Le 22 septembre 2009, Maxime Decain a soutenu une thèse de doctorat de Grenoble INP, spécialité Matériaux, Mécanique, Génie civil, Électrochimie, à Grenoble INP-Pagora, École internationale du papier, de la communication imprimée et des biomatériaux.
Cette thèse a été préparée dans deux laboratoires grenoblois – Laboratoire Génie des Procédés Papetiers (LGP2) et Laboratoire Sols Solides Structures Risques (3S-R) – sous la direction conjointe de Jean-Francis Bloch, maître de conférences de Grenoble INP-Pagora, et de Christian Geindreau, professeur de l’Université Joseph Fourier.
Maxime Decain a présenté les résultats de ses recherches sur les : « Relations microstructures-propriétés thermiques et d’écoulement pour les matériaux fibreux cellulosiques ». Cette thèse traite de la caractérisation des relations entre les propriétés microstructurales et les propriétés physiques des milieux fibreux cellulosiques. Les propriétés microstructurales sont estimées par analyse d’images 3D obtenues à partir de microtomographies à rayons X synchrotron (ESRF) d’échantillons de papiers industriels et de laboratoire.
Les propriétés physiques de conductivité thermique et de perméabilité de ces milieux fibreux sont estimées numériquement sur des Volumes Elémentaires Représentatifs (VER) extraits des microtomographies. Une attention particulière a été portée sur la détermination du VER associé à chaque propriété (structurale et physique) afin de valider la légitimité de ces calculs. Les estimations de propriétés sont comparées à des mesures expérimentales pour validation. Enfin, l’influence sur ces propriétés physiques de différents paramètres microstructuraux (porosité, fraction volumique de charges, gradient de microstructure…) résultant du processus de fabrication de ces matériaux, est mise en évidence.
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