Tesi: "Bois – Déchets – Traitement thermique"

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Quirino, Waldir Ferreira. "Valorisation énergétique de déchets de bois par pyrolyse étagée". Nancy 1, 2000. http://www.theses.fr/2000NAN10220.

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Abstract (sommario):

L'objectif de la recherche est de préciser dans quelle mesure la valorisation énergétique de déchets de bois peut être envisagée par pyrolyse étagée qui peut permettre de réduire le volume d'un effluent à traiter contrairement à la combustion directe ou la gazéification qui nécessitent un traitement de la totalité de l'effluent gazeux. La valorisation par pyrolyse est examinée sur trois déchets : un bois recouvert de résine urée-formol, un bois imprégné de créosote et un bois imprégné d'une solution saline à base de cuivre, chrome, arsenic. Pour ces trois types de déchets la pyrolyse étagée parait être la meilleure voie de valorisation. En effet, la créosote peut être totalement évaporée à 280°C alors que le taux de dégradation du bois reste inférieur à 10%. De même à 280°C, la résine UF peut être dégradée à plus de 90% avec un taux de gazéification de l'azote organique supérieur à 70%. Enfin en opérant à 400°C, il est possible de gazéifier le bois à plus de 60% tout en maintenant les trois éléments CU, CR, AS au sein du résidu solide. En définitive, la pyrolyse étagée est la voie de valorisation énergétique optimale d'un dêchet de bois à condition qu'il puisse être trié et que la température optimale de dégradation soit sensiblement extérieure au domaine de température de dégradation du bois.

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Tezanou, Jacques. "Evaluation environnementale et technique de la gestion des déchets ménagers de Ouagadougou : schémas de gestion et expérimentation de traitement thermique". Poitiers, 2003. http://www.theses.fr/2003POIT2253.

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Abstract (sommario):

Cette étude, consacrée à l'évaluation environnementale et technique de la gestion des déchets ménagers de la ville de Ouagadougou, a pour but de proposer des éléments de réflexion sur la mise en place de schémas de gestion de ces déchets. Ce travail a été réalisé dans le contexte d'un pays en développement de l'Afrique subsaharienne à faibles revenus, non doté de réglementation en matière de rejets polluants dans l'environnement, et engagé dans un processus de décentralisation de l'état visant en matière d'assainissement à renforcer les responsabilités des communes et à susciter l'intervention des secteurs privé et associatif : le Burkina Faso. La caractérisation des déchets ménagers réalisée ici montre que d'un point de vue granulométrique, les trois quarts de ces déchets sont constituées de " fines " dont la proportion ne varie pratiquement pas entre la saison sèche et la saison des pluies. La répartition par catégories montre que les plus abondantes sont les fermentescibles, les incombustibles non classés et les plastiques. On note la faible proportion des papiers et cartons, tout comme des métaux et du verre. Le taux d'humidité varie de 8,6% en saison sèche à 23% en saison des pluies. Quant au pouvoir calorifique inférieur (PCI), il reste modeste (5570-3741kg. Kj-1). Sur la base du principe méthodologique de l'analyse de cycle de vie, quatre systèmes de gestion sont proposés et analysés. Une expérimentation d'incinération est faite à partir d'un mélange composé de bois, de carton et de plastiques représentatif de la fraction combustible des ordures ménagères de Ouagadougou, trop hétérogènes pour être utilisées en laboratoire. L'étude réalisée sur un réacteur à lit fixe à contre courant est relative à l'influence des excès d'air sur le processus de combustion et la limitation des émissions polluantes (NO et CO). Une analyse technico-économique de ces systèmes de gestion est faite, non pas pour choisir un système plutôt qu'un autre, mais pour évaluer les possibilités de mise en œuvre de chacun des systèmes au regard des réalités économiques et sociales locales.

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Gibier, Maximilien. "Optimisation de l’intégration de déchets dans un procédé de fabrication de panneaux isolants en fibres de bois". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0132.

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Abstract (sommario):

L’entreprise PAVATEX appartenant au groupe SOPREMA, spécialisée dans la production de panneaux isolants à base de fibres de bois, souhaite étudier, dans le cadre du projet SoPRANo’TEX, l'élargissement de ses sources d'approvisionnement à d'autres essences de bois moins onéreuses. De plus, afin de participer activement au développement de la filière de valorisation des déchets issus de la filière ameublement (DEA), l'intégration de déchets bois fait partie des objectifs du projet. Ces déchets contiennent une part significative d'adjuvants, notamment de colle urée-formaldéhyde, qu'il convient d'éliminer pour rendre plus simple l’introduction de ce type de déchet en tant que matière première dans les industries de la filière bois. C'est pourquoi une étape de traitement thermique est envisagée pour les DEA, d'une part pour "dépolluer" la matière première et aussi pour conférer au matériau des propriétés particulières notamment par abaissement de son caractère hygroscopique. Les résultats attendus étant un abaissement des consommations énergétiques de l'étape de défibrage, une limitation du transfert de polluants vers les effluents gazeux et liquides de l'étape de défibrage et une amélioration des propriétés du matériau final, notamment concernant sa stabilité dimensionnelle, sa durabilité vis à vis des champignons et ses performances thermiques en conditions humides. Une seconde voie de dépollution des déchets, l’hydrothermolyse (ou cuisson à la vapeur), a été identifiée au cours de la thèse. En effet, Les résines contenues dans les DEA s’hydrolysent facilement, ce qui permet de dépolluer efficacement la matière en limitant la dégradation du bois.Le travail de thèse porte principalement sur les étapes de traitement thermique, de défibrage et d’hydrothermolyse avec pour objectifs de caractériser les effluents liquides et gazeux à chaque étape. Le but de ces travaux est également d'optimiser les conditions opératoires de ces procédés afin produire des DEA traités thermiquement, en quantités conséquentes (échelle pilote), pour ensuite élaborer des fibres adaptées à la fabrication de panneaux isolants en fibres de bois. La dernière phase du travail de thèse consiste en la fabrication et en la caractérisation des performances des panneaux isolants en fibres de bois prototypes réalisés et de déterminer l’incidence des différentes variables. Une étude technico-économique est également proposée à partir de l’état de l’art et des données expérimentales selon différents scénarios pour évaluer l’intérêt des voies proposées
The PAVATEX company, which belongs to SOPREMA group is a manufacturer of insulating wood fiber panels, is interested in expanding its supply sources to other less expensive wood species within the SoPRANo'TEX project. In addition, in order to contribute actively to the development of the furniture wood waste recycling industry, the introduction of wood waste is part of the project's goals. These wastes contain a significant part of additives, in particular urea-formaldehyde glue, which it is convenient to remove to improve the use of this type of waste as raw material in the timber industry.This is why a thermal treatment stage is envisaged for the wood wastes, on the one hand to " clean " the matter and also to confer to the wood some specific properties by reducing its hygroscopic character. The outcomes expected are a reduction of the energy consumption of the defibration stage, a limitation of the transfer of pollutants to the gaseous and liquid effluents of the defibering stage and an improvement of the final material properties, in particular concerning its dimensional stability, its durability against fungi and its thermal performances in wet conditions. A second way of waste depollution, hydrothermolysis (or steam cooking), has been identified during the thesis. Indeed, the resins contained in the DEA are easily hydrolyzed, which allows to decontaminate efficiently the material while limiting the degradation of the wood.The thesis focuses on the thermal treatment, defibering and hydrothermolysis processes with the objective of analyzing the liquid and gaseous effluents for each process. The aim of this work is also to optimize the operating conditions of these processes in order to produce thermally treated wood wastes, in large quantities (pilot scale), in order to elaborate fibers adapted to the manufacture of wood fiber insulating panels. The last phase of the thesis work consists in the manufacturing and in the performance characterization of panels prototypes manufactured and to determine the impact of various parameters. A technico-economic study is also proposed from the state of the art and experimental data according to the proposed scenarios to evaluate the interest of these ways

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Signoret, Christian. "Réseaux polyuréthannes classiques et contenant des motifs furanniques pour le confinement de déchets radioactifs : relations structure-propriétés". Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0088.

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Abstract (sommario):

Etude des proprietes mecaniques, de la stabilite thermique de la diffusion de l'eau et de sels radioactifs dans des polyurethannes. Les polyetherurethannes souples ont un comportement moyen a la temperature et a la diffusion. Les polyesterurethannes ont un meilleur comportement mais sont hydrolyses rapidement les polyetherurethannes rigides (tv=20 a 40#oc) sont le meilleur compromis; amelioration de la tenue en temperature vers 350-500#oc par addition de derives furanniques

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Marin, Nicolas. "Étude du comportement thermique et valorisation des déchets du bois". Metz, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2001/Marin.Nicolas.SMZ0106.pdf.

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Abstract (sommario):

Dans le cadre du programme européen Inco-Copernicus « Bioval Network », notre travail a consisté à évaluer quelques méthodes de valorisation du bois (et de ses déchets). Dans un premier temps, nous avons caractérisé les comportements thermiques des échantillons définis dans le réseau (sciures de hêtre, de pin, lignine). En utilisant deux configurations thermogravimétriques différentes, les résultats obtenus sont comparables tant d'un point de vue des températures caractéristiques que des évolutions en masse. Concernant les paramètres cinétiques, les valeurs obtenues sont en accord avec celles de la littérature. Nous avons aussi étudié les comportements thermiques de mélanges bois-polymères. Dans nos conditions, la biomasse se dégrade indépendamment et les interactions entre polymères et biomasse sont limitées. Dans la deuxième partie de ce travail, les résultats de la pyrolyse de bois en autoclave rotatif ont été étudiés. Considérant qu'actuellement, de nombreux composites bois-plastique sont préparés, ou que la valorisation des déchets nécessite le traitement des produits issus de la biomasse et des matériaux plastiques, nous avons aussi analysé les résultats de la copyrolyse bois-plastique en autoclave. En particulier, nous avons insisté sur l'analyse de la fraction des liquides légers (Eb < 180°C, à pression atmosphérique) produite lors de nos expériences. Comme nous l'avons démontré dans ce travail, les mélanges de différents types de biomasse et de polymères polyoléfiniques peuvent être convertis en produits liquides par pyrolyse sous atmosphère inerte en autoclave. L'origine de la biomasse tout comme le type de plastique joue un rôle important sur la distribution finale de produits. Les résultats obtenus démontrent le potentiel du procédé de co-pyrolyse de déchets d'origine lignocellulosique et plastique pour la production de liquides valorisables tant pour la production d'énergie que pour la préparation de bases pétrochimiques
In the frame of the European program Inco-Copernicus “Bioval Network”, our study consisted in the characterization of the thermal behavior of the samples defined in the network. This was realized by thermal analysis using different experimental conditions. For the second part of this work, results of wood pyrolysis in autoclave were studied. Considering the fact that several biomass-plastic composites are actually prepared, or that waste upgrading needs treatment of biomass products and plastic materials, we also analyzed results of wood-plastic copyrolysis in autoclave. In particular, we insisted on analyzing light liquid fractions (bp < 180° C, under atmospheric pressure) of our experiments. Main results are : using two thermogravimetric configurations, obtained results are comparable so much for characteristic temperatures than for weight evolutions ; concerning kinetic parameters, obtained values are in agreement with those of the literature and the degradation of the studied polymers is independent of wood whatever its origin. This shows that during heating wood-plastic mixture, in TGA conditions, results are additive. As demonstrated in this work, the mixtures of the different types of biomass and polyolefinic polymers can be radically converted to liquid products by pyrolysis under inert atmosphere in the autoclave conditions. The origin of biomass as well as the type of polymers plays an important role on final product distribution. Obtained results demonstrate the potential of wood-plastic copyrolysis process for utilization of lignocellulosic waste in liquid production

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Woessner, Philippe. "Influence d'un traitement thermique sur la résistance mécanique du bois". Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13615.

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Abstract (sommario):

Les traitements thermiques du bois connaissent à l'heure actuelle un développement rapide, en raison des caractéristiques de durabilité qu'ils confèrent au bois ainsi que de la non utilisation de produits chimiques qui pourraient s'avérer néfastes pour la santé ou l'environnement. En France, le traitement le plus répandu est la rétification développée par l'Ecole des Mines de Saint-Etienne. Parmi les effets recherchés et obtenus par ce type de traitement, on peut citer la diminution de caractère hydrophile du bois, une meilleure stabilité dimentionnelle et une grande résistance aux attaques des micro-organismes et insectes. Malheuresement, ces traitements thermiques ont un effet négatif sur les caractéristiques mécaniques du bois, dont la fragilité est accrue et les contraintes de rupture abaissée. L'objet de ce travail est d'identifier les causes mécaniques de la chute de ces propriétés. Des essais de traction, compression et fissuration ont été menés sur du Pin Maritime non traité et rétifié à 240 °C. La teneur en eau étant un paramètre important pur le comportement mécanique du bois, nous avons effectués nos essais en faisant varier ca paramètre. Conjointement aux essais mécaniques, des essais physiques ont été réalisés. Ils permettent d'analyser le comportement des bois traités et non traités vis à vis de l'eau, mais également l'évolution de la porosité ainsi que des densités apparentes et réelles (densité des parois ligneuses). Ces derniers ont permis d'analyser le comportement en traction et compression en passant de l'échelle du matériau bois à celle des cellules et de la matière ligneuse. Les évolutions ainsi trouvées sont propres à la matière et s'affranchissent d'effets tels que la compaction due au traitement qui pose le problème de la quantité de matière utilisée pour les essais sur bois traités et non traités. Les essais de fissuration ont été analysés à l'aide de courbes de rupture (courbes R) dont un lissage permet d'obtenir trois paramètres représentatifs de l'amorçage de la fissure, du début de fissuration et da la propagation. L'observation des variations de ces paramètres en fonction du traitement et de la teneur en eau, ainsi que la liaison avec les autres essais, permet d'émettre quelques hypothèses fortes sur les causes de la fragilité des bois traités thermiquement.

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Marculescu, Cosmin. "Contribution à l'étude des processus pour le traitement thermique des déchets ménagers et assimilés". Compiègne, 2006. http://www.theses.fr/2006COMP1638.

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Abstract (sommario):

Ce travail est consacré à la caractérisation des déchets solides hétérogènes par rapport au traitement thermique et l'identification des solutions pour leur valorisation énergétique optimale. Le but était d'optimiser le choix du processus de traitement en s'adaptant au type du déchet. Des expériences sur installations laboratoire et pilote portant sur différents produits (OM reconstitués, déchets industriels) ont été mises en œuvre. L'influence des conditions opératoires et des caractéristiques de la charge a été étudiée. Une méthodologie a été élaborée permettant l'extrapolation des résultats laboratoire sur traitement des déchets, à l'échelle industrielle. Une étude comparative sur les processus de combustion, pyrolyse et gazéification a été effectuée pour accéder aux mécanismes thermocinétiques des transformations physico-chimiques des déchets. A base des résultats obtenus ont été définis les paramètres opératoires pour une meilleure valorisation énergétique d'un certain type de déchet
This work has been carried out on the heterogeneous solid waste characterization for further thermal treatment processing and on the identification of the optimum solutions for their energy valorization. The aim was to optimize the choice of the treatment process by suiting itself (according) to waste type. Experiments on laboratory and pilot scale installations were carried out on different products (municipal solid waste - MSW, industrial waste). The influence of operating conditions as well as product characteristics was investigated. A methodology was proposed enabling the extrapolation to industrial scale of obtained results on waste laboratory treatment. A comparative study on combustion, pyrolysis and gasification processes was undertaken in order to establish the thermal - kinetics of physical - chemical transformation of waste. The obtained results allowed to identify the operating parameters adapted to waste type that lead to a better energy conversion

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Nebesarova, Ivana. "Etude d'un procédé de traitement pour l'association bois-polymère". Grenoble INPG, 1996. https://theses.hal.science/tel-00842820.

