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L’originalité de ce travail est d’étudier la contribution des nanocelluloses pour lafonctionnalisation des papiers spéciaux. Il y a deux types de nanocellulose, les nanocristauxde cellulose (NCCs) et les microfibrilles de cellulose (MFCs). Il en résulte des propriétésdifférentes à l’état de suspension et à l’état sec. La propriété des MFCs de former un réseaud’enchevêtrement est utilisée pour la dispersion des particules. L’auto-assemblage des NCCsa permis d’élaborer des films iridescents. Ces films ont été considérés comme couchesmodèles puis ensuite mis en oeuvre dans le procédé de fabrication des papiers. Il a été proposéavec succès d’utiliser les MFCs dans le couchage pour réduire la quantité de pigmentsopacifiants pour les papiers minces, et de fabriquer des pigments iridescents pour obtenir despropriétés d’anti-contrefaçon. Ces approches ont été validées à l’échelle laboratoire mais aussipilote. / The original feature of this work is to investigate the contribution of two families ofnanocellulose for their application within specialty papers. It exists two families ofnanocellulose, i.e. Cellulose Nanocrystals (CNCs) and Cellulose Nanofibers (CNFs). It resultsin different properties in suspension and solid states. CNFs with their ability to formentangled network are used as dispersive network for particles. In contrast, the self-assemblyproperties of CNC are used to obtain iridescent films. First, the films based on nanocellulosewere considered as model layers. Then, results were implemented at the industrial scalewithin the papermaking process. It is proposed to use CNF based coating for savingopacifying pigments in lightweight paper, and manufacturing iridescent pigment to impartanti-counterfeiting properties. These sustainable and cost-effective approaches were thenvalidated at pilot scale.

Ce projet s’est focalisé sur l’ajout de nouvelles propriétés à des papiers grâce à l’utilisation de nanocelluloses fonctionnelles. Ces nanocelluloses sont des nanoparticules extraites du bois qui peuvent être divisées en deux catégories : les nanofibrilles de cellulose (CNFs) et les nanocristaux de cellulose (CNCs). Ce travail s’est essentiellement penché sur l’utilisation des CNFs. Leur réactivité chimique a été utilisée afin de les fonctionnaliser avec des organotrialkoxysilanes. C’est aussi leur fort enchevêtrement ainsi que la grande viscosité de ces CNFs en suspension qui ont été utilisés afin de synthétiser des petites particules de silsesquioxane pour rendre le matériau final antimicrobien et (super)hydrophobe. Les connaissances obtenues à travers l’étude sur des films modèle de CNFs ont ensuite été appliquées au couchage du papier. Ces CNFs fonctionnelles ont donc été évaluées pour le développement d’un papier possédant une surface antimicrobienne, anti-adhérente, barrière aux graisses ou superhydrophobe. / The aim of this work is to implement new properties to a paper based material via the use of functional nanocelluloses. Nanocelluloses are nanoparticles extracted from wood and distinguished in two categories: Cellulose Nanofibrils (CNFs) and Cellulose Nanocrystals (CNCs). This work has only been carried out with CNFs. The chemical reactivity of CNFs was used to functionalize them with organotrialkoxysilanes. The entangled network and highly viscous suspension of CNFs was also used to synthesize silsesquioxane particles with limited size to impart (super)hydrophobic and antimicrobial properties. Knowledge obtained through the study of model CNFs films was then applied to paper based material coating. The functional CNFs were evaluated for its use in an antimicrobial, anti-adherent, greaseproof or superhydrophobic paper surface.