All major textes in this report are in French and English.

All major textes in this report are in French and English. Saisie de textes : L. Bernier Correction d épreuves : R. Dufour et S. Stevenson Traduction : R. Hailpern et Services d édition Guy Connolly Photographies : K. Duarte Infographie et conception : L Infographe Impression : Intra-Média Édition : J.Paris

TABLE DES MATIÈRES / TABLE OF CONTENTS 1998 : POINTS SAILLANTS/HIGHLIGHTS... 4 COMPOSITION/COMPOSITION Membres réguliers/regular Members... 8 Membres associés/associate Members... 11 Stagiaires post-doctoraux/post-doctoral Fellows... 12 Étudiants des cycles supérieurs/graduate Students... 13 Étudiants de premier cycle/undergraduate Students... 15 Comité d orientation/steering Committee... 16 Secrétariat/Office... 16 PROJETS, RAPPORTS D AVANCEMENT/PROJECTS, PROGRESS REPORTS A. Traitement de surface/surface Treatment A1. Couchage du papier, Chaire industrielle CRSNG-Paprican/ Paper coating, NSERC-Paprican Industrial Chair... 17 A2. Dépôt de composés inorganiques du Si par CVD sur substrats polymériques/ Deposition of inorganic compounds on polymeric substrates by plasma CVD... 26 B. Intégration des procédés /Process Integration L intégration des procédés papetiers/integration of pulp and paper processes... 30 B1. Modèles et outils d analyses/models and analysis tools... 32 B2. Récupération des réactifs dans le procédé kraft/chemicals recovery in the kraft process... 49 B3. Analyse exergétique de cycles thermiques/exergy analysis of thermal cycles... 53 B4. Fermeture des circuits dans le procédé intégré de fabrication de papier journal/ System closure in the integrated newsprint making process... 54 C. Commande des procédés/process Control C1. Contrôle de la couleur d un carton trois couches/coulour control of a multiply liner board... 59 C2. Contrôle de réacteurs de blanchiment/control of bleaching reactors... 62 D. Additifs et constituants du papier/paper Components and Additives D1. Mélanges de polymères naturels fondus/blends of molten natural polymers... 66 PUBLICATIONS ET AUTRES ACTIVITÉS/ PUBLICATIONS AND OTHER ACTIVITIES... 69 BUDGETS DE FONCTIONNEMENT ET DE RECHERCHE/ OPERATING AND RESEARCH BUDGETS... 73 ÉQUIPEMENTS DISPONIBLES/AVAILABLE EQUIPMENT... 74

1998: POINTS SAILLANTS/HIGHLIGHTS 5 Cinq ans. Régime de croisière? Mais aussi des perspectives de développement et croissance. Après une croissance initiale marquée, la population étudiante semble en effet se stabiliser (voir tableau de statistiques plus loin) : une trentaine d étudiants des cycles supérieurs et post-doctoraux et une vingtaine de stagiaires du premier cycle, majoritairement des étrangers attirés par un séjour au GRESIP. Depuis la création du GRESIP, 31 diplômes d études supérieures ou stages post-doctoraux y ont été complétés. Très majoritairement, nos anciens étudiants restent au Canada ou retournent dans leur pays d origine. Deux étudiants sur quatre qui résident en pays étranger sont en stage temporaire; il y a donc peu d immigration pour le premier emploi. Les diplômés et stagiaires post-doctoraux trouvent un premier emploi rapidement à la fin de leurs études. Ceux qui restent au Canada ont un premier emploi dans une industrie liée à l industrie papetière (ingénierie et recherche) mais peu dans l industrie papetière elle-même. Le cours CHE-6211, Ingénierie des pâtes et papiers, a été offert pour la première fois au trimestre d hiver 1998. Une vingtaine d étudiants, plus qu anticipé, l ont suivi, tous du département de génie chimique, environ les deux tiers du 1er cycle. Cette première expérience a donc bien illustré que ce cours répond à un besoin de nos étudiants. Un certain nombre de spécialistes externes ont participé à l enseignement de sujets particuliers (G. Dorris : désencrage; O. Réglat : couchage; P. Stuart : traitement des effluents; T. van de Ven : physico-chimie). Des travaux pratiques ont été organisés au Centre spécialisé en pâtes et papiers (CEGEP, Trois-Rivières) et au Centre de recherche en pâtes et papiers (Université du Québec à Trois-Rivières). Ces expériences ont été très positives, mais la logistique et le coût nous incitent à chercher des alternatives plus proches. Le cours sera offert de nouveau en 1999. Le projet de cours de conception et intégration des procédés a bien progressé. Ce cours sera donné conjointement par Polytechnique et McGill et sera intégré au programme de maîtrise en pâtes et papiers de McGill. Le processus d approbation à Polytechnique est en bonne voie et ce cours devrait être inauguré au trimestre d automne 1999. Michel Perrier et Jean Paris, sont tous deux professeurs associés au département de génie chimique de l Université McGill où ils ont enseigné au cours des deux dernières années (Perrier : 302-572A, Dynamique et commande des procédés; Paris : 302-453A, Conception des procédés). Ces cours constituent des éléments sur lesquels on pourra développer la participation de Polytechnique à un nouveau programme de maîtrise modulaire en pâtes et papier proposé conjointement par McGill et Polytechnique. Michel Perrier est également directeur de recherche d un étudiant au doctorat (Byoung-Uk Cho) du département de génie chimique de McGill dont le projet de recherche est intégré à notre programme d intégration des procédés (projet B1). Five years. A period of consolidation, with prospects for development and growth. After an initial period of marked growth, the student population seems to have stabilized (see statistics in the table below). There are roughly 30 graduate and post doctoral students and about 20 undergraduate interns, most of them foreigners attracted by the possibility of working in GRESIP. In fact, since the creation of GRESIP, 31 students have completed graduate degrees or post doctoral internships. Most of our former students stay in Canada or return to their own country. Two out of four students who go abroad are there on a temporary basis; there is very little immigration for the first job. The graduates and post-doctoral interns find their first job very quickly after finishing their studies. Those who stay in Canada find their first job in an engineering or research company related to the pulp and paper industry, but few of them work in the pulp and paper industry itself. The course Engineering of Pulp and Paper, CHE-6211, was offered for the first time in the winter semester of 1998. About 20 students took the course which was more than anticipated. All of them were from the Department of Chemical Engineering, and about two thirds were undergraduates. This first experience clearly demonstrated that the course answers a need of the students. Several specialists from outside the university taught specific topics (G. Dorris: deinking; O. Réglat: coating; P. Stuart: treatment of effluents; T. van de Ven: physicochemistry). Laboratories were organized at the Specialized Pulp and Paper Centre of the Trois-Rivières CEGEP and at the Pulp and Paper Research Centre of the Université du Québec à Trois-Rivières. These experiences were very positive but the logistics and cost involved make it necessary to look for other closer alternatives. This course will be offered again in 1999. Work on the course in process design and integration has made good progress. This course will be offered jointly by Polytechnique and McGill and will be included to the Master s program in pulp and paper at McGill. The approval process at Polytechnique is well underway and this course should be offered for the first time in the fall of 1999. Michel Perrier and Jean Paris are both adjunct professors at the Department of Chemical Engineering at McGill where they have taught for the last two years (Perrier : 302-572A, Process Dynamics and Control; Paris: 302-453A, Process Design). These courses are some of the contributions that Polytechnique can make to the development of the new modular Master s degree program in pulp and paper to be jointly offered by McGill and Polytechnique. Michel Perrier is also the research director of Byoung-Uk Cho, a doctoral student in the Department of Chemical Engineering at McGill whose research is part of our program in process integration (project B1). Polytechnique is piloting a cooperative project between Canada and the European Community, an important initiative also pertinent to our training effort. The goal of this program is to promote the mobility of students and to create joint teaching

