Cette étude concerne l’élaboration de composites à matrice polylactide par procédé RTM (Resin Transfer Molding). Elle se focalise sur la polymérisation par ouverture de cycle (POC) in situ, du L-lactide, en procédé RTM avec comme objectif d’obtenir en une seule étape de synthèse, un composite présentant une matrice biosourcée, biodégradable et biocompatible, avec une bonne imprégnation des fibres par la matrice pour un taux de renfort élevé. Dans un premier temps, des essais préliminaires de polymérisation en masse (sans solvant) du L-lactide en ballon à l’échelle du gramme et en l’absence de renfort ont été réalisés. Ces expériences ont permis de déterminer les conditions initiales permettant l’obtention de matrices PLLA présentant le moins de L-lactide résiduel possible (conversions supérieures à 90 %) et les masses molaires les plus élevées (Mn = 70 000 - 100 000 g.mol-1). Ces caractéristiques sont en effet primordiales pour avoir des propriétés thermomécaniques optimales de la matrice PLLA et adaptées à des applications composites. Cette étude a été suivie d’essais de polymérisation, toujours à l’échelle du gramme, en présence de fibres de différentes natures afin d’étudier leur influence sur la polymérisation, les fibres présentant le moins d’influence étant les fibres de verre tissées (conversion et masses molaires supérieures à 90 % et 70 000 g.mol-1, respectivement). Les conditions expérimentales déterminées précédemment ont été transposées et ajustées pour l’élaboration, en procédé RTM, de composites polylactide/fibres de verre par polymérisation du L-lactide catalysée par l’octanoate d’étain. L’optimisation du procédé RTM a été réalisé en faisant varier la masse de monomère, la concentration en catalyseur, la quantité de fibres, le mode de chauffe de la cuve, la pression d’injection et la pression et température dans le moule. Les propriétés physico-chimiques et mécaniques de composites obtenus ont été également étudiées. Les composites obtenus présentent des conversions de plus de 95 % et des masses molaires pouvant atteindre 80 000 g.mol-1. Les conditions RTM n’influencent pas les propriétés thermiques (Tg = 50 °C ; Tf = 170 °C) et structurales (cristallisation en phase α) du polylactide matricielle. De plus les résistances à la traction et modules d’Young des composites PLLA/fibres de verre peuvent atteindre les 200 MPa et 6 GPa respectivement. La dernière partie concerne l’élaboration de composites à matrice PLLA par procédé RTM en présence de catalyseurs présentant une plus faible toxicité, afin de remplacer l’octanoate d’étain, catalyseur de référence pour la polymérisation du L-lactide qui présente cependant une certaine toxicité et qui pourrait dans un futur proche être proscrit des procédés industriels. Des catalyseurs à base de titane, zinc, magnésium et calcium ont ainsi été étudiés, mais seul le catalyseur de zinc conduit à un matériau satisfaisant pour une application composite (conversion supérieure à 90 % et Mn supérieure à 30 000 g.mol-1), bien que les propriétés mécaniques résultantes soient inférieures à celles obtenues avec le catalyseur d’étain (σ = 93 MPa et E = 3,3 GPa). Enfin, l’utilisation de fibres recyclées en tant que renfort a également été étudiée. Bien que les hautes conversions (95-98 %) et masses molaires (Mn jusqu’à 60 800 g.mol-1) aient été atteintes, les propriétés mécaniques résultantes sont bien inférieures à celles obtenues en présence de fibres de verre (σ = 65 MPa et E = 2,2 GPa). / This study deals with the development of polylactide based composites by RTM (Resin Transfer Molding). It focuses on the in-situ ring opening polymerization (ROP) of L-lactide in the RTM process in order to obtain, in a single step, a composite with a biobased, biodegradable and biocompatible matrix, presenting a good impregnation of the fibers by the matrix for a high reinforcement rate. First, preliminary mass polymerization tests (solvent-free) of L-lactide in flasks at the gram scale and in the absence of reinforcement were carried out. These experiments enable to choose the initial conditions enabling to reach high molecular mass PLLA matrices (Mn = 70 000 - 100 000 g.mol-1) containing the lowest residual L-lactide content (conversions up to 90 %). These characteristics are indeed essential to reach optimal thermomechanical properties of the PLLA matrix, suitable for composite applications. Polymerization tests on a gram scale in the presence of fibers of different kinds have then been carried out in order to evaluate their influence on the polymerization. Woven glass fibers display the least influence (conversion and molecular masses up to 90% and 70 000 g.mol-1, respectively). The experimental conditions determined above have been first transposed and adjusted for the