En utilisant des techniques de mesures en cavités résonantes (domaine RF) et spectroscopie THz dans le domaine temporel (domaine THz), nous en avons déduit l’impact respectif de ces différents constituants sur les pertes des papiers. De ces résultats nous proposons alors des méthodes et techniques permettant d’optimiser les papiers en réduisant leurs pertes. Enfin nous discutons des effets de la transposition de ces techniques sur une ligne de production industrielle et proposons des solutions transverses à l’exploitation des propriétés des papiers dans leurs états actuels. Plus précisément, nous montrons notamment l’effet important de la densité des papiers (taux d’air et de cellulose) sur les pertes et nous présentons entre autres des études sur la cristallinité, la longueur et l’orientation des fibres. Deux études plus poussées étudient l’impact des charges et de l’humidité sur les propriétés diélectriques des papiers. Nous montrons surtout que les charges sont très intéressantes pour réduire les pertes des matériaux cellulosiques et nous soulignons l’importance de l’humidité sur les pertes mesurées. Dans ces études nous présentons deux modèles de milieux effectifs pour modéliser le comportement des papiers chargés et les papiers humides. Ces modèles permettent de prédire l’évolution des propriétés des papiers en fonction du taux de charge et d’humidité. Grâce à ces résultats nous déterminons, en térahertz, les paramètres de l’eau liée à la cellulose, paramètres jusqu’alors inconnus.
 

• Tan Phu VUONG - Directeur de thèse
•  Ke WU - Examinateur
•  Frédéric GARET - CoDirecteur de thèse
•  Patrick MOUNAIX - Rapporteur
•  Philippe LE THUC - Rapporteur
•  Romain PERETTI - Examinateur