1998: POINTS SAILLANTS/HIGHLIGHTS Aussi au chapitre de l enseignement, Polytechnique pilote un projet de collaboration entre le Canada et la Communauté Européenne. Le programme de coopération Canada-CE a pour but de promouvoir la mobilité des étudiants et la création de programmes d enseignement conjoints. Le projet d une durée de trois ans a été approuvé à la fin de 1998 et démarrera en 1999. Le financement prévoit des stages d étudiants et des missions de courte durée d enseignants. Les partenaires européens sont : l École française de papeterie et graphisme, responsable côté européen, l Université Polytechnique de Catalogne, l Université Complutense de Madrid, l Université de Liège et le Centre technique du papier à Grenoble. Du côté canadien, nos partenaires sont l Université McGill, l Université de Colombie-Britannique et Paprican. Un projet d établissement d une chaire en intégration des procédés papetiers à Polytechnique a aussi été démarré en 1998. Cette chaire sera rattachée au département de génie chimique, où elle permettra d ouvrir un poste dans le domaine. La réaction initiale de l industrie est très favorable. On prévoit la nomination du titulaire de la chaire au printemps 2000. Jean Paris et Michel Perrier sont en charge du projet. Finalement, le professeur John Currie qui a cessé ses activités reliées aux pâtes et papiers depuis un certain temps, a terminé sa participation au GRESIP. John était en congé sans solde de Polytechnique depuis un certain temps, en stage à l Université de Georgetown à Washington, DC. Il occupera un poste permanent dans le département de génie physique de cette université au cours de 1999; il y continuera ses travaux sur le développement de micro sondes robustes notamment en vue d applications pharmaceutiques. La communauté du GRESIP lui adresse tous ses vœux de succès. programs. The three year-long project was approved at the end of 1998 and will get underway in 1999. The financing will cover student internships and short-term teaching exchanges. The European partners are: École française de papeterie et graphisme, which is the project coordinator on the European side, Catalogne Polytechnic University, Complutense University of Madrid, Université de Liège and the Centre technique du papier in Grenoble. On the Canadian side our partners are McGill University, University of British Columbia and Paprican. A project to set up a chair in integration of pulp and paper processes also got underway in 1998. This Chair will be attached to the Department of Chemical Engineering, and will open up a new faculty position in this field. The initial reaction on the part of industry has been very positive. The director of the Chair is expected to be appointed in the spring of 2000. Jean Paris and Michel Perrier are in charge of the project. Finally, Professor John Currie, who gave up his activities in pulp and paper a while ago, has terminated his participation in GRESIP. John has been on leave from Polytechnique for some time while a visiting scientist at Georgetown University in Washington. He will take up a permanent position there in the Department of Physical Engineering starting in 1999; he will be continuing his work on the development of robust micro sensors for pharmaceutical applications in particular. The GRESIP community sends him their best wishes. 6 John F. Currie

ÉTUDES SUPÉRIEURES ET STAGES AU GRESIP 1994 1995 1996 1997 1998 Étudiants et stagiaires en résidence Premier cycle n.d. n.d. n.d. 18 22 M.Sc.A. n.d. 6 9 12 12 Ph.D. n.d. 7 9 13 11 Post-doc n.d. 6 8 9 9 Total 19 25 52 54 Diplômes décernés et stages terminés a M.Sc.A. et M.Ing. 1 3 4 1 6 14 Ph.D. 1 1 0 2 3 7 Stages post-doctoraux n.d. 2 2 5 3 11 Total Total 2 6 6 8 12 33 7 Nombre % Au Canada 19 57 Hors Canada Retour au pays d origine 7 21 Séjour en pays étranger 4 11 Inconnu 4 11 Total 34 100.0 Canada Étranger Inconnu Industrie papetière 1 2 Industrie connexe b 10 1 Études avancées 2 Enseignement supérieur 2 Autres 5 5 Recherche d emploi 1 1 Inconnu 4 Total 19 11 4 a : Ces compilations n incluent pas les étudiants du premier cycle. b : Ingénierie, recherche (Paprican, Polytechnique).