production by RTM of polylactide/glass fiber composites obtained from L-lactide catalyzed by tin octoate. The RTM process was optimized by varying different experimental parameters such as the monomer mass, catalyst concentration, fiber quantity, tank heating, injection pressure and mold pressure and temperature. The physico-chemical and mechanical properties of the composites obtained were also studied. PLLA/glass fiber composites display conversions up to 95% and molar masses of up to 80 000 g.mol-1. The RTM conditions show no influence on the thermal (Tg = 50 °C; Tf = 170 °C) and structural (crystallization in the α phase) properties of the polylactide matrix. In addition, the tensile strength and Young's modulus of those composites can reach 200 MPa and 6 GPa respectively. The last part concerns the production of PLLA matrix composites by RTM process in the presence of catalysts presenting lower toxicity than tin octoate, the catalyst used industrially for the polymerization of L-lactide. Catalysts based on titanium, zinc, magnesium and calcium were consequently studied, but only the zinc catalyst leads to a material suitable for composite application (conversion and Mn up to 90% and 30 000 g.mol-1). Although the resulting mechanical properties are lower than those obtained with the tin catalyst (σ = 93 MPa and E = 3,3 GPa).Finally, the use of recycled fibers as the reinforcement instead of glass fibers was also studied in the presence of tin octoate. Although the high conversions (95-98%) and molar masses (Mn up to 60 800 g.mol-1) have been achieved, the resulting mechanical properties are much lower than those obtained in the presence of glass fibers (σ = 65 MPa and E = 2,2 GPa).

Lors des procédés de fabrication des matériaux composites de type «RTM» (Resin Transfer Moulding) des résines sont injectées au travers du renfort préalablement mis en forme. La maîtrise de la mise en forme du renfort sec dans le moule est essentielle pour la maîtrise des défauts. De nombreuses études couvrent des domaines très larges associés à cette étape pour les renforts tissés, alors que peu de travaux ont porté sur la déformabilité des renforts tricotés lors de cette phase de préformage, malgré leur grande extensibilité et leur potentialité en tant que renforts de matériaux composites. Le comportement macroscopique des textiles techniques est essentiellement dû à un effet de structure. Dans le cadre de ces travaux sont détaillés l'élaboration et la conception de renforts tricotés afin de bien comprendre les paramètres spécifiques à ces structures textiles. Puis une étude expérimentale du comportement mécanique est conduite en traction uni axiale. Au travers de l'utilisation de méthodes de mesure des déformations sans contact l'analyse du comportement dans le sens colonnes et rangées est menée. Associé à la détermination du comportement, des essais de préformage de renforts secs tricotés sont réalisés sur un banc spécifique. L'analyse des résultats en termes d'avalement, d'efforts d'emboutissages et des déformations dans le fil montre la spécificité de la déformabilité de ces structures, comparativement aux renforts tissés. En vue de qualifier la faisabilité de cette étape de mise en forme de ces renforts tricotés, une corrélation entre le comportement en traction et le comportement lors du procédé est proposée. / During the manufacturing process of composite materials, such as «RTM» (Resin Transfer Moulding); resin is injected through the preformed reinforcement. The mastery of dry reinforcement layout in the mold is essential for defects control. Many studies cover wide areas related to this step for woven reinforcements, while few studies have focused on the deformability of knitted reinforcements at forming stage in spite of their significant extensibility and their potential as reinforcements of composite materials. The macroscopic behavior of the technical textiles is mainly due to their structural effect. In this research, the development and detailed design of knitted reinforcements in order to understand the specific parameters as textile structures are carried out. An experimental study of the uniaxial tensile mechanical behavior is conducted. The mechanical behavior of knitted structures in different orientations is analyzed by using contactless deformation measurements. In association with the characterization of in-plan behavior, forming tests of dry knitted reinforcements are performed on a special rig. Analysis of the results in terms of shortening, forming forces and local deformations shows the specificity of the deformability of these structures compared with woven reinforcements. To describe the formability of the knitted reinforcements, a correlation between the tensile and forming behavior is given.