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Abstract (sommario):

Le travail visait à l'élaboration d'un nouveau composite à base de bois présentant entre autres une bonne stabilité dimensionnelle et une dureté satisfaisante. Afin de faciliter l'obtention d'un tel matériau, nous avons fat subir au bois un traitement thermique appelé rétification. Nous avons donc testé en parallèle deux types de traitements en utilisant soit un agent liant (anhydrides) soit des monomères multifonctionnels contenant à la fois les fonctions capables de réagir avec les groupements hydroxyle du bois et une double liaison susceptible de polymériser. L'efficacité de ces traitements ainsi que de leur couplage a été suivie à l'aide de l'ASE et de la dureté Brinell. Nous avons déterminé les propriétés superficielles des bois naturels et rétifiés à différentes températures. Afin d'expliquer une diminution de toutes ses valeurs, la thèorie de la désactivation thermique a été avancée. La dernière partie de ce travail est consacrée à l'étude de la polymérisation dans la masse du bois imprégné par les micro-ondes. Malgré quelques points restant à résoudre, l'avenir industriel de cette technique de polymérisation dans la masse est très prometteur.

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Sanya, Emile Adjibade. "Analyse du traitement hydro-amido-thermique de bois gorgé d'eau : application à la restauration-préservation du bois archéologique". La Rochelle, 2000. http://www.theses.fr/2000LAROS057.

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Ahajji, Abdelaziz. "Durabilité de l'aspect naturel et conféré du bois : Amélioration par des traitements chimique et thermique". Nancy 1, 2006. http://www.theses.fr/2006NAN10066.

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Abstract (sommario):

L'amélioration de la durabilité de l'aspect de surface d'un bois recouvert d'une finition transparente est un véritable enjeu économique qui conditionne l'utilisation du bois en menuiserie extérieure. La variabilité des comportements photochimiques des différentes essences est attribuée à la nature et à la teneur de leurs extraits. Nous avons analysé d'abord, la couleur naturelle de nombreuses d'essences d'origines variées et sa durabilité lors d'un vieillissement photochimique. Des corrélations entre la stabilité les coordonnées chromatiques et l'origine, la teneur et les propriétés antioxydantes des extraits ont été recherchées. Puis, nous avons recherché à améliorer la stabilité d'une couleur du bois conférée par des traitements respectueux de l'environnement : imprégnation par des extraits de bois durables, traitement thermique. La RPE a été utilisée pour suivre les cinétiques de formation des espèces radicalaires impliquées dans la photodégradation du bois. La dernière partie a été consacrée à l'étude de la stabilisation de l'aspect d'un bois par modification chimique des chromophores phénoliques des constituants du bois
The improvement of the durability of the surface aspect of a wood covered with a clearcoating is a veritable economic issue as far as outdoors use of timber is concerned. The variability of the photochemical behaviour of the various wood objects is assigned to the nature and the content of the extracts. First, we analyzed the natural color of a broad range of wood species of varied origins and its durability during a photochemical ageing. Correlations between the variations of the chromatic coordinates and the origin, the content and the antioxidant properties of the extracts were investigated. Second, we have attempted to improve the stability of a conferred wood color by environmentaly friendly treatments: impregnation by durable wood extracts and heat treatment. EPR was used to follow the kinetics of the radical species formations involved in the wood photodegradation. The last part was devoted to the study of the stabilization of the wood aspect by chemical modification of the phenolic chromophores of the wood components

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Repellin, Vincent. "Optimisation des paramètres durée et température d'un traitement thermique du bois. Modifications des propriétés d'usage du bois en relation avec les modifications physico-chimiques et ultrastructurales occasionnées par le traitement thermique". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012090.

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Abstract (sommario):

Le traitement thermique de rétification est destiné à stabiliser le bois et à augmenter sa durabilité. Lorsque la durée de traitement est la plus courte possible, des températures élevées sont nécessaire pour obtenir des améliorations significative de ces deux propriétés. Ceci induit deux inconvénients : d'une part le risque d'apparition de réactions exothermiques rendant la conduite du traitement difficile, et d'autre part, la diminution de résistance mécanique. Par ailleurs l'hétérogénéité due au procédé de traitement thermique s'ajoute à l'hétérogénéité du bois naturel. Il est donc nécessaire de mettre au point des moyens de contrôle rapides des propriétés du bois rétifié.
La première partie de cette étude concerne l'optimisation des paramètres durée et température de traitement. Dans un premier temps une approche procédé montre qu'il est possible d'améliorer la conduite du traitement en diminuant la température et en augmentant la durée. Les possibilité d'amélioration des propriétés du bois rétifié sont ensuite vérifiées et discutées à l'échelle du matériau massif.
Dans la deuxième partie, nous nous sommes attaché à trouver des moyens de contrôle rapides des propriétés d'usage du bois rétifié. Nous avons contribué à mettre en relation les modifications physico-chimiques et ultrastructurales avec les modifications des propriétés d'usage du bois (stabilité et résistance mécanique).

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Mburu, Francis. "Etude et valorisation de différents bois du Kenya". Nancy 1, 2007. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2007_0057_MBURU.pdf.

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Abstract (sommario):

Des extractions du Prunus africana ont été réalisées à partir du duramen et de l'aubier avec différents solvants et les propriétés antifongiques et anti-termites des extraits étudiées. Des essais d'inhibition de croissance du mycélium ont été réalisés sur Coriolus versicolor, Poria placenta et Aureobasidium pullulans à différentes concentrations. L'inhibition augmente avec la concentration de la solution testée et diminue avec le temps. Dans certains cas, la croissance du champignon débute après que la boîte de Pétri témoin ait totalement été colonisée, indiquant plutôt un effet fongistatique que fongicide. Les échantillons extraits présentent une faible durabilité contre les termites alors que les non extraits sont totalement résistants. Les extraits dichlorométhane présentent une plus grande activité compare à ceux obtenus à l'eau, à l'acétone ou un mélange toluène/éthanol aussi bien au niveau des termites que des champignons. Des analyses microscopiques indiquent la présence d'importantes quantités d'extractibles dans les vaisseaux qui disparaissent après extraction au Soxhlet. Certains composés responsables de l'activité biologique ont pu être identifies. L'imprégnabilité du Grevillea robusta par une solution de CCA, a été évaluée en utilisant un procédé de déplacement de sève. Les résultats indiquent une bonne pénétration et rétention du produit dans le bois permettant l'utilisation de ce dernier dans différentes classes de risques. La résistance des blocs traités thermiquement a été évaluée sur milieu gélosé sur six champignons de pourriture ainsi que sur les termites en laboratoire et sur champ. Dans tous les cas, une forte augmentation de la durabilité est observée après traitement. Des analyses IR et RMN indiguent des modifications des constituants du bois après traitement thermique
Prunus africana heartwood and sapwood were extracted using different solvents. Extractives were tested against fungi and termites in relation to the natural durability of Prunus africana. These were tested against Coriolus versicolor, Poria placenta, and Aureobasidium pullulans at concentrations. High inhibition was realized and increased with extract concentration. In some instances, fungal growth started after the control Petri dish was fully colonized showing fungistatic effect than fungicidal effect. Extracted and un-extracted wood samples were also tested against termites. When tested against Coriolus versicolor in the laboratory Prunus africana showed high natural durability. Extracted wood showed low resistance against termites while un-extracted was totally resistant. Dichloromethane extract showed the highest inhibition rate compared to water, acetone and toluene/ethanol extracts against fungi and termites. Microscopie analysis indicate the presence of important quantities of extractives deposited in the vessels which are removed after Soxhlet extraction. Spectroscopie and chromatographie analysis were investigated on dichloromethane extract to identify the compounds responsible for biological activities. Grevillea robusta was treated by cheap sap displacement method using Copper Chrome Arsenate (CCA). Results showed adequate penetration and retention for wood use in different hazard areas. Resistance of Greviflea robusta heat-treated samples was evaluated by malt agar block test against six wood rotting fungi a well as against termites in laboratory and field conditions. High durability against fungi and termites was realized after treatment. There was a positive correlation between decay resistance and mass loss due to thermal treatment. FTIR and 13C MAS NMR analysis showed chemical modification of wood components alte heat treatment

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Weiland, Jean-jacques. "Etude physico-chimique du traitement thermique du bois : Optimisation de paramètres du procédé de rétification". Grenoble INPG, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00820822.

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Abstract (sommario):

Le bois est un bio polymère qui se distingue des autres matériaux industriels (polymères, métaux) par son origine végétale. Dérive d'un tissu cellulaire, il est hygroscopique, anisotrope, instable dimensionnellement et vulnérable aux attaques biologiques (insectes et champignons). Le procédé de rétification du bois consiste en une pyrolyse ménagée (entre 180 et 250°C) sous atmosphère contrôlée et réduit de façon notable l'hygroscopie, l'instabilité dimensionnelle et la biodégradabilité du matériau traité. Cette étude a mis en évidence des différences de sensibilité thermique entre les feuillus et les résineux. Ces derniers peuvent présenter des taux de résines plus ou moins importants qui influent sur le comportement du matériau au cours de la rétification. Les départs gazeux observes sont attribués à une destruction importante des hemicelluloses et une modification de la lignine. Le bois traité thermiquement est plus hydrophobe que le matériau de départ en raison d'une destruction de groupes hydroxyles des hemicelluloses. La présence d'acide acétique, issu de la dégradation des hemicelluloses à haute température, permet de catalyser les réactions de condensation de la lignine, mais pourrait également contribuer à la dégradation mécanique du matériau. Une étude menée sur le matériau massif a démontré que la structure cristalline de la cellulose n'est pratiquement pas affectée par le traitement thermique. L'augmentation de la résistance aux attaques fongiques semble être due à des réactions de condensation de la lignine. La quantité de composés extractibles (essentiellement des phénols) augmente suite au traitement thermique. Le paramètre fondamental du procédé de rétification est la température de traitement du matériau. Les analyses de la structure chimique du bois, avant et après traitement par spectrométrie drift, mettent en évidence un seuil pour une température de rétification de 240°C.

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Bergeron, Éric. "Étude du traitement thermique de déchets liquides dans un réacteur à plasma inductif". Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1996. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq21716.pdf.

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Bergeron, Éric. "Étude du traitement thermique de déchets liquides dans un réacteur à plasma inductif". Mémoire, Université de Sherbrooke, 1995. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/971.

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Abstract (sommario):

Le présent mémoire démontre la faisabilité technique d'un procédé de destruction de déchets toxiques liquides dans un réacteur à plasma inductif à hautes fréquences (hf). Le toluène liquide pur est utilisé pour étudier l'efficacité du procédé. Selon l'étude thermodynamique et expérimentale, il est clair qu'un procédé de pyrolyse stricte des déchets est inadéquat. Celui-ci est caractérisé par un faible taux de destruction (DRE), ainsi que par une production importante de suie, d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de produits de combustion incomplète (PIC). Cependant, l'introduction d'eau dans le système réactionnel Ar-C-H a permis de réduire significativement les émissions des sous-produits indésirables. Le toluène est reformé principalement en gaz de synthèse (H[indice inférieur 2] et CO), mais il y aussi production d'acétylène, de diacétylène, de méthane, de dioxyde de carbone et de noir de carbone. L'étude de faisabilité a été réalisée en trois étapes. Dans un premier temps, une étude thermodynamique des systèmes réactionnels Ar-H-C et Ar-H-C-0 a été effectuée. Par la suite, les techniques de caractérisation des effluents gazeux et solides (GC et GC/MS) ont été développées. Finalement, l'étude expérimentale a été réalisée. Celle-ci comprend des essais préliminaires et une étude paramétrique. Cette dernière porte sur la hauteur d'injection des réactifs, l'effet de la pression, l'effet du rapport massique [eau / toluène] et la capacité de charge du plasma hf. Cette étude a révélé que pour obtenir un DRE élevé et pour minimiser les émissions de HAP et de PIC, il faut opérer le réacteur à faible pression, injecter les réactifs au centre de la bobine d'induction et s'assurer que le rapport massique [eau / toluène] soit supérieur à 1,4. Bien que les résultats expérimentaux soient des plus prometteurs, le développement et l'optimisation du procédé proposé dans ce mémoire requiert une meilleure connaissance de la chimie du procédé. Les travaux de recherches futurs devront donc s'attarder au développement d'un modèle cinétique propre au reformage des déchets dans un réacteur à plasma inductif. De plus, la consommation spécifique d'énergie du procédé doit être réduite à moins de 5 kWh kg[indice supérieur -1].

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Permadi, Pipin. "Optimisation du traitement thermique appliqué au bois d'oeuvre pour l'amélioration des propriétés des espèces non durables". Compiègne, 2000. http://www.theses.fr/2000COMP1270.

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Abstract (sommario):

La torréfaction exploite le principe de la thermodégradation des constituants du bois en l'absence d'oxygène ou très fort défaut d'air. Ce sont d'abord les propriétés énergétiques du bois torréfié qui sont à l'origine des premiers travaux, les aspects bois d'oeuvre ont été développé plus récemment. Ces études montrent que la torréfaction améliore la stabilité dimensionnelle et la durabilité du bois. Les objectifs du présent travail sont doubles : d'une part, évaluer l'influence du traitement thermique sur les propriétés du bois à l'échelle pilote et optimiser les paramètres du traitement thermique à l'échelle laboratoire ; et d'autre part, caractériser les propriétés de ce matériau et préciser ses contraintes de mise en oeuvre. Plusieurs traitements de torréfaction définis par une température et une durée de palier, sont appliqués au bois. Les propriétés physiques (humidité d'équilibre, densité et retrait), mécaniques (Module d'élasticité, rupture à la flexion et rupture à la compression axiale) et durabilité contre les champignons et les insectes ont été déterminés sur chaque échantillon des bois torréfiés. Les essais de mise en oeuvre en condition industrielle ont été réalisés sur des applications caractéristiques des industries du bois. Les résultats montrent que le procédé est basé sur un compromis entre les conditions opératoires du traitement thermique et l'utilisation finale du produit. L'application envisagée pour ce produit, c'est à dire la fabrication d'encadrement de fenêtre est apparue trop ambitieuse. Les tests d'usinage ont montré de nombreuses limites qui devraient imposer de revoir partiellement les systèmes constructifs actuels. Cependant le gain en terme de durabilité et de stabilité dimensionnelle offrent à ce produit des perspectives intéressantes dans plusieurs domaines d'application comme les bardages, mobilier urbain, les murs anti-bruit etc.

