Soit k un corps algébriquement clos de caractéristique p>0. Soit C/k une courbe algébrique, propre, lisse et de genre g>1, munie d'un p-groupe G d'automorphismes tel que |G|/g> 2p/(p-1). Un tel couple (C,G) est appelé une "grosse action". Sous ces hypothèses, C--> C/G est un revêtement étale de la droite affine Spec k[X], complètement ramifié à l'infini. Après avoir précisé certaines propriétés du deuxième groupe de ramification G_2 de G à l'infini, on donne des exemples de telles actions avec G_2 abélien d'exposant quelconque. Ces exemples trouvent leur source dans la construction , via les corps de classes de rayon, de courbes algébriques sur un corps fini possédant beaucoup de points rationnels. On se concentre ensuite sur le cas où G_2 est un p-groupe abélien élémentaire. En considérant une filtration d'anneau de k[X] liée aux polynômes additifs, on obtient un théorème de structure pour les fonctions paramétrant le revêtement d'Artin-Schreier: C --> C/G_2. On exhibe alors des familles universelles et on discute l'espace de déformation correspondant lorsque p=5. On déduit de ces résultats une classification et une paramétrisation de telles actions lorsque |G|/g^2 est supérieur ou égal à 4/(p^2-1)^2. / Let k be an algebraically closed field of characteristic p>0 and C a connected nonsingular projective curve over k with genus g>1. We define a big action as a pair (C,G) where G is a p-subgroup of the k-automorphism group of C such that |G| /g > 2p / p-1. Then, C ---> C/G is an étale cover of the affine line Spec k[X] totally ramified at infinity. We first give necessary conditions on the second ramification G_2 of G at infinity for (C,G) to be a big action. We also display realizations of such actions with G_2 abelian of exponent as large as we want. Our main source of examples comes from the construction of curves with many rational points using ray class field theory for global function fields. Then we focus on the case where G_2 is p-elementary abelian. In particular, considering additive polynomials of k[X], we obtain a structure theorem for the functions parametrizing the Artin-Schreier cover C --> C/G_2. Then we display universal families and discuss the corresponding deformation space for p=5. All these results lead to the classification and the parametrization of big actions for |G|/g^2 greater or equal to 4/(p^2-1)^2.

Malgré leur grande activité antioxydante, l'utilisation de phénols naturels en tant qu'additifs antioxydants phénoliques pour les polyoléfines est limitée en raison de leur faible stabilité thermique et de leur caractère hydrophile. Nous présentons ici une synthèse chimio-enzymatique durable d’antioxydants lipophiles renouvelables spécifiquement conçus pour surmonter ces restrictions en utilisant de l’acide férulique naturel (présent dans la lignocellulose) et des huiles végétales (c.-à-d. acides lauriques, palmitiques, stéariques et glycérol). L'activité antiradicalaire (DPPH) ainsi que l'activité anti-oxydante (OIT) de ces nouveaux additifs entièrement biosourcés ont été rapportées à des antioxydants à base de carbone fossile disponibles dans le commerce tels que l'Irganox 1010® et l'Irganox 1076®. En outre, les tests d'activité œstrogénique n'ont révélé aucune perturbation du système endocrinien pour ces bisphénols nouvellement créés. La glycidylation de tous les composés a donné des précurseurs époxy biosourcés inoffensifs. Les analyses DSC, ATG et DMA démontrent que les propriétés thermomécaniques des résines époxy-amine obtenues peuvent être adaptées avec précision par le choix la longueur de la chaîne d’acides gras. / Despite their great antioxidant activities, the use of natural phenols as antioxidant additives for polyolefins is limited owing to their weak thermal stability and hydrophilic character. Herein, we report a sustainable chemo-enzymatic synthesis of renewable lipophilic phenolic antioxidants specifically designed to overcome these restrictions using naturally occurring ferulic acid (found in lignocellulose) and vegetal oils (i.e., lauric, palmitic, stearic acids, and glycerol) as starting materials. Antiradical activity (DPPH) as well as antioxidant activity (OIT) of these new fully biobased additives were reported to commercially available fossil-based antioxidants such as Irganox 1010® and Irganox 1076®. In addition, estrogenic activity tests revealed no endocrine disruption for newly created bisphenols. Glycidylation of all compounds afforded innocuous bio-based epoxy precursors. DSC, TGA and DMA analysis demonstrated that the thermo-mechanical properties of the obtained epoxy-amine resins can be finely tailored by judiciously selecting the fatty acid chain length.