Cette thèse porte sur le développement de résines polyesterimides insaturés pour des applications de type vernis d'imprégnation pour isolation électrique. Il s’agit de matériaux polymères thermodurcissables, qui assurent la double fonction d'isolant et d'agent de cohésion du système isolé. Ils se différencient en classes thermiques, qui définissent leur température maximale d'utilisation. Dans le cadre de cette étude, nous cherchons à développer des produits de classe thermique supérieure ou égale à 180°C. Une première partie de cette étude a porté sur l'amélioration de deux produits commerciaux à base de polyesters insaturés à fonctions terminales imides. Notre attention s'est portée sur la modification de leur structure chimique, afin de voir comment les différents précurseurs utilisés influencent les propriétés des résines. Une seconde partie a consisté à développer de nouvelles résines à base de polyesterimides insaturés, à partir de trois types de précurseurs imides difonctionnels. / This thesis focuses on the development of unsaturated polyesterimide resins as impregnating varnishes for electrical insulation applications. These thermosetting polymer materials provide the dual function of insulating and cohesion agent of the isolated system. They differ in thermal classes, which define their maximum operating temperature. In this study, we tried to develop products with a thermal class above or equal to 180°C. The first part of this study focused on the improvement of two commercial products based on imide-endcapped unsaturated polyester. Our attention turned to the modification of their chemical structure, to see how the different precursors used affect the thermal and mechanical properties of resins. A second part was to develop new unsaturated polyesterimide resins, using three types of difunctional imide precursors.

Depuis les débuts de l’aéronautique, le feu fut l’un des premiers risques identifiés. Cependant, ce dernier est encore aujourd’hui la source d’accidents, souvent fatals, faute d’issue lorsqu’il intervient en vol. Dans le même temps, le besoin de réduire la masse des aéronefs actuels, pour limiter les coûts de fonctionnement, a rendu l’utilisation des matériaux composites, particulièrement réactifs au feu, indispensables. Afin de valider la performance au feu de ces matériaux, il est donc nécessaire de certifier leurs performances lorsqu’ils sont soumis au feu. Or ces essais représentent un coût non-négligeable pendant les phases de développement. L’utilisation des simulations numériques semble donc être une bonne alternative afin de limiter le nombre d’essais. Néanmoins ces dernières nécessitent un certain nombre de paramètres d’entrée et une bonne connaissance des phénomènes de dégradation. Ainsi dans ce travail, la dégradation thermique de deux matériaux composite est étudiée, le thermoplastique carbone-PEKK et le thermodurcissable carbone-phénolique. Les propriétés thermiques et cinétiques, indispensables pour la modélisation numérique du comportement au feu des matériaux, sont dans un premier temps caractérisées à petite échelle (ATG/DSC, DIL, diffusivité par méthode flash). Par la suite, ces propriétés sont utilisées dans le modèle de pyrolyse qui est validé à moyenne échelle, à l’aide de mesures de dégradation au cône calorimètre. Enfin, des essais de résistance au feu sont réalisés afin de valider les simulations numériques à grande échelle à l’aide du brûleur NexGen de la plateforme expérimental feux VESTA. De plus, les produits de pyrolyse sont évalués au cours de la dégradation (Py-GC-MS) pour déterminer les limites inférieures d’inflammabilité en fonction de la température et ainsi proposer une classification des matériaux étudiés. / Since the beginning of aeronautics, fire has been one of the first identified risks. However, the latter is still today the source of accidents, often fatal, lack of outcome when it intervenes in flight. At the same time, the need to reduce the mass of current aircraft, to limit operating costs, has made the use of composite materials, particularly fire-resistant, essential. In order to validate the fire performance of these materials, it is therefore necessary to certify their performance when subjected to fire. These tests represent a non-negligible cost during the development phases. The use of numerical simulations seems to be a good alternative in order to limit the number of trials. Nevertheless, the latter require a certain number of input parameters and a good knowledge of degradation phenomena. Thus in this work, the thermal degradation of two composite materials is studied, the thermoplastic carbon-PEKK and the thermosetting carbon-phenolic. The thermal and kinetic properties are first characterized on a small scale (ATG / DSC, DIL, diffusivity by flash method). Subsequently, these properties are used in the pyrolysis model that is validated on a medium scale using calorimeter cone degradation measurements. Finally, fire resistance tests are carried out using the NexGen burner of the experimental VESTA fire platform. In addition, the pyrolysis products are then evaluated during the degradation (Py-GC-MS) to determine the lower flammability limits and thus propose a classification of the materials studied.