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Rendek, Eva. "Influence des procédés de la filière traitement thermique sur les caractéristiques et les évolutions bio-physico-chimiques des Mâchefers d'Incinération d'Ordures Ménagères (MIOM)". Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0041/these.pdf.

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Abstract (sommario):

L'évolution réglementaire en matière de gestion des déchets incite à la valorisation des Mâchefers d'Incinérations d'Ordures Ménagères (MIOM), notamment à leur réutilisation en matière routière. Or les caractéristiques physiques et techniques de ces sous produits sont en pleine évolution. Ces modifications constitutives résultent de l'évolution de plusieurs facteurs techniques et socio-économiques de la filière (nature des déchets incinérés, conditions d'incinération, conditions de stockage, prétraitement,. . . ). Afin de comprendr les paramètres influant sur la composition et le comportement à long terme des mâchefers, 6 lots de MIOM ont été sélectionnés avec notre partenaire industriel NOVERGIE SUEZ et comparés. La synthèse de ce travail consiste en la corrélation des résultats de la phase expérimentale et des données relatives aux caractéristiques des filières. Un lien a été clairement établi entre la nature des déchets incinérés et la composition des mâchefers. La fraction massique de verre prélevée par une collecte sélective efficace a un impact direct sur les teneurs relatives en calcium et silicium dans les MIOM et sur la conduite des fours (modification du PCI). Le rapport Ca/Si a des conséquences sur le potentiel de carbonatation des MIOM et, de ce fait, sur leur stabilisation vis à vis du relargage de certains métaux lourds qui conditionne leur valorisation. En dehors de la lixiviation des métaux lourds, le second paramètre qui peut limiter la valorisation des MIOM est le taux de matière organique résiduelle lixiviable. Sur ce point, des corrélations (à l'échelle du laboratoire) entre matière organique biodégradable et lixiviable ont été mises en évidence. Il n'y a pas de lien évident entre l'efficacité de la collecte des fractions organiques (plastiques, papiers-cartons, fermentescibles) et le taux d'imbrûlés dans les MIOM. Ce dernier paraît essentiellement dépendant des technologies de combustion et de la conduite des fours. La méthode microcalorimétrique mise en cours de ce travail a permis de différencier les 6 MIOM étudiés en affinant certaines caractéristiques des molécules organiques imbrûlées. Il existe deux types de molécules dont les paramètres de combustion (température et enthalpie) sont sensiblement différents. Une de ces deux fractions est constituée, pour partie, de molécules solubles. La méthode développée paraît siffisamment fiable, en terme de répétitivité, pour que l'on puisse l'envisager comme appui aux gestionnaires d'incinérateur pour le suivi de la conduite des fours
The waste input and the process technology of the plant appear to have a great influence on bottom ash quality. To better understand how these parameters can affect the residues characteristics, bottom ash from 6 different plants were tested and compared in this study. Bottom ash physico-chemical characteristics were investigated by chemical analyses, and leaching tests. In order to understand their long-term behavior, accelerated ageing experiments and biodegradation tests were also performed. The whole analyses gave complementary information. It was shown that the 6 samples do have different properties. Waste input have a great influence on Cl and S content in bottom ash, as well as on the Ca/Si ratio. The importance of this ratio on carbonation process has been demonstrated. Combustion parameters have an influence on quantity and mobility of the residual organic matter. Biological and physicochemical experiments were coupled with a view to developing a new rapid assessment method of bottom ash quality. Comparative results of leaching tests and biodegradation experiments showed a positive correlation between dissolved carbon and microbial activity. However, quantities of biodegraded or leached carbon are not representative of the samples total organic carbon content. Thermal analysis have revealed the presence of two fractions of organic components, showing different thermal behaviors. One of them can be directly linked to the leachable and biodegradable organic matter fraction. Calorimetric test is then a novel analysis method that allows to provide rapid and global information concerning the characteristics of organic matter in bottom ash and its possible short and long-term evolution

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Hakkou, Mohammed. "Procédé de traitement thermique du bois, évolution de la composition chimique et des propriétés macroscopiques : Identification d'un paramètre de contrôle de la durabilité". Nancy 1, 2006. http://www.theses.fr/2006NAN10018.

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Abstract (sommario):

Il est généralement admis que le traitement thermique du bois par pyrolyse douce améliore la durabilité au niveau fongique. Cette amélioration est généralement expliquée par 4 hypothèses: une faible affinité du bois traité thermiquement vis-à-vis de l'eau, une génération des composés toxiques, une modification chimique des principaux polymère du bois et la dégradation chimique des hémicelluloses. Afin de tester ces quatre hypothèses, nous avons suivi différents paramètres tels que la perte de masse, la mouillabilité, la composition chimique du bois de hêtre traité thermiquement ainsi que la résistance fongique vis-à-vis de Coriolus versicolor. Parmi les 4 hypothèsses de départ 2 peuvent être écartées: composé toxique et mouillabilité. L'hypothèse la plus probable, expliquant l'amélioration de la durabilité fongique concerne la dégradation des hémicelluloses et la modification du réseau polymère de la lignine. D'autre part les résultats montrent une bonne corrélation entre la fraction massique dégradée et la résistance fongique. Cette corrélation constitue une première méthode à mettre en œuvre pour développer un contrôle qualité à l'échelle industrielle
It is generally accepted that thermal treatment of wood by mild pyrolysis improved its durability to fungal degradation. This improvement is generally explained by 4 hypothesis: the low affinity of heat-treated wood to water, the generation of toxic compounds, the chemical modification of the main wood polymers and the degradation of hemicelluloses. Ln order to confirm or flot the previous hypothesis, the durability of heat-treated beech wood towards Coriolus versicolor was evaluated according to different parameters like mass, wettability or chemical composition. There was insufficient evidence to support the hypothesis for the generation of fungicidal compounds or for the hydrophobie character. The most plausible hypothesis concerns its chemical modifications. Indeed, degradation of hemicelluloses associated to lignin chemical modifications could be at the origin of improved durability. Moreover the results show a good correlation between the weight loss during the treatment and the fungal durability. From this correlation we propose a quality contrai for the thermal treatment

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Nguila-Inari, Gildas Gérardin Philippe Pétrissans Mathieu. "Contribution à la compréhension des modifications moléculaires et macromoléculaires intervenant lors du traitement thermique du bois Effet sur la réactivité chimique et sur la durabilité du matériau /". S. l. : Nancy 1, 2008. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2008_0106_NGUILA-INARI.pdf.

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Hannouz, Simon. "Développement d’indicateurs pour la caractérisation mécanique et la durabilité des bois traités thermiquement". Thesis, Paris, ENSAM, 2014. http://www.theses.fr/2014ENAM0047/document.

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Abstract (sommario):

Le traitement thermique du bois est une industrie qui se développe depuis une dizaine d'années, mais est freinée par l'absence de certifications. Le bois traité thermiquement est un matériau nouveau dont les propriétés mécaniques et de durabilité sont modifiées grâce aux réactions chimiques des biopolymères avec l'apport de chaleur. Cette étude vise à trouver des indicateurs non destructifs permettant d'apporter des garanties sur les performances des bois chauffés. La caractérisation de plusieurs essences chauffées chez Bois Durables de Bourgogne permet d'abord d'apprécier l'influence du traitement thermique sur des échantillons variés avec de petites éprouvettes sans défaut. Cette première campagne montre une amélioration prononcée de la durabilité permettant des usages en classe d'emploi 4, et des variations de propriétés mécaniques qui dépendent des sollicitations étudiées. Les propriétés apparaissant comme les plus importantes à estimer en vue d'une certification sont celles de la résistance en flexion et de la perte de masse due au traitement thermique, directement reliée à la durabilité grâce aux travaux du LERMAB. A ce stade, l'analyse vibratoire apparaît comme un bon indicateur de l'intensité de traitement. Dans un second temps, l'essence de frêne est étudiée à quatre intensités de traitement entre 170 et 228 °C sur des éprouvettes en dimensions d'emploi. Cette deuxième campagne permet de confirmer que l'analyse vibratoire est un bon indicateur pour la perte de masse, mais ne permet pas cette fois d'estimer la résistance en flexion. La composition élémentaire du bois mis en évidence comme indicateur par d'autres travaux ne semble pas utilisable dans un contexte industriel. En revanche, l'aire sous la courbe de traitement est une mesure globale et disponible qui est bien corrélée avec les valeurs moyennes de résistances en flexion et de pertes de masse
The heat treatment of wood has been a growing industry in the last decade, but its development is curbed by the lack of certifications. Heat-treated wood is a new material whose mechanical properties and durability are modified by heat transfer and chemical reactions of biopolymers. This study aims at finding non-destructive indicators that can guarantee heat-treated wood quality. The characterization of several species heated by Bois Durables de Bourgogne first enables to assess the influence of heat treatment on various samples using small specimens free from defects. This first approach shows a marked improvement of durability ensuring uses in hazard class 4, and variations of mechanical properties depending on studied reaction. Properties that appear as the most relevant in terms of certifications are bending strength and mass loss due to heat treatment. The latter is directly linked to durability owing to studies previously led by LERMAB. At this stage vibration analysis seems to be a proper way to estimate treatment intensity. In a second part ash wood is studied under four treatment intensity, between 170 and 228 °C on large specimens. This second approach confirms that vibration analysis is an appropriate indicator to estimate mass loss, but does not predict bending strength. Wood elemental composition which has been already highlighted as an indicator by other studies is not suitable for an industrial application. On the other hand the area under the treatment chart is a global measurement which is easily available and well correlated with mean values of bending strength and mass loss

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Weiland, Jean-Jacques. "Etude physico-chimique du traitement thermique du bois. Optimisation de paramètres du procédé de rétification". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00820822.

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Abstract (sommario):

Le bois est un bio polymère qui se distingue des autres matériaux industriels (polymères, métaux) par son origine végétale. Dérive d'un tissu cellulaire, il est hygroscopique, anisotrope, instable dimensionnellement et vulnérable aux attaques biologiques (insectes et champignons). Le procédé de rétification du bois consiste en une pyrolyse ménagée (entre 180 et 250°C) sous atmosphère contrôlée et réduit de façon notable l'hygroscopie, l'instabilité dimensionnelle et la biodégradabilité du matériau traité. Cette étude a mis en évidence des différences de sensibilité thermique entre les feuillus et les résineux. Ces derniers peuvent présenter des taux de résines plus ou moins importants qui influent sur le comportement du matériau au cours de la rétification. Les départs gazeux observes sont attribués à une destruction importante des hemicelluloses et une modification de la lignine. Le bois traité thermiquement est plus hydrophobe que le matériau de départ en raison d'une destruction de groupes hydroxyles des hemicelluloses. La présence d'acide acétique, issu de la dégradation des hemicelluloses à haute température, permet de catalyser les réactions de condensation de la lignine, mais pourrait également contribuer à la dégradation mécanique du matériau. Une étude menée sur le matériau massif a démontré que la structure cristalline de la cellulose n'est pratiquement pas affectée par le traitement thermique. L'augmentation de la résistance aux attaques fongiques semble être due à des réactions de condensation de la lignine. La quantité de composés extractibles (essentiellement des phénols) augmente suite au traitement thermique. Le paramètre fondamental du procédé de rétification est la température de traitement du matériau. Les analyses de la structure chimique du bois, avant et après traitement par spectrométrie drift, mettent en évidence un seuil pour une température de rétification de 240°C.

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Hamada, Joël. "Effet de la variabilité intra et interspécifique du bois sur les procédés de traitement thermique". Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0254/document.

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Abstract (sommario):

Dans le contexte du développement durable qui a vu l’introduction de la directive produits biocides BPD 98/8/CE, l’étude des méthodes innovantes de préservation du bois comme le traitement thermique revêt une importance prépondérante. Le traitement thermique du bois permet d’améliorer ses propriétés de résistance biologique, de stabilité dimensionnelle ainsi que son aspect esthétique, sans ajout de produit chimique. Les études actuelles sur la problématique de la qualité du bois traité thermiquement se focalisent sur les caractéristiques finales du bois déjà traité, l’influence des conditions de traitement ou encore l’effet essence. Les propriétés intrinsèques du bois avant le traitement ne sont pas encore prises en compte. Les propriétés du bois telles que la densité ou la composition chimique étant variables principalement sous l’effet de l’activité humaine comme la sylviculture, l’objectif de cette thèse était d’évaluer l’impact de cette variabilité chez le chêne sessile (Quercus petraea Liebll.) et le sapin (Abies alba Mill) sur leur modification par voie thermique. Un scanner et un micro-densitomètre à rayons X ont été utilisés pour caractériser la variation de la densité des échantillons de planches et des cernes de croissance provenant des arbres étudiés. Des traitements thermiques ont été réalisés dans un four pilote à conduction sous vide de type macro-thermobalance et un analyseur thermogravimétrique (ATG). Des analyses chimiques ont été également réalisées. Les résultats montrent qu’en prenant la perte de masse due à la dégradation thermique du bois comme réponse, les types de tissus du bois et la composition chimique influencent sa thermo-dégradation. Que ce soit chez Quercus petraea ou chez Abies alba, le bois de printemps était plus sensible au traitement thermique que son voisin de bois d’été. De plus, les portions radiales du tronc, du bois juvénile à l’aubier en passant par le bois mature, se dégradaient suivant des cinétiques différentes. En conclusion, la variation de la microstructure et la composition chimique de ces bois influencent leur cinétique globale de thermo-dégradation. La sylviculture impacte cette différence intraspécifique de cinétique de dégradation à l’échelle intra- et interarbre. En effet, dans le cas du sapin pectiné, une gestion très dynamique des forêts dans le but de stimuler la croissance rapide des arbres qui produisent de gros bois contenant des cernes très larges, est source de variation dans la structure anatomique et la composition chimique à l’intérieur des arbres en comparaison aux petits bois à croissance lente plus homogènes. Toutes ces analyses ont pour objectif final de comprendre le lien entre les propriétés initiales du bois et les modifications thermiques intervenant au cours du traitement afin d’apporter une information utile aux industriels lors du choix des pièces de bois destinées au traitement thermique en vue d’une amélioration de la qualité du bois traité thermiquement
In the context of sustainable development which has seen the introduction of the biocides directive BPD 98/8/CE in the EU, innovative wood preservation practices such as Heat Treatment (HT) become relevant. Wood HT, also termed wood thermal modification, is a physical modification technology by which wood is heated at around 200 °C in an inert atmosphere. The main purpose of the treatment is to improve the biological durability and dimensional stability of wood. Current studies on thermally modified wood (TMW) quality are focusing on treated material, on treatment conditions or on species effect on the end-product characteristics. Relatively little is known about the effect of intrinsic wood properties on its thermal modification. As wood properties vary especially under the influence of human activities through sylviculture, this thesis studied the effect of European oak and silver fir wood density and chemical composition on their thermal modification kinetic. An X rays computed tomography (CT) and densitometer were used to characterize wood samples. Boards were heat-treated by conduction under vacuum using a pilot furnace, whereas sawdust samples underwent thermo-gravimetric analysis under nitrogen. The analysis allowed finding intra- and interspecific variations, especially within growth rings and along radial direction (from pith to bark). Forest management impacted heat modification kinetic of the studied samples, especially in silver fir where fast grown wood was more sensitive to treatment. The finding will be used as additional information to the wood industry which will account for homogeneity of loadings destined to heat treatment

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Nebesarova, Ivana. "Étude d'un procédé de traitement pour l'association bois-polymère". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00842820.

