Doctorat en génie papetier (3675)

Philosophiae doctor | Ce programme est fermé aux admissions. | 90 crédits | Version : 2005-3
Grille de cheminement : non disponible | Document sans ou avec description des cours
Centre intégré en pâtes et papiers
L'un des pôles de recherche reconnus de l'UQTR est son Centre intégré en pâtes et papiers (CIPP), qui résulte de la fusion du Centre de recherche en pâtes et papiers (CRPP) de l'UQTR et du Centre spécialisé en pâtes et papiers (CSPP) du Cégep de Trois-Rivières.

La mise en commun des ressources humaines et physiques de ces deux Centres et les contributions des partenaires industriels étroitement associés au CIPP en ont fait un laboratoire de recherche et formation des plus moderne et dont les équipements de la future usine pilote permettent non seulement de produire de la pâte et du papier, mais aussi de faire l'étude des divers procédés de transformation de la fibre, des matières premières qu'ils utilisent et des produits qui en résultent. Le CIPP se veut le lieu du haut savoir francophone nord-américain en pâtes et papiers et il devient ainsi le point de rencontre de chercheurs de plusieurs disciplines complémentaires (recherche pluridisciplinaire) et de formateurs de plusieurs niveaux (formation à plusieurs cycles d'études). En ce qui concerne les études de cycles supérieurs, le CIPP a une structure unique qui lui permet l'atteinte des objectifs institutionnels en matière de recherche et formation.
Reconnaissance
Un diplôme reconnu dans le monde entier

Les départements de génie chimique, de génie mécanique, de génie électrique et de génie informatique et de chimie-biologie offrent les programmes de maîtrise en sciences des pâtes et papiers et de doctorat en génie papetier. Ces programmes conduisent respectivement à l'obtention des grades de maître ès sciences appliquées (M.Sc.A.) et de philosophia doctor (Ph.D.). Les diplômé(e)s font carrière dans l'enseignement supérieur, occupent des positions de chef de file dans l'industrie papetière, dans la fonction publique et dans les organismes de recherche. Depuis leur début, les programmes de maîtrise et doctorat ont diplômé plus de 250 étudiants dont 90 % ont un emploi directement lié aux études.

La majorité des étudiant(e)s viennent de différentes régions du Québec et plus de 30 % d'entre eux, de l'extérieur du pays.
Objectifs
Sur le plan scientifique, le programme de doctorat en génie papetier vise trois objectifs :
  • Former des spécialistes qui possèderont des connaissances approfondies dans ce qui peut être considéré comme les dimensions fondamentales en pâtes et papiers et qui auront été familiarisés aux développement majeurs d'ordres scientifique et technologique;
  • Former des chercheurs autonomes qui seront capables de faire progresser l'état des connaissances en pâtes et papiers;
  • Former des personnes qui seront capables de contribuer à la solution de problèmes concrets vécus dans l'entreprise privée et dans les milieux gouvernementaux et parapublics.
Sur le plan socioéconomique, le doctorat en génie papetier favorisera la formation de spécialistes qui, familiarisés et sensibilisés aux besoins du milieu industriel et aguerris aux démarches rigoureuses de l'investigation scientifique, pourront faire le pont entre les milieux de recherche fondamentale et les usines.

Sur le plan pédagogique, on veillera à ce que le candidat puisse, en plus d'assimiler et d'intégrer les connaissances inhérentes aux dimensions fondamentales des pâtes et papiers :
  • Développer ses capacités à formuler une problématique de recherche, à établir une stratégie d'étude et à réaliser avec autonomie une recherche originale;
  • Accroître ses capacités de mise en forme et de diffusion efficace des connaissances développées au cours d'une recherche;
  • Développer, en parallèle à ses préoccupations de chercheur, une attitude d'ouverture et de sensibilité envers des préoccupations qui sont connexes aux pâtes et papiers (productivité, recyclage des ressources, protection de l'environnement, solution des problèmes socioéconomiques régionaux et nationaux etc.).
Soutien financier - études de cycles supérieurs
Le CIPP a une politique de financement des étudiants inscrits aux programmes d'études de cycles supérieurs. Pour les étudiants au doctorat, ces derniers reçoivent normalement un financement annuel de 16000$. La Fondation Universitaire de l'UQTR et le CIPP d'une part, et la compagnie Kruger d'autre part, offrent également chacun une bourse de 5000$ à un nouvel étudiant aux études de cycles supérieurs dont le dossier académique d'admission est particulièrement reluisant. Il y a normalement une bourse réservée à un nouvel étudiant à la maîtrise scientifique (programme 3685), tandis que l'autre est normalement décernée à un nouvel étudiant au doctorat. Les deux bourses peuvent cependant être distribuées à deux candidats du même cycle d'étude en l'absence de candidats aux deux cycles.
Conditions d'admission
Base universitaire