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Les éléments de terres rares (REEs) sont de plus en plus utilisés dans une multitude d’applications, notamment la fabrication d’aimants, de batteries rechargeables et les écrans de téléviseurs. Ils sont pour la plupart des métaux trivalents peu solubles dans les eaux naturelles. Comme pour les métaux divalents, le risque écologique des REEs est très probablement étroitement lié à leurs spéciations chimiques. Cependant, le comportement du samarium (Sm) dans les matrices environnementales est très peu connu et il n'existe actuellement aucune technique pour évaluer sa spéciation chimique. Dans cette optique, la technique d'échange d'ions (IET) sur la résine Dowex a été optimisée pour mesurer le samarium libre en solution. Les temps d'équilibre ont d'abord été déterminés pour des solutions tamponnées de samarium (Sm 6,7x10-8 M ; MES 1,0 mM M ; pH 6,0) en présence du nitrate de sodium (de 0,01M à 0,5 M). Pour ces diverses forces ioniques, l’équilibre thermodynamique n’est atteint que pour NaNO3 0,5M. Un autre mode d’utilisation de la résine (mode dynamique) a donc été développé pour tenir compte des conditions environnementales et évaluer efficacement le samarium libre. Les impacts des ligands organiques tels le NTA, l’EDTA, le citrate, l’acide malique et l’acide fulvique Suwannee River Standard I (SRFA) ont été étudiés par l’IET en mode dynamique. Une grande corrélation a été trouvée plus entre les taux d’accumulation de samarium sur la résine d’échange pour différents rapports NTA : Sm, EDTA : Sm, SRFA : Sm et le samarium libre. Par contre, aucune corrélation significative n’a été observée pour les ligands citrate et acide malique compte tenu des complexes qu’ils forment avec le samarium et qui s’adsorbent aussi sur la résine Dowex. Les concentrations Sm3+ mesurées par la technique IET ont été fortement corrélées avec celles prédites par le modèle WHAM 7.0 en utilisant la constante de stabilité obtenue par titration de SRFA par extinction de la fluorescence. Par ailleurs, la formation de colloïdes de samarium en fonction du pH influe grandement sur la détermination du samarium libre et doit être prise en compte dans la spéciation du samarium. L'IET assisté par des techniques auxiliaires comme le dosage par extinction de la fluorescence et le SP-ICPMS pourrait être une technique utile pour évaluer les concentrations de Sm biodisponible dans les eaux naturelles. / Samarium is present in several high technology products such as magnets, lasers, etc., however little is known about to what extent it can pollute environmental matrices. For divalent metals such as Cd, Cu and Ni, toxicity has often been closely correlated with the free ion concentration. Unfortunately, there are currently no techniques available for evaluating the speciation of samarium in environmental matrices. In this study, an economical and easy to use ion exchange technique (IET) using a resin has been studied for use in measuring free samarium. In order to optimize the IET for free samarium determinations, equilibrium times were first determined for pH buffered solutions of samarium (6.7x10 8 M Sm, 1.0 mM MES, pH 6.0) in the presence of different concentrations of sodium nitrate (NaNO3: 0.01 M to 0.5 M). Equilibrium was only attained for the highest concentration of NaNO3. Therefore, another technique using dynamic measurements on the Dowex resin was developed. Thus, the impacts of different organic ligands such as EDTA, citrate, malic acid and Suwannee River fulvic acid Standard I (SRFA) have been investigated using IET in dynamic mode. The calibration of the technique using different concentrations of NTA, EDTA, citrate, malic acid and fulvic acid (SRFA) allowed the determination of accumulation rates. Strong correlations were found between accumulation rates and the free samarium when using EDTA and NTA to control free samarium. The correlation was very low in case of citrate and malic acid suggesting that their complexes with samarium were adsorbed on the resin. Finally, fluorescence quenching titrations (FQT) and SP-ICPMS were used to determine samarium speciation. The free samarium determined by IET is strongly correlated to that calculated by WHAM 7.0 using the stability constant from FQT and that from Sonke (2006). However, the free Sm resulted from IEC-SP-ICPMS technique has been overestimated once compared to that found using VMinteQ or WHAM 7.0 models. The Sm particulates determined by SP-ICPMS have demonstrated that pH has a great influence on Sm exchange on resin and has to be considered while measuring free samarium. Thus, the IET should be associated to other techniques such as fluorescence quenching titration and SP-ICPMS for evaluating the bioavailable Sm concentrations in natural waters.