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Abstract (sommario):

Le travail visait à l'élaboration d'un nouveau composite à base de bois présentant entre autres une bonne stabilité dimensionnelle et une dureté satisfaisante. Afin de faciliter l'obtention d'un tel matériau, nous avons fat subir au bois un traitement thermique appelé rétification. Nous avons donc testé en parallèle deux types de traitements en utilisant soit un agent liant (anhydrides) soit des monomères multifonctionnels contenant à la fois les fonctions capables de réagir avec les groupements hydroxyle du bois et une double liaison susceptible de polymériser. L'efficacité de ces traitements ainsi que de leur couplage a été suivie à l'aide de l'ASE et de la dureté Brinell. Nous avons déterminé les propriétés superficielles des bois naturels et rétifiés à différentes températures. Afin d'expliquer une diminution de toutes ses valeurs, la théorie de la désactivation thermique a été avancée. La dernière partie de ce travail est consacrée à l'étude de la polymérisation dans la masse du bois imprégné par les micro-ondes. Malgré quelques points restant à résoudre, l'avenir industriel de cette technique de polymérisation dans la masse est très prometteur.

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Yeshanew, Martha Minale. "Amélioration des rendements de traitement des déchets par digestion anaérobie : rôle d'un pré-traitement thermique et d'un traitement en bioréacteur en deux étapes". Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1166.

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Abstract (sommario):

La digestion anaérobie est utilisée depuis près d’un siècle comme un traitement efficace des déchets organiques. L’intérêt de ce traitement en anaérobie est en essor, car il présente des avantages significatifs sur les traitements alternatifs biologiques et d’autres options d’élimination des déchets. Cette étude se focalise sur l’optimisation du processus de digestion anaérobie en utilisant deux stratégies différentes. La première vise à augmenter la biodégradabilité du substrat par un prétraitement thermique. La seconde technique repose sur l’utilisation d’un système de biofilms pour augmenter le taux de production de biogaz et minimiser la taille du réacteur.Les déchets alimentaires sont principalement utilisés comme substrat modèle de par leur composition, leur abondance et leur renouvellement. Dans ces travaux de thèse, l’influence de la température des prétraitements thermiques sur la solubilisation de la matière organique, ainsi que la production de méthane des déchets alimentaires sous différentes conditions ont été étudié. Une amélioration significative de la solubilisation et de la biodégradabilité des déchets alimentaires ont été observés pour tous les prétraitements thermiques sur les déchets alimentaires comparativement aux déchets non traités. La plus importante amélioration (28%) de la biodégradabilité a été observée pour les déchets alimentaires traités à la plus basse température de prétraitements (80°C). Les résultats montrent une corrélation forte entre le type de substrats (carbohydrate, protéines et teneur en lipides), la température de prétraitement thermique et son efficacité dans l’amélioration de la biodégradabilité.Dans une seconde partie, une opération prolongée d’un système intégré à deux étages, incluant une cuve agitée en continu et un réacteur à biofilm anaérobie a été réalisé pour produire du biohytane (biohydrogène et méthane) à partir de déchets alimentaires. Le réacteur à biofilm anaérobie a été utilisé pour remédier au lessivage de la biomasse du réacteur. La formation d’une biomasse mature et équilibrée a amélioré de façon importante la stabilité du processus, ce dernier n’ayant pas été affecté par un raccourcissement du temps de rétention hydraulique (HRT) de 6 à 3,7 jours dans le premier réacteur, et de 20 à 1,5 jours dans le second réacteur. De plus, le système à deux étages, constitué d’un pilote à l’échelle d’un batch pour la fermentation sombre et d’un réacteur à biofilm anaérobie, coproduisant de l’hydrogène et du méthane à partir de la fraction organique des déchets solide ménagers (OFMSW), a été utilisé afin de déterminer la capacité d’un réacteur à biofilm anaérobie à supporter un choc de charge organique. Les résultats montrent une récupération plus rapide du réacteur à biofilm anaérobie après un évènement de charge organique
Anaerobic digestion (AD) has been used over a century for an effective treatment of organic wastes. Interest in anaerobic treatment is continually increasing since it presents significant advantages when compared to alternative biological treatments and waste disposal options. This research study was mainly focused on optimization of the AD process, that was achieved through two different strategies. The first aimed at increasing the substrate biodegradability by a means of thermal pretreatment. The second was focused on the application of a biofilm based system to improve the biogas production rates and minimize the reactor size.Food waste (FW) was mainly used as a model substrate due to its suitable composition, abundance and renewability. In this thesis the influence of thermal pretreatment temperature on organic matter solubilization and methane yield of FW under different operational conditions was investigated. Significant improvement of the FW solubilization and biodegradability were observed for all thermally pretreated FW compared to the untreated FW. The highest biodegradability enhancement, i.e. + 28 %, was observed for FW treated at the lowest thermal pretreatment temperature, i.e. 80 ⁰C. The results showed a strong correlation between the substrate type (e.g. carbohydrate, protein and lipid content), the thermal pretreatment temperature and its effectiveness in promoting the biodegradability.In the second part of the work, a prolonged operation of an integrated two-stage system, including a continuously stirred tank and an anaerobic biofilm reactor, was carried out to produce biohythane (biohydrogen and methane) from the FW. The anaerobic biofilm reactor was employed to overcome the biomass wash-out from the reactor. The formation of a well-matured and balanced AD biomass greatly improved the process stability, which was not affected by shortening the hydraulic retention time (HRT) from 6 to 3.7 days in the first reactor and from 20 to 1.5 days in the second reactor. Moreover a two-stage system, comprised of a pilot scale batch dark fermenter and an anaerobic biofilm reactor co-producing hydrogen and methane from the organic fraction of municipal solid waste (OFMSW), was used to assess the capability of the anaerobic biofilm reactor to face an organic shock loads. The results showed a faster recovery of anaerobic biofilm reactor performance after the shock load events

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Boonstra, Michiel. "A two-stage thermal modification of wood". Thesis, Nancy 1, 2008. http://www.theses.fr/2008NAN10002/document.

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Abstract (sommario):

La modification thermique est une façon efficace de améliorer la stabilité dimensionnelle et la durabilité biologique du bois. Un effet non souhaite est la réduction des propriétés mécaniques du bois, due principalement à l’effet de la haute température (150°-280°C) utilisée. Les effets du traitement thermique sur le propriétés du bois ont été présentées et discutées en cette thèse en relation avec les changements soit au niveau anatomiques soit au niveau moléculaire. Les résultats présentes ont été bases sur de la recherche effectuées au niveau de un procédé industriel de traitement thermique du bois sur de conditions de chauffage relativement douces (< 200°C) comprenant de un traitement en milieu humide suivi de un traitement en milieu sec. Plusieurs changements ou modifications des constituants principaux du bois (cellulose, hémicelluloses et lignine) en conséquence du traitement thermique semblent influencer des importantes propriétés macroscopiques du bois telle que sa stabilité dimensionnelle, sa résistance mécanique et sa durabilité aux attaques biologiques. Bien que l’effet du traitement thermique sur la structure anatomique du bois est limité, les changement qui ne dérivent influencent les propriétés du bois. La thèse donne une base plus complète à la compréhension au traitement thermique du bois qui en toute probabilité contribue à une utilisation plus contrôlée de son utilisation en service
Thermal modification or heat treatment is an effective method to improve the dimensional stability and biological durability of wood. An undesired side effect is the reduction of mechanical properties of wood, mainly due to the high temperatures involved (150-280°C). In this thesis the effects of heat treatment on wood properties are discussed in relation to anatomical and molecular changes found in wood after heat treatment. The results are based on investigations of a full-scale industrial heat treatment method under relative mild conditions (< 200°C) including a moist and dry treatment stage. Several changes and/or modifications of the main components of wood (cellulose, hemicelluloses and lignin) appear to be involved in the effects of heat treatment on important wood properties like dimensional stability, strength/stiffness and biological durability. Although the effect of heat treatment on the anatomical structure of wood is limited, changes have been found affecting the properties of wood. This thesis provides a better understanding of thermal modification, which probably contributes to a more controlled use of heat-treated wood in service conditions

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Abjaghou, Halima. "Valorisation des déchets de bois pour l'amélioration des performances ThERmiques des BRIques de terre cuite". Thesis, Limoges, 2020. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/2a1b1d80-0a98-43b0-81bf-245a31f69b84/blobholder:0/2020LIMO0080.pdf.

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Abstract (sommario):

Devant le besoin de renforcer les actions de réduction des consommations énergétiques pour respecter la réglementation thermique RT2012 qui implique d’avoir des bâtiments économes en énergie, l’amélioration de l’isolation thermique des matériaux de construction s’impose. Le projet BRITER financé par la région Nouvelle-Aquitaine et le Tremplin Carnot MECD, s’inscrit dans ce contexte et vise à développer des briques de terre cuite incorporant des déchets de bois d’ameublement pour en faire des produits de terre cuite poreux utilisables dans la maçonnerie porteuse et dont les propriétés d’isolation thermique sont optimisées. Pour réaliser ces matériaux, les déchets d’éléments d’ameublements (DEA) ont été sélectionnés et préparés pour être incorporés en tant qu’agent porogène dans un mélange argileux (MA). L’effet de la granulométrie et du taux d’incorporation des DEA sur les propriétés thermiques et mécaniques des produits MA/DEA cuits a été évalué. L’ajout des DEA dans le MA a permis d’augmenter le taux de porosité et par conséquent d’améliorer l’isolation thermique du produit. Les résultats ont démontré que l’ajout de 10 %m de DEA a conduit à une diminution de la conductivité thermique de 45 % par rapport au produit brut. L’incorporation des DEA dans le MA a conduit à une diminution des propriétés mécaniques. Cette diminution est directement proportionnelle au taux d’incorporation et à la granulométrie des DEA. Plus le taux d’incorporation et/ou la granulométrie sont élevés, plus la résistance mécanique est réduite. Toutefois, les valeurs des résistances mécaniques restent dans les normes des matériaux de construction en brique de terre cuite. Ce travail s’est également intéressé au bilan énergétique et l’impact environnemental liés au processus de cuisson des produits MA/DEA. Une dernière étude a porté sur le développement de matériaux poreux en terre cuite, incorporant des agents porogènes lamellaires, mis en forme par pressage, ce qui a permis d’orienter 80 % des pores créés perpendiculairement à la direction de pressage et de réduire ainsi la conductivité thermique jusqu’à 54 % par rapport au produit brut
New regulations for the thermal requirements of buildings implies greater energy efficiency in order to decrease primary energy consumption. In this context, improving thermal insulation of building materials is necessary. The BRITER project, financed by the Nouvelle-Aquitaine region and the Carnot MECD institute, aims at developing innovative fired clay bricks, through addition of wooden furniture wastes, with low thermal conductivity and mechanical properties compatible with current norms on building materials. Wood wastes were selected and mixed as pore formers with raw clay materials MA. The effect of the size and the amount of wooden furniture wastes on the thermal and mechanical properties of the fired products was investigated. The addition of wooden furniture wastes into the clay mixture enabled a significant improvement of the thermal insulation. Results showed that addition of 10 wt.% wood wastes led to decrease by 45 % in the thermal conductivity of the material based on the clay matrix MA. The addition of wooden furniture waste also yielded decrease of the mechanical properties which can be directly related to the amount and the size. However, mechanical properties remain within the standard values of clay building materials. This project also examined for energy saving and environmental impact linked to the firing process of clay/wood wastes mixtures. The final study examined the use of lamellar pore-forming agent to develop fired clay porous materials shaped by pressing. Results showed that 80 % of pores were perpendiculary oriented to the pressing direction and thus the thermal conductivity was reduced by 54 %

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Salman, Solafa. "Développement de nouvelles méthodes de préservation du bois basées sur l'utilisation combinée d'un traitement thermique et de borax". Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0005/document.

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Abstract (sommario):

Les pressions environnementales apparues en France et en Europe au cours des dernières décennies ont considérablement changé les méthodes de protection du bois. Dans ce contexte, le règlement relatif aux produits biocides et la directive relative aux produits biocides conduisent au développement de méthodes de préservation plus soucieuses de l'environnement et à l’intérêt croissant pour des alternatives non biocides comme le traitement thermique ou la modification chimique. Le traitement thermique à des températures de 180 à 220°C conduit à la modification chimique de la structure des différents constituants pariétaux du bois en lui conférant de nouvelles propriétés comme une meilleure résistance aux champignons basidiomycètes et une grande stabilité dimensionnelle. Malgré ces améliorations, la durabilité conférée au bois traité thermiquement demeure insuffisante pour des applications en classes 3 ou 4 dans lesquelles le bois est en contact avec le sol ou est en présence de termites. Par ailleurs, le bore sous forme d’acide borique ou de borax présente des propriétés fongicides et termiticides. Cependant, les produits à base de bore présentent l'inconvénient d'être très facilement lessivables les rendant inutilisables pour des applications en conditions extérieures. Les modifications chimiques réalisées suite à l'imprégnation de solutions à 10% d'anhydride maléique de polyglycérol ou de méthacrylates de polyglycérol ou de résine phénol formaldéhyde avec ou sans borax avant le traitement thermique ont apporté une amélioration des propriétés des bois modifiés thermiquement et surtout une résistance aux termites avec ou sans lessivage
Environmental pressures appeared in France and in Europe in the last decades have substantially changed the methods for wood protection. In this context the Biocidal Products Regulations and the Biocidal Products Directive lead to the development of more environmentally friendly preservation methods and the growing interest in non-biocidal alternatives such as thermal treatment or chemical modification. Wood heat treatment at temperatures of 180 to 220 °C leads to the chemical modification of wood cell wall polymers conferring new properties to the material like its increased decay resistance and high dimensional stability. Despite these improvements, the durability of wood heat treatment is not sufficient to envisage use class 3 and 4 applications; where the wood is in contact with soil or termites. Moreover, Boron compounds present fungicidal and termiticidal properties. However, boron compounds have the drawback of being very easily leached out from wood making it unusable for applications in outdoor conditions. Wood chemical modification carried by the impregnation of aqueous solutions (10 %) of maleic anhydride polyglycerol adduct or polyglycerol methacrylates or phenol-formaldehyde resin, with or without borax followed by heat treatment at 220°C has shown some improvement of thermally modified wood properties particularly its resistance to termites in case of leach or not

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Bohnke, Isabelle. "Etude expérimentale et théorique des traitements thermiques du bois. Caractérisation physico-mécanique des bois traités". Paris, ENMP, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00844044.