LES ANCIENS DU GRESIP ET LEUR PREMIER EMPLOI Chantal Leroy, M.Ing.,1994 (J. Paris), NLK Consultants, Canada Tom Asselman, M.Sc.A., 1995 (J. Paris), candidat Ph.D., U. McGill, Canada Nicolas Poulin, M.Sc.A., 1995 (P. Tanguy), Hydromécanique Inc., Canada Paul-André Lavoie, M.Sc.A., 1995 (P. Carreau), associé de recherche, Polytechnique, Canada Marjan Almassi, M.Sc.A., 1996 (P. Bataille), sans information Michelle Jones, M.Sc.A., 1996 (M. Perrier), Air Liquide, USA Dimitri Tsingakis, M.Sc.A., 1996 (J. Paris et J. Labidi), AHT Inc., Canada David Vidal, M.Sc.A., 1996 (P. Tanguy), Paprican, Canada Christine Gagnon, M.Sc.A., 1997 (J. Paris et J. Ruiz), OVAPI., Canada Christina Burac, M.Sc.A., 1998 (P. Bataille), recherche d emploi, Canada Laurent Cabos, M.Sc.A., 1998 (J. Paris et M. Berrada), Compagnie Française des Papiers Presse, France Valérie Donat, M.Sc.A., 1998 (J. Paris et T. van de Ven), Papeteries de Gascogne, France Agnès Page, M.Sc.A., 1998 (P. Carreau), L Orial, France Damien Rauline, M.Sc.A., 1998 (P. Tanguy et P. Carreau), sans information Denise Samkocwa, M.Sc.A., 1998 (J. Paris et J. Ruiz), stage IAESTE, Norske Skog Follum, Norvège Gordon Broderick, Ph.D., 1994 (J. Paris et J. Valade), Noranda Foresterie, Canada Abdellatif El-Maachi, Ph.D., 1995 (A. Yelon et S. Sapieha), U. de Marrakesh, Maroc José-Antonio Orccotoma, Ph.D., 1997 (J. Paris et M. Perrier), Paprican, Canada Olivier Réglat, Ph.D., 1997 (P. Tanguy), stagiaire post-doctoral, Polytechnique, Canada Ricardo Izquierdo, Ph.D., 1998 (M. Meunier et D. Ivanov), Technologies Novimage, Canada Maryam Khanbaghi, Ph.D., 1998 (R. Malhamé et M. Perrier), Paprican, Canada Florence Yziquel, Ph.D., 1998 (P. Carreau et P. Tanguy), sans information 8 Grzegorz Czeremuszkin, stage post-doctoral 1992-95 (S. Sapieha), Polyplasma Inc., Canada Xujun Hua, stage post-doctoral 1993-95 (P. Tanguy), Paprican, Canada Jalel Labidi, stage post-doctoral 1993-96 (J. Paris), Apina, San Sebastian, Espagne Mohamed Latrèche, stage post-doctoral 1995-96 (M.R. Wertheimer), Polyplasma Inc., Canada Norbert Schühler, stage post-doctoral 1995-96 (M.R. Wertheimer), industrie non papetière, Allemagne Jinjang Li, stage post-doctoral 1997 (P. Tanguy), Paprican, Canada Ahcène Moussaoui, stage post-doctoral 1995-97 (M. Perrier, J. Paris), sans information Abderrahim Oulidi, stage post-doctoral 1996-97 (J. Paris), enseignant, Université catholique de l ouest, Angers, France Prithu Mukhopadhyay, stage post-doctoral 1995-97 (P. Tanguy puis S. Sapieha), sans information François Girard, stage post-doctoral 1996-98 (A. Yelon,, M. Paleologou) Hi-Power, Canada Jérôme Jacob, stage post-doctoral 1996-98 (J. Paris), recherche d emploi, France Éric Fourcade, stagiaire post-doctoral 1996-98 (P. Tanguy), associé de recherche, U. d Amsterdam, Pays-Bas.

COMPOSITION Membres réguliers/regular Members Pierre Bataille Téléphone : (514) 340-4711 poste 4524 Télécopieur : (514) 340-4159 pierre.bataille@mail.polymtl.ca Professeur, Département de génie chimique; associé universitaire de Paprican. Domaines de recherche : Procédés de polymérisation, copolymérisation par émulsion; effet du pré- et du posttraitement sur les propriétés mécaniques de mélanges de polymères et charges. Professor, Department of Chemical Engineering; Paprican Faculty Associate. Research Interests: Polymerization processes, emulsion copolymerization; effect of pre- and post- treatment on the mechanical properties of polymer and filler blends. Basil D. Favis Téléphone : (514) 340-4711 poste 4527 Télécopieur : (514) 340-4159 favis@chimie.polymtl.ca Professeur, Département de génie chimique; membre, Centre de recherche appliquée sur les polymères (CRASP). Domaines de recherche : Interdépendance entre fabrication, morphologie et propriétés des mélanges de polymères; interfaces dans les systèmes multiphases. Professor, Department of Chemical Engineering; Member, Center for Applied Research on Polymers (CRASP). Research Interests: Processing-morphology-property relationships in polymer blends; interface in multiphase systems. 9 Pierre Carreau Téléphone : (514) 340-4711 poste 4924 Télécopieur : (514) 340-2994 pierre.carreau @mail.polymtl.ca Professeur, Département de génie chimique; associé universitaire de Paprican; directeur, Centre de recherche appliquée sur les polymères (CRASP). Domaines de recherche : Rhéologie des polymères, notamment en liaison avec des procédés de fabrication et de mise en œuvre; lois de comportements rhéologiques des systèmes polymères multiphases, notamment l étude du comportement rhéologique des sauces de couchage. Professor, Department of Chemical Engineering; Paprican Faculty Associate; Director, Center for Applied Research on Polymers (CRASP). Research Interests: Polymer rheology, mainly in relation to polymer fabrication and processing; constitutive equations of the multiphase polymeric systems, including the rheological behaviour of coating mixtures. Michel Meunier Téléphone : (514) 340-4711 poste 4971 Télécopieur : (514) 340-3218 meunier@phys.polymtl.ca Professeur, Département de génie physique et génie des matériaux; directeur, Groupe de recherche en physique et technologie des couches minces (GCM). Domaines de recherche : Dépôt de couches minces par laser; nettoyage par laser; propriétés électroniques des couches minces. Professor, Department of Engineering Physics and Materials Engineering; Director, Thin Films Physics and Technology Research Group (GCM). Research Interests: Laser deposition of thin films; laser cleaning; electronic properties of thin films.

COMPOSITION Membres réguliers/regular Members Jean Paris Téléphone : (514) 340-4711 poste 4921 Télécopieur : (514) 340-4063 jparis@gpapetier.polymtl.ca Professeur associé de génie papetier, Département de génie chimique; associé universitaire de Paprican; responsable, GRESIP. Domaines de recherche : Analyse et simulation intégrées des procédés papetiers (régime établi et dynamique); fermeture des circuits; intégration énergétique et matérielle des procédés; développement de modèles d opérations papetières. Distinction honorifique : Prix I.H. Weldon de l ATPPC pour la meilleure communication présentée à une conférence ATPPC en 1998. Pulp and Paper Adjunct Professor, Chemical Engineering Department; Paprican Faculty Associate; Coordinator, GRESIP. Research Interests: Integrated analysis and simulation of pulp and paper processes (steady state and dynamics); system closure, mass and energy integration of processes; modelling of pulp and paper operations. Honor: PAPTAC, I.H. Weldon Award for the best paper presented at a PAPTAC conference in 1998. Michel Perrier Téléphone : (514) 340-4711 poste 4130 Télécopieur : (514) 340-4159 michel.perrier@mail.polymtl.ca Professeur, Département de génie chimique; associé universitaire de Paprican. Domaines de recherche : Contrôle et modélisation dynamique de réacteurs chimiques et biochimiques, contrôle nonlinéaire, estimation en ligne de paramètres, commande adaptative linéarisante, dynamique des procédés industriels; applications: contrôle des réacteurs de blanchiment, dynamique et contrôle des circuits d eaux blanches, contrôle des procédés biologiques de traitement des effluents. Professor, Department of Chemical Engineering; Paprican Faculty Associate. Research Interests: Dynamic modelling and control of chemical and biochemical reactors, nonlinear control, on-line parameter estimation, model predictive control, adaptive linearizing control, industrial process dynamics; applications: control of bleaching and brightening stages, dynamics and control of whitewater networks, control of biological processes for wastewater treatment. Philippe Tanguy Téléphone : (514) 340-4040 Télécopieur : (514) 340-4105 tanguy@urpei.polymtl.ca Titulaire, Chaire de recherche industrielle CRSNG/Paprican; professeur, Département de génie chimique; directeur, Unité de recherche sur les procédés d écoulements industriels. Domaines de recherche : Simulation numérique en mécanique des fluides rhéologiquement complexes et application au génie des procédés; modélisation des opérations de mélanges et de couchage du papier. NSERC/Paprican Industrial Research Chair on Paper Coating; Professor, Department of Chemical Engineering; Director, Research Unit on Industrial Flow Processes. Research Interests: Computational Fluid Dynamics (CFD) fundamentals and their applications in process engineering involving rheologically complex fluids; numerical and experimental modelling of mixing and coating operations in the paper industry. 10