Les travaux de recherche présentés portent sur l'utilisation des produits de la liquéfaction des écorces d'épicéa dans le phénol pour la préservation du bois. Les produits de la liquéfaction permettent la synthèse d'une résine thermodurcissable de type phénolique. Les résines formulées sont imprégnées dans le bois suivi d'un durcissement in situ. Un prétraitement est mis au point dans le but d'enrichir la fraction phénolique des écorces. Ce prétraitement consiste à hydrolyser les polysaccharides principalement la cellulose et les hémicelluloses dans une solution acide. Ce prétraitement permet d'obtenir un taux de lignine dans les écorces de 60 %, et un taux de cellulose de 28 %. Un procédé de liquéfaction dans un système composé de phénol, d'eau et d'éthanol est optimisé dans le but d'obtenir des taux de liquéfaction supérieur à 85 %, et un taux d'écorces liquéfiées par rapport à la masse de phénol supérieur à 50 %. Les produits de la liquéfaction présentent l'avantage de polymériser sans ajout de formaldéhyde. La durabilité conférée au bois par les résines est bonne, surtout pour les résines phénol/formaldéhyde. Les résines sont peu lessivables. L'imprégnation du bois par les résines provoque un gonflement du bois ce qui améliore la stabilité dimensionnelle de ce dernier / This work focuses on the use of liquefaction products of spruce bark in phenol for the wood preservation. The liquefaction products allow the synthesis of phenolic thermosetting resins. The formulated resins were impregnated into the wood followed by in situ polymerization. A pretreatment was developed in order to increase the phenolic compounds in the spruce bark. This step is an acid hydrolysis of polysaccharides. This pretreatment allowed obtaining a Klason lignin content of 60 %, and a cellulose content of 28 %. A liquefaction process was developed in a mixture of solvent composed of phenol, ethanol, and water. The optimized experimental conditions allowed obtaining a liquefaction yield superior to 85 %, with liqui?ed bark/phenol ratio superior to 50 %. The lique?ed products had the advantage to polymerize without formaldehyde. The resins enhanced the wood durability especially for the phenol/formaldehyde resins. The leaching was low. The wood impregnation allowed a wood swelling, thereby the impregnated wood had a better dimensional stability

Afin d'optimiser les propriétés d'un composite polymère chargé, il est possible de procéder à un greffage de la charge afin de la rendre compatible avec le milieu continu dans laquelle elle est dispersée. Le sujet de recherche consiste à étudier et optimiser le mécanisme de greffage de molécules organiques à la surface de charges minérales.Développé il y a quelques années par la société GTI Process (groupe Mader), le "giral" est une formulation qui permet d'une part d'obtenir une bonne dispersion entre une charge et une matrice polymère et d'autre part d'augmenter les propriétés mécaniques du matériau composite final. Il se compose d'un silane, d'un acide méthacrylique et d'un dispersant. Toutefois, le mécanisme existant lors de l'ajout de giral dans une formulation charge/résine n'a pas été identifié. Nous nous sommes proposé de le comprendre. Après avoir identifié les interactions entre la surface de la silice et les constituants du giral, il nous a paru intéressant de faire évoluer la formulation du dispersant.Dans un premier temps, ce mécanisme a été étudié sur une charge témoin bien maîtrisée : la silice.La silice retenue a l'avantage de posséder une surface spécifique importante. Des analyses thermogravimétrique et infrarouge ont été réalisées sur différents échantillons (synthétisés à partir de silice et d'un ou plusieurs constituants du giral) afin de déterminer les espèces adsorbées ou greffées à la surface de la silice. Des analyses RMN du solide 13C et 29Si ont également été réalisées dans le but de déterminer les liaisons mises en jeu. En parallèle, des études en CGI (Chromatographie Gazeuse Inverse) ont été menées.Dans un second temps, des nouvelles structures ont été développées pour améliorer le dispersant contenu dans la formulation du Giral puis la formulation en synthétisant un seul composé qui regroupe toutes les fonctionnalités requises pour disperser la silice dans une résine polyester. De plus, ces nouvelles structures vont permettre d’augmenter les propriétés mécaniques du matériau composite final. Tous les composés