Etre titulaire d'une maîtrise en pâtes et papiers ou l'équivalent;

ou

être titulaire du grade de bachelier ou l'équivalent et posséder les connaissances requises et une formation appropriée.

Les autres candidats, dont les connaissances dans les domaines énumérés ci-dessous présenteraient des lacunes, pourraient être admis en satisfaisant à l'exigence, soit de cours d'appoint, soit d'une propédeutique :

CHM6001 Chimie du bois et dérivés cellulosiques (3 cr.)
GEI6001 Génie et contrôle des systèmes (3 cr.)
PNA6002 Opérations fondamentales des pâtes et papiers (3 cr.)
PNA6004 Physique des fibres et du papier (3 cr.)
PNA6009 Machines à papiers (3 cr.)
PNA6016 Gestion rentable des procédés (3 cr.)

Les candidats titulaires d'une maîtrise dans un domaine connexe (par exemple en chimie, en génie chimique, en génie forestier) et ayant acquis des connaissances correspondant aux cours énumérés ci-dessus sont aussi admissibles.

Les candidats doivent présenter à l'appui de leur demande d'admission un document faisant brièvement état du sujet qu'ils entendent étudier dans le cadre de leur thèse.
Modalités de sélection des candidatures
Candidat détenant une maîtrise en sciences des pâtes et papiers :
  • Avec une moyenne cumulative de 3,2 et plus, admission sans autre condition.
  • Avec une moyenne cumulative se situant entre 2,7 et 2,9, admission possible sur étude du dossier. Dans ce cas on devra tenir compte des éléments suivants: L'expérience pertinente prenant en considération notamment la progression de carrière, les publications et communications scientifiques, la progression académique incluant la progression de la moyenne cumulative et les lettres de référence.
  • Les candidats ayant une moyenne cumulative inférieure à 2,7 ne sont pas admissibles.
Les candidats détenant une maîtrise dans un domaine connexe aux sciences des pâtes et papiers (ex. chimie, génie chimique, génie forestier) :
  • Avec une moyenne cumulative de 3,2 et plus et possédant les connaissances correspondant aux six cours de la propédeutique, admission sans autre condition. S'ils ne possèdent pas les connaissances appropriées, ils pourront se voir imposer des cours d'appoint ou une propédeutique.
  • Avec une moyenne cumulative se situant entre 2,7 et 2,9 admission possible sur étude du dossier comprenant les mêmes éléments qu'au point précédent et possibilité de se voir imposé des cours d'appoint ou une propédeutique.
  • Les candidats ayant une moyenne cumulative inférieure à 2,7 ne sont pas admissibles.
Les candidats ayant des profils autres que ceux déjà identifiés pourraient être admis aux mêmes conditions que l'on retrouve au premier point, à savoir une étude de dossier et la possibilité de se voir imposé des cours d'appoint ou une propédeutique.

Tous les candidats devront présenter à l'appui de leur demande d'admission un document faisant brièvement état du sujet qu'ils entendent étudier dans le cadre de leur thèse. Ce projet de recherche devra être évalué sur sa compatibilité avec les axes de recherche retenus pour le doctorat en génie papetier.
Demande d'admission en ligne
Les personnes intéressées à produire une demande d'admission à ce programme sont invitées à utiliser le système de demande d'admission en ligne. Le formulaire de demande d'admission (format pdf) est également disponible à la page d'accueil du site de l'admission en ligne.
Ressources professorales

Professeurs habilités à la direction des travaux

BROUILLETTE, François, Ph.D., Sciences de l'environnement, UQAM. Chimie de la fabrication du papier, aspects chimiques de l'imprimabilité,développement et application d'additifs chimiques spécialisés, désencrage et recyclage, chimie analytique.