COMPOSITION Membres réguliers/regular Members 11 Michael R. Wertheimer Téléphone : (514) 340-4711 poste 4749 Télécopieur : (514) 340-3218 mwertheimer@mail.polymtl.ca Titulaire, Chaire de recherche industrielle CRSNG (traitement des matériaux par les plasmas à basse pression); professeur, Département de génie physique et génie des matériaux; associé universitaire de Paprican. Domaines de recherche : Traitement et gravure de matériaux solides à l aide de plasmas froids à basse pression; caractérisation physique et chimique de surfaces modifiées et de couches minces déposées par plasma; physique et électrotechnologie des diélectriques solides, notamment de polymères. NSERC Industrial Research Chair (Low- Pressure Plasma Processing of Materials); Professor, Department of Engineering Physics and Materials Engineering; Paprican Faculty Associate. Research Interests: Treatment and etching of solid materials using low-temperature, lowpressure plasma; physical (electrical and mechanical) and chemical characterization of modified surfaces, and of plasma-deposited thin film materials; physics and electrotechnology of solid dielectrics, particularly polymers. Arthur Yelon Téléphone : (514) 340-4711 poste 4751 Télécopieur : (514) 340-3218 art.yelon@phys.polymtl.ca Professeur, Département de génie physique et génie des matériaux; associé universitaire de Paprican. Domaines de recherche : Propriétés et relation structure-propriété des couches minces, surfaces et interfaces; études par spectroscopie de photoélectrons provoqués par rayons-x et par ultra-violet; microscopie tunnel; études de propriétés électriques, magnétiques et mécaniques. Professor, Department of Engineering Physics and Materials Engineering; Paprican Faculty Associate. Research Interests: Properties and structureproperty relationships of thin films, surfaces and interfaces; studies by X-ray photoelectron; UV photoelectron spectroscopy; tunnel microscopy, studies of electric, magnetic and mechanical properties.

MEMBRES ASSOCIÉS/ASSOCIATE MEMBERS Moushine Berrada Professeur, Département des sciences appliquées, Université du Québec en Abitibi Témiscamingue. Jean-François Houle Associé de recherche, Département de génie chimique, Polytechnique. Alain Roche Chef de groupe, Génie des systèmes, Paprican. Denis Dochain Maître de recherche, Université catholique de Louvain, Belgique. Jalel Labidi Associé de recherche, Département de génie chimique, Polytechnique. Jean Ruiz Ingénieur de recherche, Groupe techniques papetières et capteurs, Centre technique du papier, Grenoble, France. Gilles Dorris* Chef de groupe, désencrage, Paprican. Roland Malhamé Professeur, Département de génie électrique, Polytechnique. Paul Stuart* Directeur, Génie des procédés, Simons Environnement. 12 Gil Garnier Professeur Paprican, Département de génie chimique, Université McGill; ingénieur de recherche, Paprican. Sylvain Gendron Ingénieur, Génie des systèmes, Paprican. Jose-Antonio Orccotoma Chercheur, Génie des systèmes, Paprican. Michael Paleologou Chef de groupe, Chimie du procédé électromembranaire, Paprican. Theo van de Ven* Professeur Paprican, Département de chimie; directeur, Centre de recherches sur les pâtes et papiers, Université McGill; scientifique principal, Paprican. Juan Vera Professeur, Département de génie chimique, Université McGill. * Participent aux enseignements papetiers à Polytechnique.

STAGIAIRES POST-DOCTORAUX Lyne Cormier (Ph.D., University of Toronto, 1998), Département de génie physique et de génie des matériaux (A. Yelon, M. Meunier). Fuyuan Ma (Ph.D., McGill University, 1998), Département de génie physique et de génie des matériaux (M. Paleologou, A. Yelon). Eric Fourcade (1996-98) (Ph.D., Université de Bordeaux 1, France, 1995), Département de génie chimique et Chaire industrielle CRSNG/Paprican, couchage du papier (P. Tanguy). Jinjang Li (Ph.D., McGill, 1997), Département de génie chimique et Chaire industrielle CRSNG/Paprican (P. Tanguy). 13 François Girard (1996-98) (Ph.D., UQAM, 1996), Département de génie physique; électrochimie des membranes (A. Yelon, M. Paleologou). Olivier Réglat (Ph.D., Polytechnique, 1997), Département de génie chimique et Chaire industrielle CRSNG/Paprican, couchage du papier (P. Tanguy). Jérôme Jacob (1996-98) (Ph.D., ENSIGC Toulouse, France, 1994), Département de génie chimique; méthodes d échantillonnage, réconciliation des données et analyse des réseaux d eaux blanches (J. Paris). Boursier du programme de bourses d excellence du Québec. Jean-Benoît Ritz (Ph.D., Université de Bordeaux, 1997), Département de génie chimique et Chaire industrielle CRSNG/Paprican (P. Tanguy). Perumal Kumar (Ph.D., Université de Bombay, 1998), Département de génie chimique et chaire industrielle CRSNG/Paprican, couchage du papier (P. Tanguy). Genwen Zhou (Ph.D., Université d Alberta, 1997), Département de génie chimique et Chaire industrielle CRSNG/Paprican, couchage du papier (P. Tanguy).