synthétisés, dans ce travail, ont un squelette polymère qui est la polycaprolactone. L’architecture, la composition, la taille et la structure de ces polymères ont été optimisées suivant la charge à disperser. Nous avons ainsi synthétisé une large gamme de dispersants modèles fonctionnalisés et étudié leur comportement dans l'application. D'autre part, seules les méthodes de synthèse en masse, plus adaptées pour une production industrielle, ont été retenues. Ces polymères ont tout d'abord été synthétisés en laboratoire puis dans le milieu industriel. Une fois les polymères synthétisés, plusieurs essais ont été réalisés pour connaître leur influence au niveau des propriétés mécaniques du matériau composite final, déterminer les structures les plus adaptées pour répondre aux contraintes mécaniques, et connaître les quantités nécessaires pour obtenir les meilleurs résultats. Des mesures de viscosité et des essais mécaniques (essais de traction et de flexion 3 points) ont été réalisés. L'utilisation de ces composés développés au cours de ce travail de thèse ont permis de diminuer la viscosité d’une résine polyester chargée et ainsi de pouvoir augmenter le taux de charge. De plus, les faciès de rupture ont été observés par microscopie électronique à balayage afin d'observer la cohésion entre les charges et la matrice polymère du composite. La rupture apparaît au niveau de la charge et du polymère. L'efficacité de ces nouvelles structures dans l’application s'est avérée comparable, voire meilleure par rapport au dispersant de référence et au giral. / To increase the properties of a composite based with polymer and tiller, it is possible to modify the tiller surface to make it compatible with the polymer in which it is dispersed. The aim is to study and optimize the mechanism of organic molecules grafting on mineral fillers surface. Developed several years ago by GTI Process (Mader group), the "giral" i s a formulation that allows a good dispersion between the tiller and the polymer matrix and also an increase of the final composite material mechanical properties. "Giral" is composed of a silane, a methacrylic acid and a dispersant. However, its mechanism with a mixture based on tiller and pol yester resin has not been identified, we proposed to understand it. After identifying the interaction between the surface of silica and "giral" components, it seemed interesting to modify the dispersant. In a first part, the "giral" mechanism has been studied on silica which is a well-known tiller. Silica used has a high specific surface area. Thermogravimetric and infrared analysis have been performed on different samples (synthesized from silica modified by one or more "giral"components) to determine the adsorbed or grafted species on silica surface. NMR analyses of 13C and 29 Si solid and Inverse gas chromatography studies were also conducted. In a second part, new structures have been developed to improve the dispersant in the "giral" formulation and the formulation itself by synthesizing a single compound that includes all the features required for the dispersion of silica in polyester resin. Moreover, these new structures will help to increase the mechanical properties of the final composite material. All compounds synthesized in this work, have a polymer backbone which is polycaprolactone. The architecture, composition, size and structure of these polymers were optimized according to the tiller used. We have synthesized functionalized dispersants and studied their behavior in the application. On the other hand, only syntheses by mass, more suitable for industrial production, were selected. These polymers have been first synthesized in the laboratory and then in industry. Once the polymers synthesized several tests were done to determine their influence in the final composite material mechanical properties, the most appropriate structures to mechanical stress, and the amounts required for best results. Viscosity measurements and mechanical tests were done. These new dispersants developed have reduced the viscosity of the mixture based on polyester resin and tiller, and thus can increase the tiller rate. Furthermore, the fracture surfaces were observed by scanning electron microscopy to observe cohesion between the tiller and the polymer matrix. The effectiveness of these new structures in the application are comparable or even better to the "giral" formulation.