CHABOT, Bruno, Ph.D., Génie papetier, UQTR. Fabrication du papier, machines à papiers et cartons, mécanismes de rétention et de drainage sur la machine à papier, fermeture des circuits d'eau blanche, recyclage et désencrage des vieux papiers.

DANEAULT, Claude, Doct-Ing, Génie chimique papetier, UQTR. Fabrication de papiers à valeur ajoutée, modification chimique de fibres papetières, blanchiment des pâtes, recyclage et désencrage des vieux papiers.

KOKTA, Bohuslav Vaclav, Doctorat, Chimie macromoléculaire, Académie des Sciences de Prague. Composites de polymères thermoplastiques renforcés avec les fibres cellulosiques, mise en pâte d'explosion à partir de feuillus/résineux et de plantes annuelles, désencrage par explosion.

LANOUETTE, Robert, Ph.D., Génie chimique, Université Laval. Fabrication de pâtes à haut rendement: thermomécaniques, chimicothermomécaniques, biomécaniques et au peroxyde alcalin, développement de la fibre dans le raffineur, utilisation de plans d'expérience et de divers outils statistiques (régression multiple, composante principale (PCA), projection sur une structure latente (PLS) et réseaux neuronaux) dans un but de modélisation et d'optimisation.

LAPERRIÈRE, Luc, Ph.D., Génie mécanique, McMaster. Génie mécanique, modélisation, simulation, optimisation et contrôle des procédé, réconciliation des données, intelligence artificielle (réseaux de neurones, systèmes experts), logiciel Cadsim Plus, langage C++.

LEBRUN, Rémi Ernest, Doctorat, Génie chimique, École polytechnique de Montréal. Procédés de séparation par membranes (MF, UF, NF, OI, ED, EF) et tout procédé hybride, champs d'application: fluides industriels et municipaux dans une perspective de développement durable, en les traitant, purifiant, recyclant et régénérant.

MANGIN, Patrice, Doctorat, Génie des procédés, Institut National Polytechnique de Grenoble. Sciences et technologies des communications graphiques, optimisation des procédés (industries graphiques.), simulation, modélisation (industries et procédés graphiques, rhéologie, physique des écoulements, théories et analyses de la couleur et de la qualité des images, psychométrie, physique des transferts et états de surface, simulation et modélisation des structures et des phénomènes de transferts.

ROBERT, Sylvain, Ph.D., Biophysique, UQTR. Photochimie des matériaux lignocellulosiques, blanchiment réacteur, modélisation moléculaire, mécanismes réactionnels, chimie de la zone humide, chimie de l'environnement, chimie des surfaces.
Thématiques de recherche
La nature pluridisciplinaire du domaine des pâtes et papiers est très bien reflétée par la diversité des sept thèmes de recherche actuellement supportés par le CIPP. Procédés de mise en pâte

Ce premier thème regroupe tous les travaux spécifiquement orientés vers les aspects des procédés de mise en pâte, soit en termes de développement technologique ou la démonstration de l'utilisation d'essences de bois feuillus, peu ou pas utilisée en l'industrie. Ce thème regroupe également toutes les activités reliées au désencrage des vieux papiers et à l'amélioration de la qualité des pâtes produites. Les projets actuellement en cours sous ce thème sont :
  • La mise en pâte chimique sans soufre
  • Incorporation de pâte mécanique et de charges minérales dans un papier impression-écriture
  • Élimination des contaminants d'une pâte recyclée
  • Pâtes Mécaniques à Haut Rendement
  • Amélioration des propriétés papetières du pin gris et du mélèze hybride
  • Le mécanisme du raffinage des fibres de bois de printemps et d'été
  • Réduction de l'énergie de raffinage du procédé thermomécanique
Blanchiment

Ce deuxième thème, portant sur la technologie du blanchiment et dont l'orientation est surtout fondamentale, s'intéresse aux phénomènes réactionnels qui surviennent lors du blanchiment :
  • Blanchiment des pâtes mécaniques et désencrées
  • Blanchiment des pâtes chimiques
  • Réversion de couleur
  • Blanchiment réducteur
Fabrication des papiers et des cartons