Les hydrates de gaz sont des composés solides de type clathrate pouvant se former à partir de molécules de gaz hydrocarbonées sous pression et d'eau froide. Ces conditions sont réunies dans certaines conduites pétrolières et peuvent poser un problème de production. En effet, l'effluent pétrolier qui sort d'un puits de production contient toujours de l'eau et des molécules hydrocarbonées légères (méthane, éthane, propane) susceptibles de former un hydrate de gaz. Les hydrates de méthane ne sont pas naturellement présents dans les gisements de production car la température est beaucoup trop élevée (jusqu'à 200 °C). Par contre, le fluide pétrolier se refroidit lors de son transport dans une conduite, soit parce que la conduite est localisée dans une zone particulièrement froide, soit parce que la conduite est sous-marine, au contact avec de l'eau froide. Il peut alors se former des hydrates risquant d'obstruer les conduites. Pour prévenir leur cristallisation, la tendance actuelle est de coupler trois types d'approches: isolation des conduites, injection d'additif lors des phases critiques, réchauffement de la conduite par circulation d'eau chaude lors des bouchages accidentels. <br />Cette thèse participe à la modélisation des écoulements après formation d'hydrates. Il ne s'agit donc pas d'empêcher la cristallisation mais de s'intéresser à la rhéologie de l'écoulement après formation de cristaux. L'objectif à long terme est d'identifier l'origine de la transportabilité des coulis d'hydrates sous l'influence d'additifs dits « anti-agglomérants ».<br />Les mécanismes de cristallisation sont en effet très souvent couplés : germination, croissance, agglomération, attrition... La compréhension du mécanisme d'action d'un additif est donc une tache complexe, d'autant plus que la cristallisation est intimement liée au système physique dans lequel elle se développe. Les études cherchant à identifier les mécanismes de cristallisation, pour ensuite comprendre les effets d'additifs ont toutes (ou pratiquement) été effectuées dans des réacteurs fermés et systèmes simples (eau/gaz) (Herri (1996), Pic (2000)...). A l'inverse, des tests de validation d'additifs ont été effectués sur des boucles pilotes représentant un écoulement réel, donc complexe.<br />Notre travail se situe donc à mi-chemin des deux approches précédentes. Il s'agit de se rapprocher des conditions géométriques d'un écoulement pétrolier (boucle pilote) tout en conservant un système simple (eau/dodécane) avec pour objectif sur le long terme d'identifier le couplage : géométrie/cristallisation/influence des additifs.<br />Le dispositif expérimental (hauteur 12 m, largeur 3 m, longueur 6 m) réalisé dans le cadre de cette thèse est une boucle pilote de circulation reproduisant certaines conditions de l'écoulement d'un fluide pétrolier (émulsion eau dans huile) dans une conduite sous-marine, c'est-à-dire sous forte pression [1-10 MPa] et faible température [0-10 °C]. Les différentes parties de cet instrument sont :<br />· Le serpentin s'enroulant sur 3 niveaux,<br />· Le tube montant, plus souvent désigné dans sa terminologie anglosaxone par « riser ». A la base de ce tube est injecté du méthane de façon à alléger la colonne de fluide pour créer un effet ascenseur (terminologie anglosaxone « gaslift »). <br />· Le séparateur situé au sommet du riser sépare par gravité la partie gaz, de la partie liquide (eau, huile) qui redescend dans un tube parallèle au riser vers la boucle de circulation.<br />· Le système de recompression des gaz récupère les gaz du séparateur pour les réinjecter au bas du riser après augmentation de la pression.<br />Ce système expérimental est composé in fine de deux boucles circulant sur elles-mêmes : une boucle liquide et une boucle gaz. Ces deux boucles partagent une section commune composée du riser et du séparateur.<br />Ce dispositif a permis de réaliser des études rhéologiques sur la phase continue seule (dodécane) en fonction de la pression de méthane et sur des émulsions contenant diverses teneurs en eau et en additifs. Des études concernant la cristallisation des hydrates de méthane au sein des émulsions ont été réalisées en considérant l'influence de la teneur en eau puis celle de la teneur en additif sur la viscosité apparente des dispersions ainsi formées. Nous proposons enfin une modélisation reliant la cristallisation au comportement rhéologique.