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Abstract (sommario):

Le bois est connu pour être un matériau complexe, car hétérogène, anisotrope et hygroscopique. Lorsqu'il est soumis à un type particulier de traitements thermiques, appelé rétification et consistant en une pyrolyse ménagée à basses températures (200-280°C), il présente une diminution notable de son caractère hydrophile, une meilleure stabilité dimensionnelle et une résistance accrue aux attaques des micro-organismes. Le présent travail est consacré d'une part à l'étude expérimentale de ces traitements thermiques, c'est-à-dire la mesure des températures pour différents rayons dans un cylindre de bois traité en bain pour lequel on a fait varier les paramètres suivants : essence de bois, diamètre, humidité initiale du barreau, température de consigne et nature du bain ; d'autre part à la modélisation des phénomènes de transfert de chaleur et de masse prenant en compte la conduction, la vaporisation de l'eau contenue dans le bois, la décomposition chimique du bois, et les variations de la densité, du taux d'humidité, de la conductibilité thermique et de la capacité calorifique. Pour chercher à optimiser les conditions dans lesquelles le traitement se déroule et qui conditionnent la qualité finale du produit, nous avons cherché à caractériser les propriétés physico-mécaniques du bois traité par une méthode de contrôle non destructif par spectroscopie ultrasonore. En complément de cette méthode, nous avons utilisé d'autres méthodes de caractérisation : vibrations forcées de poutres, essais statiques de flexion et de compression et analyse thermo-mécanique. Tous les résultats de ces analyses concordent et mettent en évidence pour les bois étudiés (hêtre, peuplier, douglas) une variation discontinue des propriétés aux alentours de 240°C pour un temps de traitement de 15 mn. Nous avons pu également remarquer une fragilisation du matériau massif, mais fortement minimisée quand le matériau de départ est humide et traité en bain.

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Khezami, Lotfi. "Production et caractérisation des charbons actifs à partir du bois et autres déchets végétaux : application en traitement des eaux". Compiègne, 2005. http://www.theses.fr/2005COMP1552.

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Abstract (sommario):

Des analyses thermogravimétriques de la décomposition thermique de la cellulose ont été réalisées. Un modèle cinétique de type Prout-Tomkins est adapté à la pyrolyse de la cellulose. L'énergie d'activation correspondante à la cellulose, la lignine et le xylane a été identifiée en mode dynamique. Le charbon actif produit à partir du bois et de ses principaux constituants de base a été caractérisé par BET et adsorption en solution aqueuse. Des mesures simultanées d'ATD et d'ATG ont servi à comparer les thermicités et les vitesses de décomposition de ces différents constituants. La thermocompression a permis de conférer au bois une densité deux fois supérieure à celle du bois brut. L'activation chimique a permis d'obtenir des surfaces spécifiques élevées ainsi que de bonnes capacités d'adsorption. Des mesures de capacité d'adsorption d'ions métalliques donnent des résultats importants. Une loi cinétique pseudo ordre 2 simule correctement l'adsorption de Cr(VI) en solution
The kinetics of cellulose pyrolysis were studied from thermogravimetric data. The kinetic model of Prout-Tomkins type is adapted to the pyrolysis of cellulose. The energy of activation corresponding to cellulose, lignin and xylan has been identified in dynamic mode. The activated carbon produced from wood and its basic components have been characterised by BET and adsorption from aqueous solution. Simultaneous measurements of DTA-TGA allowed to compare the heat of reaction and the decomposition rate of the wood components. Its Chemical activation by KOH and H3PO4 produce AC with height surface and adsorption capacity. Thermocompression confer to the wood a density two times larger than its initial density. Chemical activation with KOH results in a high surface area with a good adsorption capacity AC. The measurements of adsorption capacities of metal ions provide relevant results. The kinetics of the sorption process are found to follow the pseudo-second order law

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Giroud, Nicolas. "Optimisation de la formation d'espèces minérales soufrées en chambre de combustion lors de l'incinération de déchets dangeureux : cas du Mancozeb et d'un charbon actif soufré". Thesis, Mulhouse, 2011. http://www.theses.fr/2011MULH6454.

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Abstract (sommario):

Le traitement thermique de déchets industriels dangereux à forte teneur en soufre peut engendrer des difficultés de conduite des installations d'incinération du fait des brusques variations de charges en soufre. Ce travail de thèse a pour objectif l'optimisation de la formation d'espèces minérales soufrées stables à haute température lors de l'incinération de déchets dangereux. Les mécanismes de décomposition thermique de deux déchets (le Mancozeb et un charbon actif soufré) sous air et sous azote ont dans un premier temps été élucidés en thermogravimétrie. La connaissance des espèces soufrées émises en fonction de la température lors de la décomposition thermique a permis la sélection de composés minéraux dits "piégeants" pour capter le soufre sous forme solide. Des modélisations thermodynamiques par minimisation de l'enthalpie libre du système ainsi que des essais en four à moufle ont pour cela été conduits. Les conditions de piégeage du soufre par la chaux ont par la suite été optimisées dans un four horizontal de laboratoire. Pour chacun des deux déchets, la formation et la conservation au cours du temps d'espèces réductrices au sein du lit de déchet permet de piéger le soufre sous forme de sulfure de calcium à 1100 °C sous air. Des essais dans un pilote de laboratoire équipé d'un four à grille ont permis de confirmer les résultats obtenus au laboratoire et ont produit suffisamment de résidus pour soumettre le mâchefer contenant les sulfures à des tests de lixiviation selon la norme NF-EN 12457-2. Ils révèlent que le mâchefer produit est admissible en centre de stockage de déchet ultime de classe 1 conformément à la réglementation en vigueur
Thermal treatment of dangerous wastes with high sulfur contents may lead to difficulties in thermal treatment unit control because of strong variation in sulfur contents. This work aims at favoring the in-situ formation of high temperature stable minerals in which sulfur is trapped. Thermal decomposition mechanism of two dangerous wastes (Mancozeb and a soiled activated carbon) have been investigated under both air and nitrogen atmosphere through thermogravimetric analysis. Knowing the temperature of gaseous emissions and the speciation of emitted sulfur compounds, made it possible to simulate the reactivity of sulfur with several calcium based products using the Enthalpy minimization model. Tests were then performed in a horizontal laboratory furnace to optimize the formation of sulfur minerals from lime and wastes, at 1100°C under air atmosphere. The occurrence of reducing conditions in some parts of the load leads to the formation of calcium sulfide, stable provided the reducing conditions are kept locally. Upscale tests were then performed in a grid furnace and confirmed the obtained at laboratory scale : sulfur is trapped by lime in calcium sulfide only in default of oxygen. The obtained sulfide containing residues were submitted to standardized leaching test NF-EN 12457-2. These residues respect the prevailing regulations concerning its admission in dangerous ultimate wastes storage center

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Mukadi, Lukanda Samy. "Modélisation et simulation d'un réacteur à lit fluidisé circulant interne pour le traitement thermique de déchets solides industriels". Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape11/PQDD_0006/NQ38728.pdf.

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Nguila-Inari, Gildas. "Contribution à la compréhension des modifications moléculaires et macromoléculaires intervenant lors du traitement thermique du bois : Effet sur la réactivité chimique et sur la durabilité du matériau". Thesis, Nancy 1, 2008. http://www.theses.fr/2008NAN10106/document.

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Abstract (sommario):

La réactivité chimique du bois traité thermiquement a été étudié vis à vis de différents réactifs tels que des anhydrides d’acides et des isocyanates. Les résultats obtenus indiquent une forte diminution de la réactivité du bois traité thermiquement comparativement au bois non traité. Cette baisse de réactivité s’explique par une dégradation importante des hémicelluloses lors du traitement thermique conduisant à une diminution de la quantité de groupements hydroxyle libres susceptibles de réagir avec les réactifs utilisés. Suite à cette étude, nous nous sommes intéressés à l’utilisation de la spectroscopie XPS pour suivre l’évolution de la composition chimique du bois au cours du traitement thermique. Utilisée dans le cas d’éprouvettes de hêtre traitées thermiquement ou non, cette technique a permis de mettre en évidence une forte diminution du rapport O/C traduisant la formation de produits de carbonisation à l’intérieur du bois. Appliquée à des résineux comme le pin ou l’épicéa, la spectroscopie XPS n’a pas permis d’obtenir des résultats exploitables du fait de problèmes liés à la migration des extractibles lipophiles à la surface des échantillons durant l’analyse. La formation de produits de carbonisation résultant de la dégradation des polysaccharides a par la suite été confirmée par analyses chimiques et par RMN du solide. L’évolution du taux de carbonisation du bois a finalement été évalué par analyse élémentaire en fonction de différentes conditions de traitement. L’étude de la composition centésimale du bois met en évidence une forte corrélation entre l’évolution des pourcentages de carbone et d’oxygène et la perte de masse causée par les réactions de thermodégradation lors du traitement
The chemical reactivity of heat treated wood was studied using various reagents such as acid anhydrides and isocyanates. The results indicate an important decrease of the reactivity of heat treated wood compared to untreated one. This decrease of reactivity is explained by an important degradation of hemicelluloses during the heat treatment leading to a reduction in the quantity of free hydroxyl groups able to react with the reagents used. Evolution of the chemical composition of wood during the heat treatment was then investigated using XPS spectroscopy. This method indicated an important decrease of O/C ratio of heat treated beech wood attributed to the formation of carbonization products inside the wood structure. Applied to softwood species, like the pine or the spruce, XPS spectroscopy do not allow to obtain useable results because of the migration of lipophilic extractives on the surface of the samples during the analysis. The formation of carbonization products resulting from the degradation of polysaccharides was confirmed by chemical analyses and CP/MAS 13C NMR. Formation of carbonization products was finally investigated by micro-analysis on samples subjected to different heat treatment conditions. Centesimal composition of wood highlight a strong correlation between the evolution of the carbon and oxygen percentages and the loss of mass caused by the reactions of thermodegradation during the treatment

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Braci, Lamia. "Traitement d'effluents gazeux pollués par des mercaptans par procédé plasma non-thermique à pression atmosphérique : étude des mécanismes d'oxydation partielle en post-décharge". Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066268.

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Abstract (sommario):

Dans l’étude présentée un plasma d’air non thermique généré à pression atmosphérique par une décharge à barrière diélectrique a été utilisé pour traiter un effluent gazeux pollué par une molécule mercaptan modèle, le butanethiol. L’objectif du traitement était d’oxyder partiellement le polluant cible pour former des produits d’oxydation qui puissent être piégés ensuite par absorption ou condensation. L’injection en mode décharge et l’injection en post-décharge pour ont été comparées pour (1) définir le mode d’injection optimal et (2) mieux comprendre la nature des espèces actives responsables de réactions d’oxydation. Il a été observé que dans les deux cas, les produits d’oxydation peuvent être piégés sur la paroi du réacteur avec une bonne efficacité et que le mode post-décharge permet d’obtenir les meilleurs résultats en terme d’élimination du butanethiol et de limitation des émissions de SO2. Les analyses conduites sur les produits d’oxydation ((GCMS, XPS. . ) ont montré que le soufre reste majoritairement sous forme oxydée dans les produits de décharge. Des composés tels que des acides sulfoniques et des sulfones ont été identifiés. Un mécanisme basé sur l’abstraction de l’hydrogène de la liaison –SH du butanethiol par le radical nitrate (NO3) a été proposé. La pertinence du mécanisme proposé a été validée par une simulation couplant un modèle de décharge, un modèle hydrodynamique et un modèle cinétique. La technique a été ensuite appliquée à un effluent réel complexe : la fumée de bitume. Dans ce cas également, la formation de produits d’oxydation soufrés condensables a été observée

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Ouhaddad, Farès. "Caractérisation d'enceintes de traitement thermique par analyse des DTS des phases gaz et solides". Compiègne, 2008. http://www.theses.fr/2008COMP1731.

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Abstract (sommario):

Le législateur impose la règle des 3T pour un bon fonctionnement des installations de traitement thermique des déchets. Les niveaux minimum de température de traitement et l'excès d'air peuvent être facilement vérifiés. Or, le temps de séjour minimum des fumées souffre d'une absence de possibilité de contrôle sur site. C'est là l'une des avancées du présent travail qui mène à la caractérisation de l'aéraulique interne des enceintes chaudes. Non seulement, grâce à la méthodologie développée, il est désormais possible de mesurer les temps de séjours effectifs des gaz dans une enceinte de traitement thermique en cours de fonctionnement, mais il est également possible d'analyser les pathologies d'écoulement interne des fumées dans une installation donnée, par analyse de la distribution des âges internes des molécules gazeuses constituant les fumées. Ce type de mesure peut être réalisé sur site, grâce à un ensemble métrologique d'injection/détection portable. On étend la méthodologie, à la détermination de la distribution des temps de séjour particulaires (DTSS). Le système de prélèvement/analyse mis en place, a été appliqué dans un premier temps à la caractérisation des écoulements gaz/solide d'une maquette de lit fluidisé circulant. Dans un second temps, ce système a été utilisé pour la procédure de détermination des temps de séjour solide (DTSS). Enfin, le couplage de la méthodologie DTSS avec la méthodologie DTSG, a été appliqué pour la détermination des paramètres aérauliques d'un écoulement gaz/solide (les vitesses : gaz, particule et glissement, porosité. . . )
The legislature imposes the implementation of the 3T rule in order to ensure a correct conduct and performance of waste heat treatment installations. However, while the minimum levels of treatment temperature and air excess can be easily checked; the time of least residence of fumes suffers from a possible absence of site control. Our work leads to the characterization of hot enclosures internal aerodynamics. Thanks to our developed methodology, from now on, it is not only possible to measure the actual time of gases residence in a heat treatment enclosure during the course of operation; but it is also possible to analyze the internal flow pathologies of fumes in a given installation, and that's by analysing the internal age's distribution of the gas molecules constituting the fume. This type of measurement can be carried out on site, thanks to a portable injection\detection metrological set. We extended the mentioned methodology, to the determination of the residence time distribution particulate (SRTD). The existing sampling/analyzing system was initially applied to the characterization of solid/gas flows of a circulating fluidized bed model. Then, it was used for the procedure of the determination of solids residence time (SRTD). Finally, the coupling of the SRTD methodology with the GRTD methodology, was applied on the determination of gas/solid flow aeraulic parameters (velocities: gas, particle and slide, porosity. . . )

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Pierre, Floran. "Traitement thermique du bois en vue de sa valorisation énergétique : effet de l'intensité de traitement sur la composition chimique, les propriétés énergétiques et la résilience mécanique". Phd thesis, AgroParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-01066141.