Les travaux réalisés lors de cette thèse s’effectuent dans le cadre du projet FIXAPIN. Ce projet, financé par la région Nouvelle Aquitaine, est mené en collaboration avec différentes entreprises (Gascogne Bois, Bardage Bois Neoclin, Lesbats Scieries d’Aquitaine, Scierie Labadie et FPBOIS) spécialisées dans le domaine du sciage du bois de pin maritime et l'Institut technologique FCBA. L’objectif du projet est de limiter voire d’empêcher l’exsudation de la résine généralement observée sur la surface des planches de bois de pin maritime utilisées en extérieur comme bardage. L’exsudation de la résine est un frein important à l’utilisation de ce bois en extérieur et ces recherches s’inscrivent dans une démarche d’amélioration continue de la qualité des produits de la filière du pin maritime.Le bois de pin maritime peut présenter un taux de résine supérieur à 10 % de sa masse. La résine est constituée d’environ 70 % de colophane (fraction solide) et de 30 % d’essence de térébenthine (fraction liquide et volatile). À la suite d’essais préliminaires, les recherches réalisées lors de cette thèse se sont concentrées sur l’optimisation du cycle de séchage du bois afin de fixer la résine dans les planches. Les propriétés thermiques de la résine associée à des analyses physico-chimiques ont été étudiées afin de mettre en place des procédures de séchage optimisées ayant pour but d’augmenter la température de ramollissement de la résine à un seuil supérieur à la température maximum atteignable par un bardage extérieur.Les résultats ont permis de démontrer l’efficacité d’un séchage/traitement thermique du bois à haute température (> 120 °C) permettant d’envisager la poursuite de ces travaux aux échelles pilotes puis industrielles. De plus, des séchages longs à basse température (< 60 °C) peuvent également représenter une voie prometteuse concernant le séchage du bois en séchoir traditionnel. / The work realised in the context of this thesis is carried out within the FIXAPIN project. This project, funded by the Nouvelle Aquitaine council, is carried out in collaboration with several companies (Gascogne Bois, Bardage Bois Neoclin, Lesbats Scieries d'Aquitaine, Scierie Labadie and FPBOIS) specialized in the sawing of maritime pine wood and the FCBA Technological Institute.The aim of the project is to limit or even to prevent the exudation of the resin generally observed on the surface of maritime pine wood boards used outdoors as wood siding. The resin exudation is a major constraint to the external use of this wood and this research project is part of a continuous improvement process of the maritime pine products quality.Maritime pine wood can have a resin amount greater than 10% of its mass. The resin consists approximately of 70% rosin (solid fraction) and 30% turpentine (liquid and volatile fraction). Based on preliminary tests, the research carried out during this thesis focused on optimizing the wood drying process in order to fix the resin in the wood boards. The thermal properties of the resin associated with physico-chemical analyses were studied in order to implement optimized drying procedures to increase the resin softening temperature to a threshold higher than the maximum temperature attainable by an exterior siding.The results have demonstrated the effectiveness of drying / heat treatment of wood at high temperature (> 120 ° C) to allow the pursuit of this work at pilot than industrial scales. Furthermore, long drying at low temperatures (<60 ° C) may also be a promising approach regarding the wood drying process in traditional kilns.

Dans le cadre de cette thèse, nous rechercherons comment éliminer les opérations de non-valeur-ajoutée dans la fabrication des pièces en matériaux composites incluant la fixation des puces RFID directement dans les pièces en matériaux composites utilisées dans les industries aéronautiques et spatiales. Nous proposerons une nouvelle méthode innovante. Cette méthode industrielle utilise la technologie RFID pour aider éliminer les étapes de non-valeur-ajoutée qui empêchent des améliorations opérationnelles. En plus d’aider à éliminer des opérations de non-valeur-ajoutée, cette technologie peut permettre d’augmenter la communication transverse entre des processus opérationnels. L'utilisation appropriée de technologie RFID peut aussi aider à augmenter la visibilité des produits, des données et des outils dans la fabrication. Les étapes de contrôle inutiles qui induisent des délais de processus plus importants et des coûts additionnels plus élevés peuvent automatiquement être éliminées. De plus, cette méthode permet d’assurer une macro et micro traçabilité. La technologie RFID marche très bien tant avec la fibre de verre qu'avec les composés de fibre de carbone industriels. L’intégration de ces aides technologiques dans les pièces composites permet de créer des matériaux "intelligents" et de communiquer avec d'autres systèmes industriels qui sont voisins, ou dans un autre pays via le logiciel. Et cette capacité peut aider à réduire la documentation et améliorer la traçabilité pendant les phases industrielles transverses de l'entreprise. Les Informations peuvent être stockées sur la puce à l’avance ou bien après chaque processus. Ceci permet aussi d’élaborer de nouveaux processus et des occasions de traitement de la part de la société pour les parties qui sont en service. De cette façon, la puce peut permettre une communication entre le fabricant et le client. Les informations sur l'Étiquette RFID permettent