Ce thème porte sur les aspects fondamentaux et pratiques associés à la fabrication du papier. Ce thème regroupe principalement les activités reliées à la rétention des fines et des charges minérales, au drainage des suspensions fibreuses et à la formation du papier. L'objectif principal concerne, l'amélioration de la qualité et le développement de nouveaux grades de papiers adaptés aux exigences accrues des clients :
  • Programmes de rétention pour la fabrication des papiers d'impression à base de pâtes mécanique en milieu neutre
  • Les agents de force sèche et humide
  • Modélisation des charges pour la fabrication du papier par un système fermé
  • Mécanisme de drainage, rétention et lavage des pâtes servant à la production de produits papetiers à valeurs ajoutées
Traitement de surface des papiers et des cartons

Ce thème concerne le traitement de surface des papiers. Il regroupe toutes les activités de recherche concernant le couchage, le laminage et l'amélioration de la qualité de surface des papiers et des cartons produits :
  • Propriétés des suspensions minérales utilisées en couchage du papier
  • Rétention des encres sur un matériau poreux nanostructuré
Exploitation des sous-produits

Ce thème traite de l'exploitation des sous-produits dont l'objet principal est orienté vers la valorisation des résidus de la matière ligneuse et par la fabrication de composites de polymères thermoplastiques et de fibres de bois.
  • Matériaux composites
  • Composites de PE renforcés par les plantes annuelles : panic érigé (switch grass)
Environnement

Ce thème s'intéresse tant au développement de nouvelles technologies de traitement des eaux usées des fabriques qu'à la caractérisation des rejets, l'enlèvement de la toxicité, la minimisation des composés générés et la valorisation des résidus.
  • Circuit fermé d'eau dans une usine de pâtes et papiers
  • Clarification de l'eau blanche d'un procédé papetier
  • Adaptation et développement de nouvelles technologies du traitement des eaux usées
  • Nouveau traitement des eaux usées pour l'enlèvement de la couleur
  • Valorisation des résidus papetiers et des lisiers de porc
  • Contrôle des odeurs issues des résidus en provenance des systèmes de traitement des eaux usées industrielles
  • Utilisation de l'acide folique dans les systèmes de traitements secondaires des eaux usées
Intégration des procédés papetiers

Ce thème regroupe les activités de recherche et de développement liées à la modélisation mathématique, à la simulation, à l'optimisation et au contrôle des phénomènes régissant le fonctionnement des divers procédés papetiers et leur impact sur les propriétés des produits qu'ils transforment. L'intégration des systèmes permet de modéliser et simuler les relations dynamiques entre n'importe quelle variable d'un procédé, idéalement d'une usine entière. On se concentre donc sur une compréhension globale des divers phénomènes impliqués et on ne se limite pas à des îlots d'automatisation avec seulement un sous-ensemble de variables. Ceci permet généralement l'implantation de stratégies de contrôle avancées qui à leur tour donne lieu à une optimisation beaucoup plus efficace.
  • Modélisation mathématique et analyse : Régressions, PLS, PCA, réseaux de neurones, logique floue,algorithmes génétiques
  • Simulation dynamique : Développement de modules dans Cadsim Plus, réconciliation de données, analyse exploratoire de modifications d'un procédé
  • Simulation moléculaire : Relations structures propriétés et mécanismes réactionnels, CAChe WorkSystem
  • Modélisation et simulation de la structure du papier : FiberStar® PLUS
  • Optimisation et contrôle avancé : Implantation de contrôles avancés au DCS avec DeltaV, optimisation et contrôle de pâte thermomécanique à partir de données de vision numérique sur les copeaux
Particularités
Le programme de doctorat en pâtes et papiers exigera normalement une période de résidence de trois trimestres consécutifs correspondant au délai prévu pour compléter les activités de scolarité, incluant I'examen de synthèse. Pendant cette période, l'étudiant doit se consacrer prioritairement à ses études.

L'activité de spécialisation doit apporter un complément à la formation déjà acquise par le candidat. Elle ne peut donc faire l'objet d'équivalence pour des cours suivis antérieurement ou pour l'expérience accumulée. Le choix de cette activité est fait en concertation avec le directeur de recherche et est soumis à l'approbation du directeur du comité d'études de cycles supérieurs.
Thèses réalisées
Liste de thèses réalisées des 5 dernières années (2001-2006)

HUANG, Fang (2006) The mechanism of rupture or early- and latewood in refining.