ÉTUDIANTS DE DEUXIÈME ET TROISIÈME CYCLES Sergio Alonso Cristina Burac Valérie Donat (M.Sc., UAM, Mexique, 1995), «Instabilités tridimensionnelles dans le système de dosage d une presse encolleuse avec pré-dosage», Ph.D., diplôme prévu en 2000, Dir. : P. Tanguy. (B. Eng., Université Polytechnique de Bucarest, Roumanie, 1993), «Étude de la copolymérisation en émulsion de l acétate de vinyle et d acrylate de butyle à composition contrôlée», M. Sc. A., (1998), Dir. : P. Bataille. (Ingénieure INSA- Toulouse, France, 1997), «Étude de la distribution des matières colloïdales et dissoutes dans la partie humide d une machine à papier», M.Sc.A., (1998), Dir. : J. Paris et T. van de Ven. Alfa Arzate (B. Eng., UNAM, Mexique, 1995), «Méthodes de contrôle de la rhéologie des sauces de couchage», M.Sc.A., diplôme prévu en 1999, Dir. : P. Tanguy. Laurent Cabos (Ingénieur EFPG, Grenoble, France), «Analyse des paramètres déterminant la couleur d un carton trois couches», M.Sc.A., (1998), Dir. : J. Paris et M. Berrada. Boursier du programme de coopération France- Québec. Teodoro Espinosa (Diplôme d ingénieur, Universidad Nacional Autonoma de Mexico, 1998), «Caracterizacion hidrodinamica de sistemas de agitacion duales», Ph.D., diplôme prévu en 1999, Dir. : P. Tanguy et E. Brito De La Fuente. 14 Jean-Christophe Bonhivers (Ingénieur chimiste, Université de Liège, Belgique, 1994), «Analyse de stratégies de fermeture des circuits dans une usine intégrée de papier», M.Sc.A., diplôme prévu en 1999, Dir. : J. Paris et M. Perrier. Byoung-Uk Cho (M. Ing., Université McGill, 1998), «Stratégies de contrôle innovatrices pour la partie humide de la machine à papier», Ph.D., (McGill), diplôme prévu en 2001, Dir.: M. Perrier et G. Garnier. Louis Fradette (M.Sc.A., Université Laval, 1994), «Études des mécanismes de dispersion dans les mélangeurs statiques», Ph.D., diplôme prévu en 1999, Dir. : P. Tanguy. Boursier CRSNG. Amir Bouriayee (M.Sc.A., Université de Sherbrooke, 1997), «Application de la contrôlabilité aux procédés papetiers», Ph.D., diplôme prévu en 2001, Dir. : J. Paris et J.-A. Orccotoma. David Crête (B. Ing., Polytechnique, 1997), «Commande prédictive d un réacteur de blanchiment», M. Ing., diplôme prévu en 1999, Dir. : M. Perrier. Olivier Furling (D.E.A., Université de Grenoble, France, 1997), «Développement de nouveaux procédés de préparation de sauces de couchage», Ph.D., diplôme prévu en 2000, Dir. : P. Tanguy.

ÉTUDIANTS DE DEUXIÈME ET TROISIÈME CYCLES Steve Guétré Antoine Mongrain Damien Rauline (B. Ing., Polytechnique, 1998), «Couches et membranes de perovskites à Na et Li», M.Sc.A., diplôme prévu en 2000, Dir. : M. Meunier et A. Yelon. (B. Ing., Polytechnique, 1997), «Identification et contrôle de la couleur d un carton trois couches». M.Sc.A., diplôme prévu en 1999, Dir. : M. Perrier et M. Berrada. (Équivalent B.Ing., ENSIC, France, 1994), «Agitation des fluides thixotropes», M.Sc.A., (1998), Dir. : P. Tanguy et P. Carreau. Stéphane Renou Jean-François Hamelin (B. Ing., Polytechnique, 1997), «Commande adaptative par pondération de modèles d un stage de blanchiment», M.Sc.A., diplôme prévu en 1999, Dir. : M. Perrier. Jean Dobey Ourega-Enid (B. Ing., Polytechnique, 1997), «Méthodes numériques appliquées à la commande de systèmes à paramètres répartis», M.Ing., diplôme prévu en 1999, Dir. : M. Perrier. (M.Sc.A., Polytechnique, 1996), «Contrôle non linéaire de systèmes à paramètres distribués : application au blanchiment», Ph.D., diplôme prévu en 2000, Dir. : M. Perrier et D. Dochain. Boursier FCAR. Francisco Rodriguez 15 Ricardo Izquierdo (M.Sc.A., Polytechnique, 1987), «Production de matériaux à conduction superionique par ablation laser», Ph.D., (1998), Dir. : M. Meunier et D. Ivanov. Boursier CRSNG et boursier Paprican (Fondation Otto Maass). Agnès Page (Diplôme d ingénieur, ENSIC, Nancy, France, 1996), «Rhéologie des sauces de couchage», M.Sc.A., (1998), Dir. : P. Carreau. (M.Sc.A., Université de Coahuila, Mexique, 1994), «Influence de la composition et de la viscosité des mélanges amidon-thermoplastiques-polyéthylène sur leur morphologie et propriétés mécaniques», Ph.D., diplôme prévu en 1999, Dir. : B. Favis et B. Ramsay. Maryam Khanbaghi (M.Sc.A., Polytechnique,1994), «Modélisation par chaînes de Markov des casses de la feuille dans la machine à papier», Ph.D., (1998), Dir. : R. Malhamé et M. Perrier. Boursière Paprican. Saïd Poormahdian (M.Sc.A., Université Polytechnique, Téhéran, Iran,1993), «Étude de la copolymérisation de l acétate de vinyle et de l acrylate de butyle en réacteur tubulaire», Ph.D., diplôme prévu en 1999, Dir. : P. Bataille. Boursier Paprican. Denis Samkocwa (B. Ing., Polytechnique, 1996), «Modélisation de la rétention des charges et fines dans une machine à table plate», M.Sc.A., (1998), Dir. : J. Paris et J. Ruiz. Boursière du programme de coopération France-Québec, en stage au CTP.

