Modélisation d'opérations unitaires dans la chaîne de production des pâtes papetières : cuisson Kraft et séquence de blanchiment ECF

par Sandeep Jain

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides, énergétique et procédés

Sous la direction de Gérard Mortha et de Martine Rueff.

Soutenue en 2009

à Grenoble, INPG .


  • Résumé

    Le travail de recherche développé au cours de la thèse a porté sur la modélisation de la cuisson Kraft et sur la modélisation du blanchiment par séquence ECF (Elemental Chlorine Free), procédés principaux intervenant dans la fabrication des pâtes cellulosiques par voie chimique. La chimie et les procédés ont été largement revus théoriquement et pratiquement en vue de l’établissement de modèles mathématiques globalisateurs pertinents, s’appuyant ou non sur des études plus anciennes. En première partie de thèse, les problématiques sont décrites. Le choix d’un modèle existant de cuisson Kraft a permis dans un premier temps de décrire l’influence des facteurs généraux, puis plus spécifiquement, après surdéveloppement mathématique du modèle, d’aborder les facteurs de non-uniformité tels que distribution d’épaisseur des copeaux, hétérogénéité des températures au sein du réacteur, et pour finir prédiction des cuissons d’espèces différentes de bois en mélange. La recherche sur la modélisation du blanchiment ECF a, quant à elle, visé à l’établissement de nouveaux modèles s’appliquant indépendamment pour chaque stade de la séquence : blanchiment oxydatif au dioxyde de chlore (D0, D1, D2), stades d’extraction alcaline de type (E, EO, EP et EOP), utilisant l’oxygène et/ou le peroxyde d’hydrogène en renforcement de la soude. Par regroupement des modèles, appuyés par une étude expérimentale approfondie, la séquence complète ECF a ainsi été modélisée : prédiction de l’indice kappa, de la blancheur, du pH, de la consommation des réactifs, ainsi que des paramètres environnementaux des effluents : DCO et DCO ultime (résistante à la biodégradation). La seconde partie de la thèse a visé la construction d’une plateforme de simulation sous Visual Studio 2005/MATLAB/CADSIM /ODBC/EXCEL, aboutissant à l’élaboration d’un outil SIMULATEUR d’application multiple : ingénieurie, prédiction, décision, diagnostic, régulation, formation.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (375 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 489 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS09/INPG/0021/D
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