Suite à un nombre croissant de crise le risque alimentaire paraît être soudainement rentré dans la catégorie des préoccupations majeures pour l'Homme et par la suite les gouvernements et les instances internationales améliorent les systèmes de sécurité alimentaire pour réduire, prévenir ou éviter l'augmentation des maladies d'origine alimentaire. Au Liban l'industrie agroalimentaire et l'agriculture intensive connaissent un développement rapide, que les systèmes assurant la sécurité alimentaire y sont déficients voire absents, et que les conditions climatiques, les comportements de stockage et les habitudes alimentaires locales sont favorables à la présence de certains types de dangers présentant des risques sanitaires. L'objectif de cette recherche a consisté à établir le niveau de sécurité alimentaire en relation avec certains contaminants microbiologiques et certaines substances chimiques (additifs alimentaires (benzoates, sulfites, BHA et BHT) et mycotoxines (ochratoxine A, aflatoxines BG et dèoxynivalènol)) qui sont susceptibles d'être présents dans une sélection d'aliments disponibles sur le marché Libanais d'une part, et d'autre part d'évaluer les risques liés aux additifs alimentaires et aux mycotoxines pour des sous groupes de la population libanaise considérés d'être à risque: les enfants et les adolescents, afin d'établir une hiérarchie de l'importance des risques que ceux ci représentent pour les sous groupes de la population étudiés. Les aliments disponibles sur le marché libanais et qui sont susceptibles de contenir les dangers étudiés ont été identifiés et analysés. 596 échantillons alimentaires ont subis des analyses microbiologiques. Ceux-ci appartenaient à 6 catégories produits par des industries agroalimentaires libanaises: les sodas, les jus de fruits, les produits laitiers, les chips, les biscuits et les conserves. 2200 échantillons alimentaires ont subis des analyses chimiques pour déterminer soit leur contenu en additifs alimentaires (421 échantillons) soit leur niveau de contamination par les mycotoxines (1779 échantillons). La représentativité des échantillons était assurée par le fait qu'ils étaient prélevés d'une façon aléatoire, pendant deux saisons différentes, à partir des principaux lieux d'approvisionnement et de façon à couvrir les principales marques disponibles sur le marché libanais. Les analyses ont été réalisées par des méthodes validées adoptées dans les laboratoires de l'Institut de Recherche Agronomique Libanais (IRAL) et de l'Université Saint Joseph, sur les aliments tels que consommés. L'évaluation des risques toxiques liés aux substances étudiées a été réalisée en suivant les étapes du processus d'évaluation scientifique des risques c.à.d évaluation et caractérisation du danger, évaluation de l'exposition et caractérisation du risque. L'évaluation de l'exposition a été réalisée en croisant les données de consommation alimentaire obtenues par le biais d'une enquête de consommation alimentaire exécutée dans le cadre de cette recherche avec les données de contamination obtenues par les analyses chimiques. La caractérisation du risque a été obtenue en estimant le pourcentage de contribution des expositions alimentaires aux Valeurs Toxicologiques de Référence (VTR) et en calculant le pourcentage d'individus ayant des expositions dépassant les VTR établies pour chacune des substances étudiées. Les résultats des analyses microbiologiques ont montré qu'uniquement 9% des aliments analysés contenaient des microorganismes indicateurs des conditions hygiéniques déficientes à des taux non conformes aux normes microbiologiques en vigueur. Les résultats des analyses chimiques ont montré que les additifs alimentaires étudiés sont présents dans une large variété d'aliments y compris des aliments non autorisés selon les normes nationales dans 70% des cas pour les benzoates, 15% des cas pour les sulfites, 13% des cas pour le BHA, dans 3.5% des cas pour le BHT, et à des taux dépassant les taux autorisés 5 dans les normes NN dans 70% des cas pour les benzoates, 62% des cas pour les sulfites, 37% des cas pour le BHA alors que les mycotoxines sont présents, d'une façon générale à des taux conformes aux normes nationales, internationales et européennes en vigueur. Les résultats de l'évaluation des risques toxiques ont montré que, parmi les dangers étudiés, seuls les aflatoxines sont susceptibles de représenter un risque alimentaire préoccupant. En fait, le niveau moyen, le p75 et le p95 de la distribution de l'exposition des consommateurs ont été trouvés d'être inférieurs aux Valeurs Toxicologiques de Référence (VTR) fixés pour les benzoates, les sulfites, le BHA, le BHT, l'OTA et le DON, alors qu'ils ont été trouvés d'être supérieurs à la VTR fixée pour les aflatoxines avec des valeurs allant de 182-769% la VTR pour les enfants et 144- 650% la VTR pour les adolescents, et un pourcentage d'individus dépassant la VTR de 58% pour les enfants et de 52% pour les adolescents. De plus, les résultats ont montré qu'il était nécessaire de porter une attention particulière à l'exposition de certains groupe de populations tels que les enfants et les forts consommateurs pour lesquels le risque d'être exposés à un niveau supérieur aux valeurs toxicologiques de références vis-à-vis des additifs alimentaires et des mycotoxines étudiés n'est pas nul. Les principaux contributeurs aux expositions des benzoates, des sulfites, du BHA, du BHT et des trois mycotoxines ont été trouvés d'être respectivement les sodas et les jus de fruits, les fruits secs, les biscuits, les chewing gum et les produits céréaliers.