ÉTUDIANTS DE DEUXIÈME ET TROISIÈME CYCLES Argemiro S. da Silva Sobrinho (M.Sc.A., Université fédérale de Santa- Catarina, Brésil, 1994), «Dépôt de composés inorganiques du Si par plasma CVD sur substrats polymériques : caractérisation structurale et fonctionnelle», Ph.D., diplôme prévu en 1999, Dir. : M. R. Wertheimer et J. Klemberg-Sapieha. Boursier du programme de bourses d excellence du Québec. Francis Thibault (M.Sc.A., Université Laval, 1992), «Modélisation du procédé de mélange solide-liquide : application à la préparation des sauces de couchage du papier», Ph.D., diplôme prévu en 1999, Dir. : P. Tanguy. Boursier Paprican (Bourse C.B. Purves) et boursier Dupont- Paprican. Julie Vaillancourt (B.Ing., génie chimique, M.Sc.A., mathématiques appliquées, Polytechnique, 1992 et 1995), «Modélisation du drainage dans les machines à double toile», M.Sc.A., diplôme prévu en 1999, Dir. : J. Paris et J. Ruiz. Boursière du programme de coopération France- Québec, en stage au CTP. Sophie Walosik (B.Sc.A., Université d Ottawa, 1993), «Analyse et simulation d un atelier de désencrage : impact d une augmentation de capacité», M.Sc.A., diplôme prévu en 1999, Dir. : J. Paris et J. Valade. ÉTUDIANTS DE PREMIER CYCLE SERVICE DE PLACEMENT ET DE STAGES ÉCOLE POLYTECHNIQUE Florence Yziquel (D.E.A., Université de Paris 7, France, 1994), «Comportement rhéologique de suspensions modèles de fumée de silice», Ph.D., (1998), Dir. : P. Carreau et P. Tanguy. Isabelle Arbour (Polytechnique), PFE (M. Perrier). Axelle Bailly (EFPG, Grenoble, France), stage d échange international (J. Paris). Sophie Bellon-Gagnon (Polytechnique), stage en industrie puis de coopération jfrance-québec, à EFPG, Grenoble, France (J. Paris). Catherine Billotte (Polytechnique), PFE (J. Paris). Élaine Boulé (Polytechnique), stage en industrie (J. Paris) puis de coopération France-Québec à ENSIGC, Toulouse, France (M. Perrier). Renaud Chalmin (EFPG, Grenoble, France), stage d échange international (J. Paris). Martin Demers (Polytechnique), PFE (M. Perrier). Gilles Dennler (INSA Lyon, France), PFE (M.R. Wertheimer). Emil Engvall (Université Chalmers, Göteburg, Suède), stage IAESTE (J. Paris, J. Labidi). Stéphanie Erlichman (EPF, Sceaux, France), stage d été (J. Paris, J. Labidi). Nadège Gaillard (FIUPSO, Orsay, France), stage d été (M. Meunier). Amanda Holmes (Monash University, Melbourne, Australie), stage IAESTE (J. Paris). Risto Idman (Université de Lappeenranta, Finlande), stage IAESTE (J. Paris). Benoit Lefrançois (Polytechnique), PFE (B. Favis). Sébastien Lafourcade (EFPG, Grenoble, France), stage d été (J. Paris). Amilie Lefebvre (Polytechnique), stage d été (P. Tanguy). Stéphanie Nasr (Polytechnique), PFE (M. Perrier). Karin Persson (Université Chalmers, Göteburg, Suède), stage IAESTE (J. Paris, J. Labidi). Christelle Phéby (ESCPE, Lyon, France), stage d échange international (M. Perrier). Julie Plante (Polytechnique), stage d été (P. Tanguy). Laurent Renoux (Polytechnique), PFE (M. Perrier). Stéphane Rioux (Polytechnique), PFE (M. Perrier). Vincent Souchon (ENSIGC, Toulouse, France), stage de coopération France-Québec (M. Perrier). Mathieu Thériault (Polytechnique), stage d été (P. Tanguy). Maryse Deschênes, Directrice, Service de placement Tél. : (514) 340-4711 poste 4374, Fax : (514) 340-4030, maryse.dechesnes@mail.polymtl.ca Marcel Arsenault, Responsable, Service de placement, stages et emploi Tél. : (514)340-4843, Fax : (514) 340-5964, marcel.arsenault.@mail.polymtl.ca André Tremblay, Coordonnateur, Programme coopératif, génie chimique Tél. : (514) 340-4711 poste 4206, Fax : (514) 340-4030, atremblay@mail.polymtl.ca 16

COMITÉ D ORIENTATION Christophe Guy Professeur et directeur, Département de génie chimique, Polytechnique. Jean Paris Coordonnateur GRESIP. Claude Chavarie Directeur des études et de la recherche, Polytechnique; président du Comité. Philippe Tanguy Membre nommé par l assemblée du Groupe. 17 Theo van de Ven Professeur Paprican, Département de chimie et directeur, Centre de recherches sur les pâtes et papiers, Université McGill; scientifique principal, Paprican; membre représentant Paprican. SECRÉTARIAT Louise Bernier, secrétaire Bâtiment André-Aisenstadt, Salle 5429 Téléphone : (514) 340-4711 poste 5793 Télécopieur : (514) 340-4063 Bernier@gpapetier.polymtl.ca Daniel Rozon Directeur, Département de génie physique et génie des matériaux, Polytechnique. Site Web : http://www.gresip.polymtl.ca