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Abstract (sommario):

Le contexte global de réchauffement climatique et de fin programmée des carburants d'origine fossile a conduit depuis quelques décennies au développement des biocarburants. Les nombreux inconvénients liés à la première génération de biocarburants ont peu à peu donné naissance aux biocarburants de seconde génération dont l'avantage notable est d'utiliser la partie ligno-cellulosique des plantes. La principale voie de conversion envisagée consiste en une gazeification suivie d'une synthèse Fisher-Tropsch. Mais la dispersion énergétique et géographique de la biomasse ainsi que les nombreuses contraintes liées au processus de fabrication nécessitent la mise au point d'un préconditionnement adéquat. Le matériau utilisé devra en effet être homogène, concentré énergétiquement, stockable et facilement transportable. Il devra aussi être facilement broyable en vue de son injection sous pression dans les gazéifieurs. Une voie de prétraitement possible consiste à torréfier la biomasse. Le présent travail s'inscrit dans cette thématique puisqu'il a permis une caractérisation chimique, énergétique et mécanique du bois (Pinus pinaster et Quercus robur) traité thermiquement (T°C<300°C). Dans une première partie du travail, des analyses chimiques et énergétiques de bois traités thermiquement à différentes intensités ont été réalisées. Les résultats ont permis de quantifier la dégradation chimique et la densification énergétique lorsque l'intensité du traitement augmente. Il s'avère que la perte de masse est un excellent indicateur de ces modifications : des relations de prédiction de l'évolution de ces propriétés ont été établies. Un dispositif d'impact original a été développé dans la seconde partie du travail. Les résultats obtenus montrent une augmentation de la broyabilité du bois lorsque l'intensité de son traitement thermique augmente. Avec l'intensité du traitement, le bois perd d'abord sa résilience, puis son comportement fibreux.Cela permet la formation de fines particules particulièrement adaptées aux processus de fabrication des biocarburants de seconde génération.

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Rogaume, Yann. "Physico-chimie de la dégradation thermique des molécules azotées : cas du polyamide et du polyuréthanne". Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2286.

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Abstract (sommario):

Les processus de décomposition des solides lors de l'incinération sont complexes et ont des effets importants sur la qualité de la combustion et sur la formation des polluants. L'étude de la dégradation thermique de deux matières plastiques azotées présentes dans les déchets a permis de montrer l'influence de nombreux paramètres (température, vitesse de chauffe, excès d'air, temps de séjour, etc. ) sur les mécanismes de décomposition. Ces résultats, obtenus sur un premier dispositif expérimental, ont ensuite servi de base à la détermination de conditions opératoires optimales pour limiter la formation de NOX lors de l'incinération. Un second dispositif reproduit le processus de combustion d'un four d'incinération et permet de valider les conditions définies. La recirculation des fumées en mélange avec l'air primaire a également été testée, les émissions polluantes étant notablement réduites : de 60% pour le NO et de 30% pour le CO. Enfin, la caractérisation du rayonnement dans la flamme issue de ces solides permettra de mettre au point un modèle de vitesse de disparition du solide dans un système d'incinération.

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Menad, Nourreddine. "Traitements thermiques des déchets industriels dans différentes atmosphères contrôlées en vue de leur dépollution et/ou de leur recyclage". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL078N.

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Abstract (sommario):

Les activités industrielles génèrent inévitablement des déchets quelquefois très toxiques. L’évolution des réglementations concernant leur mise en décharge et la pression de l'opinion publique poussent les communautés scientifique et technique à trouver des solutions pour ce problème. Ce travail a exploré les possibilités de la dépollution des déchets industriels métallifères de leurs éléments toxiques (ET) et d'enrichissement des résidus en métaux de valeur (MV). Des traitements thermiques sous atmosphères contrôlées (oxydante, réductrice et chlorurante) sont appliqués sur cinq échantillons provenant d'une usine d'extraction européenne des métaux non-ferreux. L’influence de l'atmosphère gazeuse, de la température, de la durée du traitement sur les taux d'élimination des ET et de concentration des MV est déterminée à l'aide de la DRX, du MEB, de l'analyse chimique, etc. Selon les caractéristiques physico-chimiques des déchets, il était possible d'éliminer en moyenne environ 62 à 99% des ET et de récupérer environ 35 à 100% des MV. Ainsi, il était possible de diminuer les teneurs des ET de 23 à 0,4% et d'accroitre celles des MV de 24 à 46%. Les ET sont séparés de la phase gazeuse par refroidissement alors que les MV sont concentrés dans le résidu du traitement. La réduction des déchets, à des températures 600°C, semble être le traitement le plus efficace pour leur dépollution et leur enrichissement. Certains déchets peuvent être recyclés directement dans les unités industrielles d'extraction des métaux non-ferreux

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Rajohnson, Jean-Richard. "Etude expérimentale et modélisation du traitement thermique de rétification du bois massif sous gaz convectif en vue d'améliorer ses propriétés physico-chimiques". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00842778.

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Abstract (sommario):

Le traitement thermique (200°C à 250°C) de rétification améliore les propriétés physicochimiques du bois traite; cependant, il est nécessaire de déterminer les conditions optimales de traitement en fonction des caractéristiques initiaux de I' échantillon à traiter et des propriétés qu'on veut obtenir. Deux études ont été effectuées en parallèle, l'étude expérimentale et la modélisation du traitement du bois sous gaz convectif. C'est l'utilisation d'un réacteur instrumente à l'échelle de laboratoire qui a facilite considérablement la réalisation de cette étude expérimentale sur des échantillons de bois de tailles variables. Chaque paramétré du traitement ( température et durée de traitement, vitesse de montée en température, étapes intermédiaires, humidité initiale de I' échantillon, son essence et son épaisseur ) influe sur les évolutions des variables du procédé ( température et pression internes du bois, sa masse ainsi que la quantité et la nature des gaz émis par l'échantillon dans le réacteur). Le choix de ces paramétrés conditionnent la vitesse de séchage (première phase) et les cinétiques globales de rétification ( deuxième phase ) pendant chaque traitement. Les résultats du couplage du four avec le spectromètre Infrarouge à Transformée de Fourier (IRTF) montrent les cinétiques d'émission des gaz au cours du traitement. Ces résultats sont corrobores par ceux obtenus avec le capteur de gaz qui est utilise en vue de contrôler le procédé. Les phénomènes prépondérants qui ont lieu au cours du traitement ont été modélises. Après sa résolution numérique et sa validation, ce modelé a permis d'expliquer et de prédire le traitement d'un échantillon relativement sec. n peut être utilise pour compléter les études des influences de paramétrés du traitement et éventuellement le contrôle du procédé. Ces études sont indispensables pour I' optimisation du procédé et son extrapolation vers une échelle préindustrielle.

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Lin, Bo-Jhih. "Études de bois traités par pyrolyse douce dans un réacteur semi-industriel pour une production de matériaux durable : comportement thermique, changements de propriétés et modélisation cinétique". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0023.

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Abstract (sommario):

La pyrolyse douce est un procédé prometteur et largement utilisé, mené à une température de 200 à 300 °C dans une atmosphère inerte afin de produire des matériaux durables (bois traité thermiquement) ou des combustibles solides (bois torréfié). Le but de cette étude est d’étudier les bois traités thermiquement dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle pour une production durable de matériaux. Deux essences de bois européennes différentes, une essence de feuillus (peuplier, Populus nigra) et une essence de résineux (sapin, Abies pectinata), sont utilisées pour réaliser les expériences. La présente recherche est divisée en trois parties. Dans la première partie, le comportement thermique des planches de bois est étudié dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle. Les expériences sont effectuées à 200-230 °C avec une vitesse de chauffe de 0.2 °C min-1 dans un environnement sous vide (200 hPa) pour intensifier la dégradation thermique. Quatre étapes différentes de dégradation thermique lors du traitement thermique du bois sont définies, en fonction de l'intensité de la perte de masse différentielle (DML). Les caractéristiques de dévolatilisation du bois traité sont évaluées à l'aide de l'indice de dévolatilisation (ID) basé sur les résultats de l'analyse immédiate. La corrélation de l'ID par rapport à la perte de masse des deux essences de bois est fortement caractérisée par une distribution linéaire, ce qui permet de fournir un outil simple et utile pour prédire la perte de masse du bois. Dans la seconde partie de l’étude, plusieurs analyses (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, diffraction des rayons X, mesure du changement de couleur, teneur en humidité à l’équilibre et angle de contact) ont été réalisées. Les résultats obtenus démontrent clairement la dégradation thermique lors des réactions de déshydratation, de désacétylation, de dépolymérisation et de condensation au cours du traitement thermique. Les phénomènes de changement de couleur et de transformation hygroscopique observés sont illustrés et discutés en détail. La décarbonisation (DC), la déshydrogénation (DH) et la désoxygénation (DO) des bois traités sont également évaluées. Il s'avère que les trois indices peuvent être bien corrélés à la variation de couleur totale et à l'étendue de la réduction de l'hygroscopicité (HRE). Dans la dernière partie de l'étude, une modélisation cinétique du traitement thermique du bois est développée sur la base d’un schéma cinétique en deux étapes. La cinétique obtenue permet de prédire avec succès le rendement en solide de planches de bois lors du traitement dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle. Dans le même temps, une prévision de la composition élémentaire est proposée. Celle-ci est basée sur les analyses élémentaires (ultimes) du bois non traité et du bois traité, ainsi que sur les rendements instantanés en solides. Les résultats indiquent que la prédiction des profils C, H et O est en bon accord avec les changements de composition attendus dans le matériau au cours du traitement. En résumé, les résultats obtenus et la cinétique établie sont propices à l’identification des mécanismes de dégradation thermique du bois et peuvent être utilisés pour le traitement thermique et la conception de réacteurs dans l'industrie afin de produire des matériaux bois adaptés à diverses applications
Mild pyrolysis is a promising and widely applied process conducted at 200-300 °C in an inert condition to produce sustainable materials (i.e. heat treated wood) or solid fuel (i.e. torrefied wood). The aim of this study is to investigate the woods heat treated in a semi-industrial scale reactor for sustainable material production. Two different European wood species, a hardwood species (poplar, Populus nigra) and a softwood species (fir, Abies pectinata), are used to perform the experiments. The present research is divided into three parts. In the first part, the thermal behavior of wood boards is studied in a semi-industrial scale reactor. The experiments are carried out at 200-230 °C with a heating rate of 0.2 °C min-1 in a vacuum condition (200 hPa) to intensify the thermal degradation. Four different stages of thermal degradation during wood heat treatment are defined based on the intensity of differential mass loss (DML). The devolatilization characteristics of treated woods are evaluated by the devolatilization index (DI) based on the results of proximate analysis. The correlation of DI with respect to mass loss of the two wood species is strongly characterized by linear distribution, which is able to provide a simple tool to predict the mass loss of wood. In the second part of the study, a number of analyses, such as Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, measurement of color change, equilibrium moisture content, and contact angle) are performed to evaluate the property changes of treated woods. The obtained results clearly demonstrate the thermal degradation through dehydration, deacetylation, depolymerization, and condensation reactions during the heat treatment. The observed phenomena of color change and hygroscopic transformation are illustrated and discussed in detail. The decarbonization, dehydrogenation, and deoxygenation of the treated woods are also evaluated. It is found that the three indexes can be well correlated to the total color difference and hygroscopicity reduction extent (HRE). In the last part of the study, the kinetic modeling of wood heat treatment is developed based on a two-step kinetic scheme. The obtained kinetics successfully predict dynamic solid yield of wood boards during the treatment in the semi-industrial reactor. Meanwhile, the prediction of elemental composition is also performed by a direct method based on the elemental analyses of untreated and treated woods at the end of the treatment, as well as the instantaneous solid yield. The results point out that the prediction of C, H, and O profiles are in good agreement with expected composition changes in the wood materials during treatment. In summary, the obtained results and established kinetics are conducive to recognizing the mechanisms of wood thermal degradation and can be used for heat treatment process and reactor design in industry to produce wood materials for various applications

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Bouchikhi, Aurélie. "Contribution à la formulation d’un béton végétal structurel à base cimentaire incorporant des co-produits / déchets de bois". Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai, 2019. http://www.theses.fr/2019MTLD0009.

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Abstract (sommario):

Le bâtiment est un secteur particulièrement émissif en gaz à effet de serre. Pour tenter de réduire l’impact des matériaux sur l’environnement, de nombreuses recherches visent à étudier différentes alternatives pour limiter l’épuisement des ressources, la consommation d’énergie et le rejet de composés polluants. Dans ce contexte, les bétons biosourcés se positionnent comme une alternative sérieuse au béton traditionnel, avec une empreinte carbone plus faible.Cette thèse industrielle, portée par l’entreprise ALKERN, leader en France et en Belgique de produits préfabriqués en béton, a pour objectif de contribuer à la formulation d’un béton végétal incorporant des co-produits / déchets de bois structurel à impact environnemental plus faible que le Naturbloc®, un bloc actuellement sur le marché. Ce dernier produit est constitué de granulats de bois minéralisé puis introduit dans une matrice cimentaire.Ce travail s’articule en trois volets. Les bois témoin (non traité) et de référence (minéralisé) ont d’abord été caractérisés. Dans un second temps, des traitements alternatifs à la minéralisation du bois ont été testés et caractérisés, notamment au regard de leur reprise en eau et leur aptitude à relarguer ou contenir les extractibles présents dans les végétaux. Leur compatibilité avec une matrice cimentaire a également été évaluée. Il a ainsi pu être mis en évidence que la nature du substrat influence les résultats et l’interaction des granulats avec la pâte cimentaire.Enfin, le bois traité a été introduit dans la matrice cimentaire témoin et dans une matrice alternative à plus faible impact environnemental. Cette dernière a été obtenue soit par un changement de liant, soit par une adjuvantation spécifique du béton. L’ensemble des résultats montrent qu’il existe un lien direct entre les propriétés physico-chimiques des granulats et les performances mécaniques obtenues pour le béton
The construction industry produces a high amount of greenhouse gases. In order to reduce the impact of materials on the environment, a lot of researches are focused on the study of different alternatives to limit the exhaustion of resources, the energy consumption and the rejection of polluting compounds. In this context, bio-based concrete seem to be a serious alternative to traditional concrete, with a lower carbon footprint.The aim of this industrial thesis, supported by the company ALKERN, leader in France and in Belgium for precast concrete products, is to contribute to the formulation of structural green concrete incorporating co-products / wood waste with an environmental impact lower than the Naturbloc®, a block already available on the market. This last product is made of wood aggregates mineralized and then introduced in a cementitious matrix.This work is divided into three parts. Firstly, the control wood (untreated) and reference wood (mineralized) were characterized. Then, alternative treatments to replace cement coating of wood were tested and characterized, especially in terms of water uptake and ability to leach or hold the extractives present in vegetables back. Their compatibility with a cementitious matrix was also evaluated. The study highlights the fact that the nature of the substrate has an influence on the results and on the interaction between aggregates and cementitious paste.Finally, treated wood was introduced into a cementitious matrix and in an alternative matrix with a lower environmental impact. The latter was obtained either by change of the binder or by use of additives in bio-based concrete. All the results show the existence of a direct link between physico-chemical properties of aggregates and mechanical performances of concrete

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Duchez, Laurent. "Modélisation et contribution à l'industrialisation du procédé de rétification du bois". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00872327.