Du point de vue de la prévention du réchauffement global, il a été nécessaire d'améliorer le rendement des moteurs thermiques en agissant sur la nature des huiles de moteur. D'une part, le règlement sur l'utilisation du plomb dans les matériaux de paliers a été mis en place dans le but d'empêcher la pollution par les métaux lourds. Le développement de matériaux de paliers sans plomb fut donc nécessaire. Bien que l'efficacité d'abaisser la viscosité de l'huile soit très grande, trop peu de recherches ont été réalisées dans ce domaine en raison des incidences sur la lubrification des paliers de moteur. Un dispositif d'essais pour les paliers de moteurs automobiles a été développé afin d'évaluer l'efficacité en termes de frottement et la fiabilité des huiles de moteur. Les performances de composants de lubrifiants tels que les huiles de base, les modificateurs de frottement et les polymères ont été évaluées à l'aide de la machine d'essais développée sur divers paliers. En outre, l'effet du polymère a été analysé expérimentalement et numériquement en régime thermo-hydrodynamique, en collaboration avec l'université de Poitiers. Les résultats ont confirmé que l'efficacité en termes de frottement et la fiabilité de la lubrification des paliers dépendent du type de composants du lubrifiant et varient avec la nature des matériaux des paliers. Ainsi, il est montré que le choix judicieux des composants du lubrifiant, en considérant le type de matériaux de palier employés, améliore les performances des paliers.

Les exigences actuelles en terme de lubrification automobile imposent des formulations extrêmement complexes. Parmi tous les additifs présents dans l'huile, on peut noter le dithiocarbamate de molybdène et le dithiophosphate de zinc, additifs à action tribologique, à base de soufre et de phosphore. Pour des raisons environnementales, il est important de diminuer nettement voire d'éliminer la présence de ces deux éléments dans les huiles. Les matériaux à base de carbone présentent des propriétés tribologiques intéressantes mais n'ont jamais été entièrement étudiés. Dans cette étude nous nous sommes intéressés aux propriétés lubrifiantes des nanotubes de carbone (NTCs). Des nanotubes multi-parois ont été dispersés dans l'huile puis les propriétés rhéologiques et tribologiques des " nanolubrifiants " ont été étudiées. Nous nous sommes intéressés à leurs propriétés tribologiques dans deux régimes de lubrification : le régime limite et le régime élastohydrodynamique. Nous nous sommes tout d'abord focalisés sur les propriétés rhéologiques du mélange huile/NTCs.Les nanotubes de carbone possèdent une tendance à s'agréger sous la forme d'un réseau de taille micrométrique ce qui résulte en une nette augmentation de viscosité de l'huile de base. Cet effet épaississant pourrait éventuellement permettre aux NTCs de remplacer une partie de l'Améliorant d'Indice de Viscosité (AVI) habituellement additionné à l'huile de base. Néanmoins, nous avons mis en évidence un effet antagoniste avec les autres additifs de lubrification, tel que le dispersant, qui pourrait être un problème pour une telle utilisation. Nous nous sommes ensuite intéressés aux propriétés des NTCs dans le régime limite de lubrification. Les NTCs présentent des propriétés réductrices de l'usure et du frottement intéressantes sous certaines conditions. Les analyses effectuées laissent supposer un rôle du catalyseur dans le mécanisme de lubrification. Les nanotubes de carbone semblent d'un grand intérêt car, ils possèdent également des propriétés tribologiques en régime élastohydrodynamique (EHD). Le mécanisme de formation des films lubrifiants a été étudié en fonction des paramètres concentrations et vitesses d'entraînement: la propagation des agrégats de NTCs à travers le contact résulte en une augmentation locale de l'épaisseur de film lubrifiant. De plus, une réduction de frottement et un décalage dans l'apparition des premières traces d'usure ont été observés à la suite d'essais tribologiques. Le mécanisme d'action des NTCs en régime de lubrification EHD est proposé dans cette partie. Cependant, les interactions entre les NTCs et les additifs présents dans les lubrifiants entièrement formulés doivent être étudiés pour optimiser la formulation de lubrifiant à base de nanotubes de carbone.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2005. / Bibliogr.: f. [81-82]. Publié aussi en version électronique.