PROJETS, RAPPORTS D AVANCEMENT/ PROJECTS, PROGRESS REPORTS A. TRAITEMENT DE SURFACE/ SURFACE TREATMENT A1. COUCHAGE DU PAPIER, CHAIRE INDUSTRIELLE CRSNG PAPRICAN/ PAPER COATING, NSERC PAPRICAN INDUSTRIAL CHAIR Titulaire de la Chaire : P. Tanguy Collaborateur : P. Carreau Personnel de recherche : F. Bertrand (Chercheur), M. Bories (Coopérant), B. Brocart (Coopérant), F. Feugnet (Coopérant), E. Waz (Coopérant), R. Labrie (Associé de recherche) Stagiaires post-doctoraux : P. Kumar, J.B. Ritz, J. Li, O. Réglat, G. Zhou Étudiants : S. Alonso (Ph.D.), T. Espinosa (Ph.D.), L. Fradette (Ph.D.), O. Furling (Ph.D.), F. Thibault (Ph.D.), F. Yziguel (Ph.D.), A. Arzate (M.Sc.A.), A. Page (M.Sc.A.), D. Rauline (M.Sc.A) Partenaires industriels : Engelhard, Domtar, Kruger, Pacifica Paper 1. CONTEXTE Le procédé de couchage est utilisé pour améliorer les propriétés de surface, l apparence ainsi que l imprimabilité du papier. Environ 30 % du papier à impression est couché, dont une vaste majorité (90 %) sur les deux côtés. Le marché des papiers couchés est mondial et immense. Pour l an 2000, on estime que la production mondiale sera de 33 millions de tonnes et que la production nord-américaine sera de 10 millions de tonnes. Le couchage industriel précis nécessite un fonctionnement stable et robuste, sans défauts, avec une efficacité élevée. Il existe de nombreux défis pour développer de tels procédés et obtenir ainsi les caractéristiques papetières nécessaires pour répondre aux normes du marché ou les dépasser. La raison d être de la chaire CRSNG-Paprican sur les traitements de surface pour le papier, créée en 1993 à l École Polytechnique, est de développer une expertise canadienne dans les procédés de couchage du papier. La chaire a été renouvelée pour une deuxième période de cinq ans. Notre objectif, à la suite des activités de la première phase, est de mettre davantage l accent sur les problèmes pratiques industriels et de concevoir de nouveaux équipements avec des partenaires industriels. 2. RÉSUMÉ DE L ÉTAT DES CONNAISSANCES Il existe une relation étroite entre la nature du papier-support et la technologie de couchage à utiliser. Présentement, deux procédés de couchage majeurs sont utilisés dans l industrie du papier : des applicateurs directs, principalement des coucheuses à lames, et des coucheuses à transfert de film. Dans une coucheuse à lames, un excédent de couleur est appliqué sur le papier, qui est ensuite dosé jusqu à la quantité requise à l aide d une lame docteur. Dans une coucheuse à transfert de film, la couche appliquée sur le papier est prédosée à la surface d un rouleau de transfert, avant d être transférée sur la feuille continue. Les coucheuses à lames étaient très populaires dans les années 1970 et 1980. À cette époque, des concentrations en pigment allant jusqu à 55 % en masse ainsi qu une 1. CONTEXT Pigment coating is used to improve the surface properties, appearance, and printability of paper. Around 30% of all printing papers are coated, a vast majority (90%) on both sides. The market for coated papers is global and huge. For the year 2000, the world production is estimated at 33 million tonnes, and the North America output to 10 million tonnes. Industrial precise coating requires defect-free, highefficiency, stable and robust operation. Numerous challenges exist to develop such processes and therefore achieve the unique paper characteristics necessary to meet or exceed the performance requirements of the marketplace. The development of Canadian expertise in paper coating process fundamentals is the purpose of the NSERC-Paprican Chair on the Surface Treatment of Paper, created in 1993 at Ecole Polytechnique. The Chair has now been renewed for a second five-year term. Continuing the activities of the first term, our objective is to tackle with industrial partners the more practical issues in process operations and product development. 2. SUMMARY OF KNOWLEDGE There is an intimate relationship between the nature of the basestock and the coating technology to be used. At present, there are two main coating processes in the paper industry: direct applicators, which are mostly blade coaters, and film transfer coaters. In a blade coater, an excess of colour is applied on the paper and it is subsequently metered to the requested coat weight with a doctor blade. In a film transfer coater, the coating layer to be applied on the paper is premetered at the surface of a transfer roll before being transferred to the paper web. Blade coaters were very popular in the 1970s and the 1980s. At that time, the industry standards were a pigment concentration as high as 55 % by the weight and a coating speed of 1200 m/min. Blade coating is very demanding when it comes to the basestock properties, and a significant chemical pulp content 18

A. TRAITEMENT DE SURFACE/ SURFACE TREATMENT A1. COUCHAGE DU PAPIER, CHAIRE INDUSTRIELLE CRSNG PAPRICAN/ PAPER COATING, NSERC PAPRICAN INDUSTRIAL CHAIR 19 vitesse de couchage de 1 200 m/min constituaient les normes dans l industrie. Le couchage à lame est très exigeant quant aux propriétés du papier-support, et une teneur appréciable en pâte chimique est généralement nécessaire pour donner des propriétés mécaniques adéquates à la feuille. L avantage principal du couchage par lames est la possibilité de produire un papier très lisse, ce qui est nécessaire dans des procédés d impression typo et hélio. Le couchage par film est moins exigeant en ce qui concerne la solidité de la feuille continue. Ce procédé offre plus de flexibilité pour le papier-support et une pâte mécanique peut être utilisée comme source principale. Cela explique certainement son succès au Canada, où d importants investissements industriels pour la technologie du couchage par film ont été effectués (MacMillan-Bloedel, maintenant Pacifica Paper) ou annoncés (Abitibi-Consolidated à Beaupré, GAP à Grande-Prairie). À l aide de cette technologie, on peut obtenir une très large gamme de poids de couche. La concentration en pigments peut aller jusqu à 70 %, et de très grandes vitesses peuvent être atteintes. Le record le plus récent est de 3 000 m/min, comme l a annoncé Valmet en 1997. Le couchage par film donne une bonne couverture, ce qui s avère très utile dans des applications d impression offset. On peut obtenir des poids de couche plus élevées par des techniques multicouches, dans lesquelles on utilise des applicateurs de films, suivis de coucheuses à lames, afin de combiner les avantages de chaque technologie, c est-à-dire pour obtenir une bonne couverture de même qu un papier lisse. La rhéologie des sauces de couchage est d une importance majeure pour la machinabilité du procédé et pour la qualité du produit final. Les sauces de couchage sont des suspensions colloïdales qui possèdent des propriétés sensibles au cisaillement et varient en fonction du temps. Pendant qu elle coule dans la tête de couchage ou dans la section de dosage d une coucheuse industrielle, la sauce de couchage est soumise à des cisaillements et à des vitesses extensionnelles élevés durant un très court laps de temps (quelques millisecondes). La formation du film dépend fortement du comportement rhéologique complexe dans de telles conditions. Malheureusement, les méthodes disponibles pour la caractérisation des couches ne permettent pas d obtenir des prédictions valables. Dans une coucheuse à film, le film se sépare dans la pince d application. Une partie de la couche dosée est transférée sur le papier, et une couche résiduelle (le reste du film) colle sur le rouleau de transfert. La dynamique de transfert du film sur le papier est très peu comprise, en particulier en ce qui concerne la vitesse de transfert, l effet du captage d air et l interaction entre la sauce et la feuille. La séparation du film peut causer des effets de peau d orange à la surface de la couche ainsi que du brouillard. Récemment, on s est efforcé de comprendre les mécanismes de brouillard pour en réduire les effets. Le brouillard a été attribué à la présence d une pression sous-ambiante et à la cavitation. Il a également été lié aux propriétés de drainage de la sauce et aux viscosités de cisailleis usually necessary to impart adequate mechanical properties to the web. The main advantage of blade coating is the possibility to achieve the high level of paper smoothness required in printing processes such as letter press or gravure roll. Film coating is less demanding on web strength. It gives more flexibility regarding the basestock properties and groundwood can be used as the main source of pulp. Undoubtedly, this explains its success in Canada where major industrial investments based on film coating technology have been made (MacMillan-Bloedel, now Pacifica Paper) or have been announced (Abitibi-Consolidated at Beaupré, GAP at Grande-Prairie). With the film coating technology which is very exact, a wide range of coat weights can be obtained. Pigment concentration can reach 70%, and very high coating speeds can be achieved. The most recent record is 3000 m/min, reported by Valmet in 1997. Film coating provides a good coverage, which is well suited for offset printing applications. Higher coat weights can be achieved by multilayer techniques, where both film applicators and blade coaters are successively used in order to combine the advantages of each technology, i.e. to achieve both a nice smoothness and good coverage. Coating rheology is of major importance for process runnability and final product quality. Coating colours are colloidal suspensions that exhibit shear-sensitive and timedependent properties. When it is flowing in the coating head or the metering section of an industrial coater, the coating colour is submitted to high shear and extensional rates in a very short time (just a few milliseconds). The formation of the coating film depends strongly on the complex rheological behaviour in such conditions. Unfortunately, available methods for coating characterization do not make it possible to obtain valuable predictions. In a film coater, film splitting occurs in the application nip. Part of the metered layer is transferred to the paper, a residual layer (coat film balance) sticking to the transfer roll. There is a severe lack of understanding of the film transfer dynamics to the paper, in particular the controlling factors for the transfer rate, the effects of air entrapment, and the interaction between the colour and the web. Film splitting may generate "orange peel" defects at the coat surface and misting. Many efforts have recently been targeted towards the understanding of misting mechanisms in order to reduce its effects. Misting has been attributed to the existence of subambient pressure and cavitation. It has also been linked to colour dewatering properties and high shear viscosities, although the shear rate is very low compared with the extensional rate in the transfer nip. Spitting in the metering nip and misting in the application nip exhibit many similarities. It is not yet established whether spitting is due to air entrainment or colour elastic properties. However, based on previous experiments, colour formulations can be adjusted so that, at given operating conditions, the spitting phenomenon can be controlled.