aux pièces d'être gérées plus rapidement et à distance pendant tout le cycle de vie de la pièce. Les informations enregistrées sur la puce pendant la fabrication de la pièce composite peuvent même être lues, avec un ajout d’information, pendant que la pièce est en service. La méthode que nous proposons est la fixation la puce RFID dans les pièces en matériaux composites. Le dépistage et le contrôle automatiques de ces parties permettra à nos processus industriels d'être plus efficaces et visibles pendant la fabrication, aussi bien que le support après la livraison du produit. Dans un proche avenir, des entreprises nationales et internationales transformeront leur ingénierie et procédés de fabrication en appliquant cette méthode novatrice qui accélère les cycles de vie, maximise l'efficacité et élimine des étapes inutiles dans le processus. En conséquence, ces entreprises seront dans une bien meilleure position pour maximiser leur productivité et des nouvelles occasions de produit/marché aussi bien que la documentation de produit efficace et les processus de production aideront des entreprise ou les clients à abaisser leurs coûts d'exploitation, à augmenter la productivité des salariés, à améliorer la conformité, le délai de diminution et à faire des progrès plus rapides dans le domaine de la durabilité. En résumé, le fait de diminuer le délai de livraison à chaque étape dans le processus "On-Target" soutiendra) grandement la performance de " On-Cost" et " On-Quality". En utilisant cette méthode, les fabricants deviendront capables de diminuer considérablement leurs coûts, d’améliorer de façon significative les améliorations de processus, d’augmenter l’innovation à chaque étape du processus et de lancer dans l’entreprise des actions qui lui conféreront une vaste excellence opérationnelle. / The main objective of this thesis is to improve the traditional manufacturing processes in the company and to replace the traditional manufacturing methodology by new method in order to improve the manufacturing efficiency (time, cost, quality, safety of the products etc.). In the frame of this thesis, we will focus on how to eliminate the non-value added operations in the manufacturing by the embedding RFID tags directly in the composite parts used in aerospace companies. We will propose a new innovative state of the art composite manufacturing method that uses RFID technology to help eliminate non-value added manual steps that impede operational improvements. This technology can help to eliminate non-value added operations and increase the communication across operational processes. The appropriate use of RFID technology can also help increase the visibility of the products, data, and tools in manufacturing. The unnecessary control steps which induce higher process lead-times and higher additional costs can automatically be eliminated. The macro and micro traceability of processes and products (such as the part information, lifecycle, movement history and location) can all be automated and digitized with less manual intervention and less paper documentation. Carefully using this technology across our production processes, we can rapidly transform operational processes and improve their accuracy, control and efficiency. This is a lean, innovative and value adding innovative approach that significantly increases the visibility and monitoring of processes. RFID technology works very well with both glass and carbon fibre composites’ manufacturing. This technology helps makes the composite parts “smart” and communicate with other manufacturing systems that are nearby or in another country via software. And this capability can help reduce documentation and improve traceability during the manufacturing phases and across the company. Information can be stored on the tag before and/or after each process. This also enables new process and company service opportunities for parts that are in-service. In this way, the tag can enable a communication between the manufacturer and customer. The information on the RFID Tag enables the parts to be managed faster and remotely across the full lifecycle of the part. The information recorded on the RFID Tag during the manufacturing of the composite parts can even be read and more information can be read during in-service. This information can create an advantage for any modification of the parts, repair, and maintenance in the future. In this way, RFID based processes can reduce unnecessary steps across the whole supply chain and reduce the high workload of manual processes and documentation. Furthermore, costs can be minimized due to increased visibility and elimination of unnecessary steps across processes. Using RFID technology by direct embedding of the RFID Tag in the composite parts intends to measure and reduce “Process Variation”. The idea here is not to move the tasks, but to optimize and eliminating the non-value added tasks by using RFID based production method “embedding of RFID Tag in Composite parts”. The method that we propose is embedding the RFID tag in the composite parts. Automatically tracking and monitoring these parts will enable our industrial processes to be more efficient and visible during manufacturing as well as in service-processes that occur after delivery of the product. As mentioned previously, the intention here to enable our composite parts to be “smart” so they can be communicated to automatically across their lifecycle. This will help create an industrial "Internet of Things”. [...]