Les travaux de cette thèse focalisent sur la résolution de deux problèmes majeurs des électrodes positives de systèmes Li-O2, dus à la nature du produit de décharge formé pendant la réaction de réduction de l'oxygène, en milieux Li+ : Lithium peroxyde (Li2O2). Le premier problème est lié au processus de formation de ce dernier (étapes successives de nucléation électrochimiques et de dismutation chimique d'un intermédiaire : le superoxide de lithium), qui conduit à la formation de très grosses particules de peroxyde lithium à la surface de l'électrode. Du fait de leurs taille et de leur résistivité ( le gap du peroxyde de lithium est de 5 eV), il est impossible de recharger de manière efficace et à 100% ce dernier. Cependant, ce problème peut être résolu, grâce à l'ajout d'un additif, qui permet le transport d'électron en solution, et qui peut (en théorie), recharger les particules de Li2O2, détachées de l'électrode. Un très bon candidat a été trouvé dans cette étude, qui a prouvé de très bonne performances pour l'amélioration du processus de recharge, et un effet bénéfique supplémentaire a été caractérisé sur le potentiel de décharge, grâce à un effet catalytique (augmentation du potentiel de réduction de 230 mV). Cependant, cette solution demande de repenser totalement le design actuel des systèmes Li-O2, car ce composé (soluble) peut facilement traverser le séparateur, vers l'électrode de lithium (et causer une autodécharge importante ainsi qu'une boucle de recharge infinie). Le second problème est lié à une autre caractéristique du peroxyde de lithium : sa réactivité. De fait, c'est un base forte au sens de Lewis (en accord avec la théorie HSAB), et réagit de manière importante avec les constituants de l'électrodes (réactivité avec le liant PVDF, mais aussi avec les solvant, le sel et le support carboné de l'électrode). Il est donc nécessaire de trouver un moyen de protéger ce dernier, et une solution proposé dans ce manuscrit a été de réaliser la déposition d'une couche nanométrique de Nb2O5, qui a pour but d'éviter tout contact direct entre le carbone, et le peroxyde de lithium (réaction entre ces deux derniers, qui conduit à la formation d'un composé avec un gap de 7 eV : le carbonate de lithium). Le dépôt fut étudié sur un carbone graphitisé (Zoltek Panex 30) qui, de manière surprenante, a été très résistant versus le peroxyde de lithium. Malheureusement, la présence du dépôt à la surface du tissus n'a pas protégé l'électrode, mais a plutôt eu l'effet inverse, car des traceurs de la formation de carbonate de lithium ont pu être observé (alors qu'aucun traceur n'était détecté sur le tissu nu). Le Nb2O5 a donc été écarté, et d'autres composés doivent être testés dans de futures études, pour cette application. / The present PhD work focuses on solving two major issues of the Li-O2 positive electrodes, both being linked with the nature of the discharge product formed during the Oxygen Reduction Reaction, in Lithium cation electrolyte: Lithium peroxide (Li2O2). The first issue is related to the Discharge mechanism (consecutives Electrochemical nucleation and chemical disproportionation of an intermediate, lithium superoxide), which lead to the formation of large particles of lithium peroxide on the electrode surface. Owing to their size and resistivity (bandgap of lithium peroxide : 5 eV), it is nearly impossible to re-charge efficiently the electrode. This issue can be solved, thanks to the dissolution of an additive in solution, that promote the transport of electrons, and allow the oxidation of large discharge particles (in theory, even the ones disconnected from the electrode). A very good compound was found to efficiently work as a redox shuttle (enhanced Oxygen Evolution reaction), with also a highly beneficial effect for the ORR, with a catalysis effect that allowed to increase the onset of the ORR of 230 mV. However, this solution require a engineering of the practical system as this additive could cross from the positive electrode to the negative side (lithium) and trigger capacity loss and infinite charging loop. The second issue is linked to its reactivity. As a matter of fact, it is an hard base (according to HSAB theory), which reacts readily with a large panel of electrodes component (reactivity toward the PvDf binder, solvent, salts, but also with the carbon material, used as the positive electrode). As such, it is necessary to find a way to protect the latter, and a solution proposed in this work was to use Atomic Layer deposition of Niobium pentoxide (Nb2O5), in order to form a very thin deposit, which was supposed to prevent any contact between the discharge product, and the carbon support (consumption of Carbon, with formation of a large bandgap compound : Lithium carbonate). The deposition was conducted onto a graphitized carbon cloth (Zoltek Panex 30), which surprisingly proved to be highly resistant toward lithium peroxide. Sadly, the presence of the deposit did not protect the electrode but rather made it weaker, with tracers of the formation lithium carbonate. This compound was thus not considered anymore, and others deposits are yet needed to be tested in future studies.