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Abstract (sommario):

La rétification^® est une pyrolyse ménagée qui améliore l'hygroscopie, la stabilité dimensionnelle et la durabilité du bois. Elle se déroule en atmosphère inerte entre 180°C et 250°C, sans produits chimiques. L'industrialisation du traitement a ici été accompagnée par une double approche matériaux et procédés. D'une part, un plan d'expérience fractionnaire 2^5-2 et un complément sur le sapin pectiné ont permis d'analyser des paramètres comme l'essence, l'injection d'azote, la température et la durée de pyrolyse afin d'adapter le traitement à l'utilisation finale. Le démarrage du four prototype de 2 m³ a validé des protocoles de dispositions des thermocouples et des planches-tests. Un empilement soigneux est nécessaire et les planches sur dosse se comportent moins bien au traitement. On a testé à grande échelle et écarté une méthode non destructive des propriétés mécaniques par ultrason. D'autre part, la mise au point de traitements sur pilote, prototype et four industriel a permis de tester des modèles de simulation ou d'identification de l'avancée du traitement. Par analogie avec la métallurgie, un modèle simplifié établit une relation différentielle simple entre la température moyenne au coeur des planches et celle du four. La formulation incorpore implicitement les caractéristiques des planches et des transferts à leur surface et elle permet de reconstituer le profil des températures à l'intérieur de celles-ci. Elle est valable en l'absence de réaction et s'applique aussi au refroidissement du bois rétifié. On dispose ainsi d'outils de dimensionnement et d'optimisation du procédé en termes de puissance de chauffe ou de refroidissement accéléré. L'homogénéité des fours est simulée en fonction des rampes de températures et de la vitesse de brassage. La différence entre les températures expérimentales et celles modélisées en l'absence de réaction pourrait permettre de suivre en temps réel le début du séchage et l'avancée de la pyrolyse.

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Lin, Bo-Jhih. "Études de bois traités par pyrolyse douce dans un réacteur semi-industriel pour une production de matériaux durable : comportement thermique, changements de propriétés et modélisation cinétique". Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0023/document.

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Abstract (sommario):

La pyrolyse douce est un procédé prometteur et largement utilisé, mené à une température de 200 à 300 °C dans une atmosphère inerte afin de produire des matériaux durables (bois traité thermiquement) ou des combustibles solides (bois torréfié). Le but de cette étude est d’étudier les bois traités thermiquement dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle pour une production durable de matériaux. Deux essences de bois européennes différentes, une essence de feuillus (peuplier, Populus nigra) et une essence de résineux (sapin, Abies pectinata), sont utilisées pour réaliser les expériences. La présente recherche est divisée en trois parties. Dans la première partie, le comportement thermique des planches de bois est étudié dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle. Les expériences sont effectuées à 200-230 °C avec une vitesse de chauffe de 0.2 °C min-1 dans un environnement sous vide (200 hPa) pour intensifier la dégradation thermique. Quatre étapes différentes de dégradation thermique lors du traitement thermique du bois sont définies, en fonction de l'intensité de la perte de masse différentielle (DML). Les caractéristiques de dévolatilisation du bois traité sont évaluées à l'aide de l'indice de dévolatilisation (ID) basé sur les résultats de l'analyse immédiate. La corrélation de l'ID par rapport à la perte de masse des deux essences de bois est fortement caractérisée par une distribution linéaire, ce qui permet de fournir un outil simple et utile pour prédire la perte de masse du bois. Dans la seconde partie de l’étude, plusieurs analyses (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, diffraction des rayons X, mesure du changement de couleur, teneur en humidité à l’équilibre et angle de contact) ont été réalisées. Les résultats obtenus démontrent clairement la dégradation thermique lors des réactions de déshydratation, de désacétylation, de dépolymérisation et de condensation au cours du traitement thermique. Les phénomènes de changement de couleur et de transformation hygroscopique observés sont illustrés et discutés en détail. La décarbonisation (DC), la déshydrogénation (DH) et la désoxygénation (DO) des bois traités sont également évaluées. Il s'avère que les trois indices peuvent être bien corrélés à la variation de couleur totale et à l'étendue de la réduction de l'hygroscopicité (HRE). Dans la dernière partie de l'étude, une modélisation cinétique du traitement thermique du bois est développée sur la base d’un schéma cinétique en deux étapes. La cinétique obtenue permet de prédire avec succès le rendement en solide de planches de bois lors du traitement dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle. Dans le même temps, une prévision de la composition élémentaire est proposée. Celle-ci est basée sur les analyses élémentaires (ultimes) du bois non traité et du bois traité, ainsi que sur les rendements instantanés en solides. Les résultats indiquent que la prédiction des profils C, H et O est en bon accord avec les changements de composition attendus dans le matériau au cours du traitement. En résumé, les résultats obtenus et la cinétique établie sont propices à l’identification des mécanismes de dégradation thermique du bois et peuvent être utilisés pour le traitement thermique et la conception de réacteurs dans l'industrie afin de produire des matériaux bois adaptés à diverses applications
Mild pyrolysis is a promising and widely applied process conducted at 200-300 °C in an inert condition to produce sustainable materials (i.e. heat treated wood) or solid fuel (i.e. torrefied wood). The aim of this study is to investigate the woods heat treated in a semi-industrial scale reactor for sustainable material production. Two different European wood species, a hardwood species (poplar, Populus nigra) and a softwood species (fir, Abies pectinata), are used to perform the experiments. The present research is divided into three parts. In the first part, the thermal behavior of wood boards is studied in a semi-industrial scale reactor. The experiments are carried out at 200-230 °C with a heating rate of 0.2 °C min-1 in a vacuum condition (200 hPa) to intensify the thermal degradation. Four different stages of thermal degradation during wood heat treatment are defined based on the intensity of differential mass loss (DML). The devolatilization characteristics of treated woods are evaluated by the devolatilization index (DI) based on the results of proximate analysis. The correlation of DI with respect to mass loss of the two wood species is strongly characterized by linear distribution, which is able to provide a simple tool to predict the mass loss of wood. In the second part of the study, a number of analyses, such as Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, measurement of color change, equilibrium moisture content, and contact angle) are performed to evaluate the property changes of treated woods. The obtained results clearly demonstrate the thermal degradation through dehydration, deacetylation, depolymerization, and condensation reactions during the heat treatment. The observed phenomena of color change and hygroscopic transformation are illustrated and discussed in detail. The decarbonization, dehydrogenation, and deoxygenation of the treated woods are also evaluated. It is found that the three indexes can be well correlated to the total color difference and hygroscopicity reduction extent (HRE). In the last part of the study, the kinetic modeling of wood heat treatment is developed based on a two-step kinetic scheme. The obtained kinetics successfully predict dynamic solid yield of wood boards during the treatment in the semi-industrial reactor. Meanwhile, the prediction of elemental composition is also performed by a direct method based on the elemental analyses of untreated and treated woods at the end of the treatment, as well as the instantaneous solid yield. The results point out that the prediction of C, H, and O profiles are in good agreement with expected composition changes in the wood materials during treatment. In summary, the obtained results and established kinetics are conducive to recognizing the mechanisms of wood thermal degradation and can be used for heat treatment process and reactor design in industry to produce wood materials for various applications

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L'hostis, Clément. "Développement de nouveaux traitements non-biocides de protection du bois basés sur la formation in situ de polyesters bio-sourcés". Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0319/document.

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Abstract (sommario):

Afin de garantir la pérennité des ouvrages en bois, ce matériau naturellement dégradable par de nombreux organismes biologiques, doit généralement subir des traitements de protection. L'usage de produits biocides est actuellement la solution la plus employée pour conférer au bois une durabilité supplémentaire. Cependant, devant la problématique environnementale qu'ils soulèvent, l'utilisation de substances biocides est de plus en plus limitée par la réglementation. Des alternatives à l'emploi de biocides ont été développées pour augmenter la durabilité du bois : le traitement thermique et la modification chimique. Le traitement thermique consiste en la dégradation contrôlée des macromolécules du bois, pour le rendre plus hydrophobe, plus stable dimensionnellement et plus résistant à l'attaque des champignons de dégradation. Cependant ce type de traitement affaiblit les propriétés mécaniques du matériau. La modification chimique consiste en l'imprégnation de molécules au sein du matériau, lesquelles vont ensuite réagir avec les constituants du bois pour modifier sa structure chimique. Au cours de cette thèse, des traitements à base de molécules bio-sourcées ont été développés. Ainsi, les traitements opérés sur du hêtre, essence particulièrement sensible à la biodégradation et dimensionnellement instable, ont permis d'améliorer sensiblement ces propriétés. La formation in situ de polyesters de glycérol et de différents acides carboxyliques engendre un matériau plus résistant mécaniquement que les bois traités thermiquement, tout en apportant également une stabilité dimensionnelle et une durabilité renforcées. Les différents acides carboxyliques employés ont, de plus, induit des comportements différents au regard des différentes propriétés étudiées, mettant en lumière l'importance de la structure chimique des réactifs employés. Le traitement le plus prometteur a fait l'objet d'une étude économique montrant la viabilité de l'industrialisation du procédé, qui permettrait alors l'obtention d'un bois modifié utilisable en classe d'emploi 3, tout en valorisant une ressource abondante et sous-exploitée
In order to guarantee the sustainability of structure made of wood, this material, which is naturally degradable by many biological organisms, must generally undergo protection treatments. The use of biocidal products is currently the most employed solution to confer the wood additional durability. However, facing of the environmental problem they raise, their use tends to be increasingly limited by regulation. Alternatives to the use of biocides have been developed to increase the durability of wood: heat treatment and chemical modification. Heat treatment consists of the controlled degradation of wood macromolecules to make it more hydrophobic and therefore more dimensionally stable and more resistant to the attack of the fungi of degradation, but weakens its mechanical properties. Chemical modification involves the impregnation of molecules within the material, which then react with the constituents of the wood to modify its chemical structure. During this thesis, treatments based on bio-based molecules have been developed. Thus, the treatments carried out on beech, a species which is particularly sensitive to biodegradation and dimensionally unstable, have made possible to improve substantially these properties. The in situ formation of polyesters of glycerol and various carboxylic acids produces a material more resistant mechanically than thermally treated wood, while also providing enhanced dimensional stability and durability. The various carboxylic acids employed have also induced different behavior with regard to the various properties studied, highlighting the importance of the chemical structure of the reagents employed. The most promising treatment was the subject of an economic study showing the viability of the industrialization of the process, which would then make it possible to produce a modified wood that can be used in use class 3, while enhancing an abundant under-exploited resource

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Fu, Qilan. "Comportement physique, chimique et mécanique du bois suite à la compression sous l'effet de la chaleur et de l'humidité". Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/33511.

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Abstract (sommario):

L'objectif principal de cette recherche est d'établir une meilleure compréhension du procédé de densification thermo-hygromécanique (THM) et du comportement physique, chimique et mécanique du bois dans des conditions thermiques et hygrométriques diverses. La densification THM est un procédé complexe impliquant simultanément, les phénomènes couplés de transfert de chaleur et de masse, plusieurs mécanismes de déformation instantanée et dépendante du temps ainsi que des changements physiques, chimiques et mécaniques dans le bois. Malgré de nombreuses recherches au cours des dernières décennies, les mécanismes fondamentaux du comportement en compression du bois soumis à une charge et à une variation de sa teneur en humidité demeurent en grande partie méconnus. La densification et la relaxation des contraintes sont deux phénomènes très complexes en raison de la nature des déformations réversibles et permanentes qui se produisent simultanément à diverses étapes du procédé de pressage. De plus, les déformations sont affectées par de nombreux facteurs physiques et le comportement de compression à son tour affecte l'ensemble du système physique. Dans cette étude, le procédé de densification THM a été optimisé en utilisant la méthode des surfaces de réponse (RSM) pour étudier les effets de la température et de la durée du traitement sur la dureté et le retour viscoélastique en épaisseur et analyser les interactions entre ces paramètres physiques. Plusieurs propriétés physiques et mécaniques, telles que le profil de densité, le retour viscoélastique en épaisseur, la dureté et la résistance à la flexion des échantillons témoins et du bois densifié THM ont été évaluées et comparées. Les modifications chimiques de surface des échantillons densifiés ont été examinées en utilisant la spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier (FTIR), la spectroscopie photoélectronique X (XPS) et la pyrolyse-chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (Py-GC/MS). Par ailleurs, les évolutions de la masse volumique anhydre, la perméabilité et la conductivité thermique pendant le procédé de densification THM ont été déterminées expérimentalement. Les résultats suggèrent que les conditions de densification optimales résultant en une dureté élevée et un faible retour viscoélastique en épaisseur ont été obtenues à une température de 180 °C, un temps de densification de 1004 s et un temps de post-traitement de 1445 s. La densité des échantillons densifiés a considérablement augmenté par rapport à l'échantillon témoin. La vapeur et la température ont des impacts importants sur les propriétés mécaniques, chimiques et la stabilité dimensionnelle du bois d'érable à sucre. Un pourcentage plus élevé de perte de masse a été trouvé à 220 °C, résultant en une diminution évidente de la masse volumique et de la dureté du bois, alors qu’un léger retour viscoélastique en épaisseur a été observé pour l'érable à sucre densifié à la même température. De plus, la haute température et la vapeur sont bénéfiques pour fixer la déformation de compression. La vapeur pourrait faciliter la dégradation avancée des polymères du bois. Le traitement de densification THM a entraîné des modifications chimiques importantes de la surface du bois. Les résultats des spectres ATR-FTIR ont confirmé la décomposition des hémicelluloses et l’augmentation de la teneur relative en cellulose et lignine de la surface du bois. Les résultats du Py-GC/MS et du XPS en terme d'augmentation du rapport O/C indiquent que des substances chimiques contenant une fonctionnalité oxygénée se sont formées après densification. Le traitement de densification a favorisé la dépolymérisation des hémicelluloses et de la cellulose, ce qui a entraîné une augmentation de la teneur en sucres anhydres (lévoglucosane) de la surface du bois. La densification a également facilité le clivage de la chaîne latérale de la lignine, ce qui a entraîné une augmentation de la teneur en unités phényle avec chaînes courtes. La masse volumique anhydre n'a pas augmenté avec la diminution de l'épaisseur. La perméabilité au gaz de l'échantillon témoin peut être 5 à 40 fois plus élevée que celle du bois densifié, ce qui indique que le volume des vides du bois diminue considérablement après le traitement de densification. La conductivité thermique augmente avec l'augmentation de la teneur en humidité de 0,5 à 1,5% par pourcentage d'augmentation de la teneur en humidité pour le bois densifié. La conductivité thermique des échantillons densifiés était plus petite que celle des échantillons de contrôle.
The main purpose of this research is to establish a better understanding of the thermo-hygromechanical (THM) densification process and physical, mechanical and chemical behavior of wood under diverse temperature and humidity conditions. THM densification is a complicated process involving simultaneous, coupled heat and mass transfer phenomena, several instantaneous and time-dependent deformation mechanisms as well as some physical, mechanical and chemical changes in wood. Despite numerous researches in the past decades, the basic mechanisms of compressive behavior of wood subjected to load and moisture variation are not completly understood. Wood densification and stress relaxation are very complicated, because both recoverable and permanent deformations occur at various stages of the pressing process. Moreover, deformations are affected by many physical factors, and the compressive behavior in turn affects the entire physical system. In this study, the THM densification process was optimized using response surface methods (RSM) to investigate the effects of temperature and treatment duration on hardness and compression set recovery (CSR) and further to analyze the interactions between these physical parameters. Several physical and mechanical properties such as density profile, compression set recovery, hardness and bending strength of control and THM densified wood were evaluated and compared. The surface chemical changes of densified samples were examined using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry (Py-GC/MS), respectively. In addition, evolutions of oven-dry average density, permeability and thermal conductivity during the THM densification process were experimentally determined. The results suggested that the optimum densification conditions resulting in high hardness and low compression set recovery were obtained at a temperature of 180 °C, a densification time of 1004 s, and a post-treatment time of 1445 s. The density of the densified samples was dramatically increased compared to the control sample. Both steam and temperature have important impacts on mechanical, chemical properties and dimensional stability of sugar maple wood. A higher percentage of weight loss occurred at 220 °C, resulting in an important decrease in the density and hardness of wood. However, almost no compression set recovery was observed for the sugar maple wood densified at 220 °C. In addition, high temperature and steam are helpful to fix the compressive deformation. Steam could facilitate the advanced degradation of wood polymers. THM densification treatment resulted in significant chemical changes on the wood surface. The results of the ATR-FTIR spectra confirmed the decomposition of hemicelluloses and the relative content of cellulose and lignin on wood surface increased. The Py-GC/MS and XPS results in term of the O/C ratio increase indicated that chemical substances containing oxygenated functionality were formed after densification. Densification treatment favored the depolymerization of hemicelluloses and cellulose resulting in the content of anhydrous sugars (levoglucosan) increased on wood surface. Densification also facilitated the cleavage of lignin side chains, resulting in the increase of the content of phenyl units with short chains. The oven-dry density did not exactly increase with the decrease of its thickness, the permeability of the control sample could be 5 to 40 times higher than that of densified wood, which indicated that the voids of wood reduced notably after densification treatment. The thermal conductivity increased by 0.5 - 1.5 percent increase of one percent moisture content for densified sugar maple wood. The thermal conductivity of densified samples was lower than that of the control samples.