MONTPLAISIR, Daniel (2006) Modification chimique de la pâte thermomécanique de résineux.

JIANG, Xingfen (2005) Étude du mécanisme d'imprégnation chimique du bois.

MAO, Changbin (2005) Mechanism of wood rupture under compression and shear.

HU, Qiyi (2004) Activation du peroxyde dans le blanchiment de pâtes thermomécaniques.

MALGAT, Alexandre (2004) Caractérisation des interactions de surface sur des pigments TiO2.

GUYARD, Aurélien (2004) Rétention d'encre par des matériaux poreux nanostructurés.

WU, Mengran (2003) Production of newsprint furnish from mixtures of white birch and black spruce.

GAVAZZO, Graciela Beatriz (2003) Valorisation de la pâte moulée.

GONZALES MORA, Hector Enrique (2002) Étude des effets de la force de cisaillement au cours du raffinage PFI sur les propriétés d'une pâte à haut rendement de pin gris.

SILVA de ARAUJO, Márcia (2001) Étude de la modification de la ténacité de composites thermoplastiques de cellulose et de polybutadiène.
Thèse
Thèse (81 crédits)

La thèse constituera un travail de recherche original contribuant à l'avancement des connaissances et à de nouveaux développements dans le domaine des pâtes et papiers. L'étudiant sera fortement invité à produire au moins un article pour publication dans une revue scientifique. Une soutenance de thèse est prévue.
Règlement des études de cycles supérieurs
Les étudiants inscrits à un programme de deuxième et troisième cycles sont assujettis au Règlement des études de cycles supérieurs de l'UQTR. Nous vous invitons à le consulter pour obtenir toute information concernant les règlements régissant les études de deuxième et troisième cycles à l'UQTR.
Liste des cours
Grille de cheminement :  non-disponible

ATTENTION: La liste des cours présentée ci-dessous reflète les changements apportés à la session d'automne 2005. Pour les étudiants admis avant cette session, la liste des cours à suivre peut être différente.
À moins d'indication contraire, un cours comporte trois (3) crédits.

Cours obligatoires (6 crédits)

L'étudiant doit réaliser l'activité suivante (six crédits):

GPA6009 Examen de synthèse (6 crédits)      

Cours optionnels (0 à 3 crédits)

Une des activités suivantes (trois crédits):

CHM6006 Chimie de la zone humide      
GEI6001 Génie et contrôle des systèmes      
GPA6002 Blanchiment des pâtes      
GPA6010 Machines à papier : partie humide      
GPA6011 Machines à papier : partie sèche      
GPA6012 Design expérimental et traitement de données      
GPA6013 Recyclage et désencrage      
GPA6014 Sujets spéciaux en sciences et génie des matériaux lignocellulosiques      
GPA6016 Modélisation et simulation de procédés papetiers      
GPA6017 Traitements de surfaces      
PNA6008 Traitements anti-pollution      
PNA6016 Gestion rentable des procédés      
PNA6019 Imprimabilité du papier      
PNA6020 Pâtes mécaniques      
PNA6021 Pâtes chimiques      
PNA6023 Etudes dirigées I      

Cours complémentaires (0 à 3 crédits)

Une activité de spécialisation (trois crédits) choisie parmi les répertoires d'activités de deuxième ou troisième cycle de l'UQTR ou d'autres universités.

Informations supplémentaires

François Brouillette, directeur(trice), Comité de programme de cycles supérieurs - Pâtes et papiers. Renseignements: 819 376-5011 poste 4507

Bureau du registraire

819 376-5011 ou 1-800-365-0922

Adresse postale :

Université du Québec à Trois-Rivières
Casier postal 500
Trois-Rivières, Qc
Canada
G9A 5H7

Version : 2005-3

Université du Québec
à Trois-Rivières

3351, boul. des Forges, C.P. 500
Trois-Rivières (Québec) G9A 5H7
Information générale : crmultiservice@uqtr.ca
Téléphone : 819 376-5011
Sans frais : 1 800 365-0922
Télécopieur : 819 376-5210