La ouate de cellulose utilisée pour l’isolation est fabriquée à partir de fibres de papier broyé, traitées avec des additifs minéraux agissant comme agents ignifuges et antifongiques. La conductivité thermique du matériau final est aux alentours de 0,04 W/m.K, ce qui est comparable à la laine de verre, avec l’intérêt d’être fabriqué à partir de matériaux recyclés, représentant un taux d’énergie grise beaucoup plus faible. Le mode de mise en oeuvre par voie humide de la ouate de cellulose a plusieurs avantages par rapport à la voie sèche. Le fait que les fibres de cellulose se rigidifient avec l’eau, empêche le tassement du matériau, qui peut engendrer des ponts thermiques dans l’enveloppe du bâtiment. Par contre, la durée de séchage peut être très longue et variable selon le dosage utilisé et les conditions ambiantes d’application. Ce projet de recherche vise à trouver l’additif idéal permettant d’accélérer le séchage tout en conservant une bonne cohésion du matériau et le maintien de ses propriétés isolantes. Deux types de ouate de cellulose utilisés en isolation ont été caractérisés. Ils ont montré des différences de composition chimique, granulométrie et morphologie. L’influence de leurs caractéristiques physiques telles que la rétention d’eau, les isothermes d’adsorption d’eau et les proportions d’eau libre et liée sur le séchage du matériau final a été mise en évidence. Du point de vue de la mise en oeuvre, il a été démontré que le dosage en eau avait un impact important sur les propriétés finales du matériau. La densité, la résistance en compression et la conductivité thermique augmentent avec le dosage en eau. Un minimum de 14 kPa pour le module de compression a été défini comme le seuil de résistance permettant d’éviter le tassement. Ces propriétés ont été comparées avec celles de la ouate de cellulose compactée à sec et les résultats ont montré la forte influence de la rigidification et de la fermeture des pores du matériau. Deux voies ont été envisagées pour résoudre le problème du temps de séchage : l’ajout d’additifs aux propriétés adhésives permettant de réduire la quantité d’eau introduite en renforçant la cohésion de l’isolant, et l’ajout d’additifs permettant de modifier la tension de surface pour faciliter le départ de l’eau. Les additifs biosourcés potentiels ont été caractérisés à différentes concentrations et classés selon leur viscosité et leur pouvoir collant. Malheureusement plusieurs additifs ont dû être rejeté car ils présentaient un couple « propriété adhésive/pompabilité » non adapté. Une gamme de tensioactifs a également été testée par rapport à leurs tensions de surface. Les formulations pompables ont étés caractérisées par rapport à leurs temps de séchage, résistance en compression et conductivité thermique. Les additifs qui ont montré des contributions positives sur le séchage sont les lignosulfonates et le tensioactif cationique CTAB. L’influence de ces deux additifs a ensuite été étudiée avec un modèle numérique à travers le logiciel WUFI en prenant en compte l’impact sur le séchage, la météo, le dosage liquide et l’épaisseur de l’isolant. Les conditions optimales ont été définies. Le lignosulfonate s’est avéré être l’additif le plus efficace. Une première évaluation de la performance des nouveaux isolants en termes de résistance au feu et à la moisissure a été réalisée et des indications pour la suite de l’étude ont été proposées. / Cellulose insulation is manufactured from recycled paper fibres, treated with mineral additives acting as flame retardants and antifungals. Its consistency is similar to cotton wool. The fibres are sold in bulk to be blown into the walls and attics. Its thermal conductivity is around 0.04 W/m.K, which is comparable to glass wool, but it is made with recycled materials and has much lower embodied energy levels. It can be either blown dry or sprayed with water. The wet spray method for