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Paviet, Frédéric. "Vapo-gazéification étagée des ordures ménagères". Compiègne, 2007. http://www.theses.fr/2007COMP1721.

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Abstract (sommario):

A l'heure actuelle, la question du traitement des déchets est au coeur des débats politiques et culturels. Pendant de nombreuses années, l'unique voie de traitement était la mise en décharge. Aujourd'hui, la valorisation des déchets et notamment des ordures ménagères (OM) est une priorité. Les OM sont à la fois des déchets qu'il faut éliminer, mais également un contenu énergétique valorisable. Les pays industrialisés cherchent à développer des alternatives aux techniques d'incinérations classiques. C'est en particulier le cas pour le développement des techniques de thermolyse et de gazéification. La gazéification présente des possibilités beaucoup plus larges que la combustion dans une chaudière, puisqu'elle permet la transformation d'un déchet en un vecteur énergétique : le gaz de synthèse. L'utilisation la plus courante est le couplage avec un moteur à gaz pour la cogénération d'électricité et de chaleur. Mes travaux de recherche se sont tout d'abord orientés vers l'établissement des bilans masse et énergie d'une unité de gazéification. Ces bilans ont permis de déterminer la répartition théorique de la matière et de l'énergie, lors des différentes phases du traitement par gazéification des ordures ménagères. Ensuite, je me suis intéressé à l'étude de la cinétique de gazéification à la vapeur d'eau de plusieurs cokes produits à partir de la pyrolyse de plusieurs constituants des OM. J'ai établi les cinétiques intrinsèques de gazéification de plusieurs cokes. Ces cinétiques ont permis de dimensionner un gazéifieur à lit fluidisé. Nous avons également observé que lorsque la hauteur du lit de char augmente, la vitesse globale de réaction du char diminue. C'est pourquoi j'ai développé un modèle original de diffusion réaction qui permet de prendre en compte les phénomènes de transferts de matière et chaleur au sein d'un lit de particules de coke. Le modèle a été validé expérimentalement. Enfin, mes travaux se sont concentrés sur le craquage des goudrons. C'est un point essentiel dans le développement des procédés de gazéification. La majeure partie de l'énergie d'un déchet se retrouve sous forme de goudrons. Or, les teneurs en goudrons du gaz de synthèse doivent être nulles pour être compatible avec les exigences des moteurs à gaz ou des turbines. Il faut donc transformer les goudrons en gaz incondensables et séparer la partie condensable du gaz de synthèse. Dans cette optique, je me suis intéressé au craquage thermique des goudrons. Les cinétiques de craquage sont lentes et la conversion des goudrons ne peut être totale qu'à haute température et long temps de séjour
In recent years, the quantity of municipal solid wastes (MSW) has increased significantly in the EU and other industrialised and developing countries raising the question of its sustainable disposal management. Within the waste management hierarchy, thermal disposal especially gasification with energy recovery is a desired and viable option. The gasification of solid fuels such as biomass is one of the most promising technologies for thermo chemical conversion. This process leads to a fuel gas suitable for efficient gas turbines feeding. The successfful design and modelling of a gasifier requires reliable kinetic data. The purpose of this work is first to study the steam gasification kinetics of chars produced by municipal wastes pyrolysis. The MSW are modelled as a mixture of four organic constituents: paper, wood, plastics, and vegetables. The various char samples are obtained by pyrolysis of each waste constituent, in a fixed bed reactor. These chars are used as raw materials in steam gasification experiments. The kinetics parameters, with respect to H20, together with the influence of the char's physical properties are experimentally determined. A kinetic expression for the gasification reaction, based on the random pore model is deduced. Then 1D isothermal and non-equimolar reaction-diffusion model is developed in order to assess the diffusional effects taking place during steam gasification in a fixed bed. The model takes into account local chemical reaction rate and effective transport properties dependant on time and position within the char bed. Inter particle diffusion and structural changes of the char bed during the gasification are taken into account. The model shows a good agreement with the experimental results, obtained at various bed heights, and point out the relevant rote played by diffusional effects within a fixed bed reactor. The kinetic results are used to estimate, in a down dyaft gasifier, the total carbon yield conversion as a fonction of botte the mass fraction of stagnant zones within the bed char and of the characteristic length of these stagnant zones. Finally, in thermal treatment main of the initial energy is transformed into tar. The spontaneous tar decomposition by thermal treaent is investigated. The thermal cracking kinetic of MSW pyrolysis vapours is established

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Cherif, Hadj Ahmed. "Torréfaction de la biomasse lignocellulosique prétraitée aux liquides ioniques - Propriétés physico-mécaniques et analyse comparative par spectroscopies de surface". Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30581/30581.pdf.

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Abstract (sommario):

Le traitement thermique du bois sous une atmosphère gazeuse est un procédé qui vise à améliorer les propriétés du bois. En effet, les bois traités ont une stabilité dimensionnelle améliorée, une nature hygroscopique réduite et une meilleure résistance à la dégradation par divers facteurs (champignons, insectes). L’inconvénient principal du procédé est la longue durée du traitement. Le présent travail explore l’utilisation des liquides ioniques pour le traitement du bois, car ils ont la particularité d’accélérer la décomposition des principaux constituants du bois. Des analyses de surface et des tests de propriétés physico-mécaniques ont été réalisés sur les bois traités. Les analyses de surface ont révélé que les liquides ioniques ont contribué à la dégradation de la lignine, et au développement du caractère hydrophobe du bois. Les tests physico-mécaniques ont quant à eux montré la baisse dans la reprise d’humidité et d’eau, la réduction du gonflement et des propriétés mécaniques.
The heat treatment of wood in a gas atmosphere is a process that aims to improve the properties of wood. Indeed, treated wood possesses improved dimensional stability, reduced hygroscopic nature and resistance to degradation by various factors (fungi, insects). The main disadvantage of the method is the long duration of treatment. This work explores the possibility of using ionic liquids for the treatment of wood as they have the particularity to accelerate the decomposition of the main wood constituents. Surface analysis and testing of physical and mechanical properties were performed on treated wood. The surface analysis showed that ionic liquids have contributed to the degradation of lignin as well as the development of the hydrophobic character of the wood. The physical and mechanical tests have meanwhile revealed that lower moisture and water absorption contents, decreased the swelling and mechanical properties.

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Chung, Chian Javier Ricardo. "Stratégies de séchage à haute température pour le bois à valeur ajoutée". Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23612/23612.pdf.

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Chaouch, Mounir. "Effet de l'intensité du traitement sur la composition élémentaire et la durabilité du bois traité thermiquement : développement d'un marqueur de prédiction de la résistance aux champignons basidiomycètes". Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10027/document.

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Abstract (sommario):

Le traitement thermique est une méthode appropriée pour la valorisation d'essences européennes peu durables. Les modifications chimiques en résultant confèrent au bois une meilleure stabilité dimensionnelle et durabilité aux attaques fongiques, alors que les propriétés mécaniques diminuent plus ou moins. Le verrou actuel de ce procédé reste la grande difficulté à produire à l'échelle industrielle un produit de qualité constante (durabilité, stabilité dimensionnelle, couleur). Ces difficultés sont dues à l'hétérogénéité du matériau et des conditions de traitement réalisé généralement par convexion. La mise au point d'un pilote de traitement thermique par conduction permettant une mesure en dynamique de la perte de masse a été réalisée pour optimiser la conduite du traitement, mieux comprendre les réactions de thermodégradation et développer un outil de contrôle de la qualité du bois traité. Les résultats obtenus, réalisés dans des conditions de traitement proches des conditions industrielles, indiquent un effet important de l'essence de bois traitée sur les cinétiques de perte de masse observées, les feuillus étant généralement plus sensibles à la thermodégradation que les résineux. Il a ensuite été établi une forte corrélation entre le niveau de thermodégradation du bois estimé à partir de sa perte de masse et l'augmentation de sa durabilité aux champignons basidiomycètes. L'analyse fine et la compréhension des mécanismes réactionnels intervenant durant le traitement ont permis de mettre en évidence un lien direct entre la composition élémentaire du bois et la perte de masse due aux réactions de thermodégradation, permettant également de prédire la durabilité aux attaques fongiques. Le taux de carbone, d'oxygène ou encore le rapport O/C peuvent de ce fait être considérés comme des marqueurs pertinents permettant de contrôler la qualité du bois traité thermiquement
Thermal treatment has been used to improve properties of non durable European species. Chemical modification of some of the wood components provides improved dimensional stability and biological performance against decay fungi while mechanical properties such as modulus of rupture are reduced. Quality control of commercially made thermally treated wood is one of the major road blocks of its industrial development. The variability inherent within a wood species and between wood species, density and chemical compositions variation combined with the heat treatment parameters such as temperature duration and levels contribute to the production of heterogeneous heat treated wood. The development of a heat treatment process by conduction which monitors the weight changes during the process will facilitate and help in controlling, in understanding and predicting the properties of heat treated wood. Data collected from a pilot study of heat treated wood using conditions similar to commercial process show that hardwood species were more susceptible to thermal degradation as compared to softwood. It was also established that wood chemical composition is directly connected to the percent of weight loss due to thermodegradation, allowing the use of chemical composition to predict fungi durability. Carbon and oxygen contents and/or oxygen to carbon ratio of heat treated wood can be therefore used as valuable markers to develop quality control assessment of heat treated wood

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Avat, Florence. "Contribution à l'étude des traitements thermiques du bois jusqu'à 300°C : Transformations chimiques et caractérisations physico-chimiques". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00831249.

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Abstract (sommario):

Un bois traité à une température inférieure à 300°C et sous atmosphère inerte voit sa composition chimique modifiée. Ceci a pour effet de changer sa couleur, de le rendre moins hygroscopique. Le présent travail consiste à étudier ces transformations physicochimiques et de les corréler aux nouvelles caractéristiques du matériau afin d'optimiser le procédé de rétification. Les conditions opératoires et les caractéristiques du matériau ont été étudiées et apparaissent déterminantes pour le produit final. Des réactions secondaires générées par les gaz de réaction créent une légère inhomogénéité du traitemement dans le matériau. Le bois des résineux commence à se dégrader vers 188°C et celui des feuillus vers 195-205°C. Mais à température plus élevée, les résineux sont plus résistants à la dégradation que les feuillus. Ceci est dû à la nature des hémicelluloses à basse température et au taux de lignines à plus haute température. L'aspect microscopique du bois est conservé. Mais à 250°C, la structure cristalline de la cellulose est modifiée surtout dans le plan longitudinal tangentiel. La diminution de l'hygroscopie du bois est due aux modifications chimiques et les différences observées entre résineux et feuillus peuvent être expliquées par le schéma de dégradation des hémicelluloses. Les fortes carboxydations et condensations qui existent à 240°C correspondent au minimum de reprise d'humidité du hêtre à cette température. La mesure de la couleur des échantillons permet de contrôler le procédé de traitement. Le matériau fonce lorsque la température de rétification augmente et un bois traité à 240°C est beaucoup plus rouge que les bois naturels et traités à 305°C.

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Bonazebi, Antoine. "Extraction des composés de métaux lourds contenus dans la jarosite décomposée par des déchets organiques". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL059N.

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Abstract (sommario):

La jarosite est un sous produit de l'hydrométallurgie du zinc, à teneur élevée en métaux lourds (Pb, Zn, Cd, As, etc). En raison des réglementations environnementales et des risques de pollution, il est absolument nécessaire de trouver des alternatives, afin de réduire le problème de stockage. Des travaux récents ont permis de décomposer la jarosite par des déchets organiques. Les produits de décomposition sont principalement des oxydes de fer et des composés de métaux lourds, bien connus en métallurgie extractive. Ce travail explore les possibilités d'extraire les métaux lourds, contenus dans les solides issus de la décomposition de la jarosite. La séparation magnétique est testée et s'avère inefficace. Les traitements thermiques sous atmosphères contrôlées (neutre, réductrice et chlorurante) sont appliqués sur quatre échantillons. L'influence des gaz, de la température, de la durée de traitement sur le taux d'extraction des métaux lourds est déterminée à l'aide de la DRX, du MEB, de l'analyse chimique, etc. Selon les caractéristiques physico-chimiques des échantillons, les traitements thermiques sous atmosphères contrôlées (N²), (CO + N²) et (Cl² + air) aboutissent respectivement à des taux d'extraction de métaux lourds variant de 64 à 94%, de 89 à 98% et de 95 à 99%. Les métaux lourds sont séparés par refroidissement de la phase gazeuse, pendant que le résidu est décontaminé. Les traitements par chloruration entre 700 et 800°C s'appliquent efficacement aux quatre échantillons. L’emploi des gaz issus de la pyrolyse de déchets de PVC permet d'extraire plus de 97% des métaux lourds.

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