A. TRAITEMENT DE SURFACE/ SURFACE TREATMENT A1. COUCHAGE DU PAPIER, CHAIRE INDUSTRIELLE CRSNG PAPRICAN/ PAPER COATING, NSERC PAPRICAN INDUSTRIAL CHAIR ment élevées, même si le cisaillement est très faible par rapport à la vitesse extensionnelle dans la pince de transfert. Les éclaboussures dans la pince doseuse et le brouillard dans la pince d application sont similaires sur bien des points. On n a pas encore établi si les éclaboussures sont causées par le captage d air ou les propriétés élastiques de la sauce. Par contre, en tenant compte d expériences antérieures, on peut ajuster les formulations de la sauce pour faire en sorte que, dans des conditions de fonctionnement données, les phénomènes d éclaboussures soient contrôlés. Le fait qu il n existe aucun modèle rhéologique décrivant de façon satisfaisante le comportement de la sauce dans le procédé limite à un certain degré la précision des modèles numériques. En revanche, la simulation est précieuse pour comprendre les phénomènes d écoulement de la sauce dans une pince. Certains modèles ont été proposés pour l analyse de stabilité à la sortie de la pince, en particulier pour l étude des frisures. Ils sont difficilement applicables au couchage du papier, car ils correspondent souvent à des écoulements à faible nombre de Reynolds (vitesses inférieures à 300 m/min) et à des nombres capillaires peu élevés (près de un). Dans une coucheuse, le nombre de Reynolds est d environ un, et le nombre capillaire s élève à plus de dix. Plusieurs indications laissent entendre que les effets d inertie ne sont pas négligeables dans de telles conditions. 3. PROGRAMME DE RECHERCHE Hydrodynamique dans une coucheuse par film Objectifs Explorer l origine des frisures et des éclaboussures dans la pince prédoseuse avec des sauces de couchage. Établir l importance de la migration de particules (séparation) pendant le prédosage des sauces de couchage. Élucider la physique de la séparation du film dans la pince de transfert avec des sauces de couchage. Problématique industrielle Contrôle des défauts dans un film de couchage. Utilisateurs potentiels Fabricants de papier utilisant des technologies de couchage par film. Méthodologie et faits saillants Pendant la phase I, nous avons étudié l hydrodynamique du procédé de prédosage à l aide de fluides modèles (newtoniens et non newtoniens) afin d explorer les mécanismes d instabilité dans les écoulements, qui entraînent des frisures et des éclaboussures dans le couchage par film. Nous avons démontré l effet de la vitesse, de l ouverture de la pince et de l élasticité du rouleau de transfert sur la présence de frisures pour des comportements rhéologiques bien caractérisés. Par contre, les sauces de couchage industrielles possèdent un comportement rhéologique plus complexe que les fluides modèles. Nous proposons pour cette raison d étendre nos travaux aux formulations de couchage industrielles afin de The fact that no rheological model fits to conveniently describe the colour behaviour in the process, to some extent limits the reliability of numerical models. However, simulation is invaluable to gain understanding of nip coating flow phenomena. Models have been proposed for stability analysis at the nip exit, in particular for ribbing investigations. They are difficult to apply to paper coating because they often correspond to flows at low Reynolds number (speed less than 300 m/min) and low capillary number (of the order of unity). In a coater, the Reynolds number is close to unity and the capillary number is higher than ten. There are several evidences that inertia effects are not negligible in such conditions. 3. RESEARCH PROGRAM Hydrodynamics in a film coater Objectives To explore the origin of film ribbing and spitting in the premetering nip with coating colours. To establish the significance of particle migration (demixing) during the premetering of coating colours. To elucidate the physics of film splitting in the transfer nip with coating colours. Industrial issue Control of film coating defects. Potential users Paper companies using film coating technology. Methodology and milestones During Phase I, the hydrodynamics in the premetering process were investigated with model fluids (Newtonian and non-newtonian) in order to explore the mechanisms of flow instabilities which trigger ribbing and spitting in film coating. The effects of speed, nip gap and transfer roll elasticity on the occurrence of ribbing was evidenced for well-characterized rheological behaviours. However, industrial coating colours exhibit a much higher degree of rheological complexity than model fluids. For this reason, we propose to extend our investigations to actual industrial coating formulations, the idea being to reproduce the mill context as closely as possible to reality. Offset printing formulations will be used for this purpose. At present, several issues are addressed: The relationship between nip pressure profile and coating colour formulations, and the subsequent determination of process viscosity using the methods developed in Phase I. The determination of process viscosities using torque measurements, and their comparison with those obtained with the nip pressure measurements and classical rheometry. The work is carried out experimentally, and the premetering rod assembly developed during Phase I will be used for the study (Figure A1.1). We recall here that the apparatus can measure the nip pressure and the torque on the metering rod for coating speeds up to 2000 m/min. Experiments consist of observing and measuring the rib widths, spatial frequency and shape vs. the transfer roll speed, 20