cellulose insulation has several benefits compared to the dry process. Since the cellulose fibres become rigid after drying, it prevents the compaction of the material thus avoiding thermal bridges in the building envelope. However, the time to reach the dry state may be very long and variable depending on the dosage used and the environmental conditions of application. There are many bio-based additives that can contribute to the reduction of this period and improve the cohesion of the material. This research project aims to find the optimal additive for this application while retaining the favourable properties of the insulating material. Two cellulose types have been characterized with regards to the properties of the fibres to determine their performance with water. Both samples showed differences in chemical composition, grain size, and morphology. The values of water retention, water adsorption isotherms and the proportions of free and bound water have been factors which have shown an influence on the drying of the insulation. Density, compressive strength, and thermal conductivity increased with moisture dosage. A minimum of 14 kPa for the compression module was defined as the resistance threshold to avoid settling. These properties were compared with those of the cellulose insulation compacted to dryness and the results showed the strong influence of the stiffening and pore closing process upon drying, on these properties. Potential bio-based additives were classified and characterized with regards between concentration, viscosity, and adhesive strength. A relationship between these parameters was established. Most showed Newtonian behaviour at low concentrations, with some non- Newtonian concentrations having a pumpable viscosity. Unfortunately several additives which showed good adhesive properties were too viscous and vice versa. A range of surfactants were also considered. Sprayable formulations were characterized with respect to their drying time, compressive strength and thermal conductivity. Additives which have shown positive contributions drying are the lignosulfonate and the cationic surfactant CTAB. The influence of these additives on drying, with varying weather, liquid dosage and thickness of insulation was defined with a numerical model through the WUFI software. Optimal conditions in which the lignosulfonate additive is more effective have been defined. A first assessment of the performance of new formulation in terms of fire and mould was made and indications for the continuation of the study of the material were formalized.

Parmi les composants de la biomasse, la lignine est considérée comme l'un des plus prometteurs polymères naturels qui convient à la conversion de la biomasse en valable produits chimiques et matériaux. Malgré une grande quantité de lignine est générée dans l'industrie papetière, seule 2% est exploitée dans l'industrie chimique. La présence de soufre et la grande diversité moléculaire sont les principaux obstacles pour l'utilisation de la lignine. La modification chimique a été reconnue comme un outil pour contourner ces limites. Dans cette thèse, différentes stratégies de synthèse ont été appliquées pour introduire de nouveaux groupes chimiques sur une soude lignine que présents une haute fonctionnalisation de groups hydroxyles. Les dérivés correspondants de lignine ont été utilisés soit pour l’élaboration des matériaux par click polymérisations, soit pour augmenter l’hydrophobicité de la lignine à la fine de faciliter son traitement avec des matrices polymériques. / Among biomass components, lignin is considered one of the most promising natural polymers suitable for the conversion of biomass into renewable added-value chemicals and materials. However, large amount of lignin generated from wood pulping industry is burn as low cost energy source, and only 2% is exploited in the chemical industry. The presence of sulphur moieties and the large molecular diversity are the most reasons impeding the use of lignin as building blocks for the production of chemicals and materials. Chemical modifications have been acknowledged to be an important tool to circumvent these limitations. In the current work, taking advantage of the high hydroxyl groups content of a sulphur free soda lignin (SL), different synthetic strategies have been applied to introduce new chemical groups and used either to produce lignin derivatives suitable for “click” polymerization either to increase lignin hydrophobicity, facilitating its processing in polymeric matrices.