Introduction à LaTeX

Par le Louvain-li-Nux

Table des matières

1. Introduction
2. Structure générale
3. Composants du corps du document
4. Mise en page
5. Environement spéciaux
6. Bibiliographie
7. Compilation
8. Mathéatiques
9. Autres
10. Crédits

Introduction

Le mot du début

Cette présentation a été créée par le Louvain-li-Nux dans le but de vous faire découvrir le logiel de traitement de texte libre LaTeX.

Quelles que soient les raisons qui vous ont amené·e à ouvrir ce document vous avez bien fait. Installez-vous confortablement et démarrons la découverte ensemble.

Qu'est-ce que latex ?

LaTeX est très puissant. Voici un aperçu de ses capacités :

• Système de composition de documents de haute qualité (ex. mémoire, rapport de projet...)
• Utilisé pour les documents scientifiques et techniques
• Gère les notations complexes (formules mathématique, code, molécules chimiques...)
• Automatisations diverses (table des matières, référence...)
• Permet de se concentrer sur le contenu, pas la mise en forme
• Libre et open source

Le seul inconvénient est que LaTeX nécessite un peu d'apprentissage, mais ne vous inquiétez pas, à la fin de cette introduction vous saurez (presque) tout faire.

Exemple de document LaTeX

Un document écrit en LaTeX ressemble à ça. C'est peut-être un peu déroutant au début, mais vous allez voir que ce n'est pas très compliqué. Un aperçu de pdf est disponible sous le lien en bas de slide.

\documentclass{article}
\begin{document}
\title{Mon Premier Document LaTeX}
\author{Magali Nux}
\date{\today}
\maketitle

\section{Introduction}
Ceci est un exemple de document LaTeX.

\end{document}

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Commençons la découverte

Maintenant que vous savez ce qu'est LaTeX et à quoi ça ressemble, il va être temps de commencer à le prendre en main. Cette présentation est conçue pour vous donner toutes les notions nécessaires à la bonne compréhension et prise en main. La plupart des exemples vus seront déjà compilés afin que vous puissiez voir directement le résultat. On vous invite cependant à essayer par vous même de refaire les parties qui vous semblent les plus compliquées. Pour cela, vous pouvez utiliser la plateforme Overleaf, qui est un compilateur LaTeX en ligne.

Créer un compte Overleaf

Pour créer un compte Overleaf, rendez-vous sur overleaf.com et cliquez sur "Sign up" en haut à droite. Remplissez les informations requises et suivez les instructions pour activer votre compte.

Si vous êtes étudiant, vérifiez si votre université n'a pas sa propre instance d'Overleaf pour bénéficier d'Overleaf pro (Lien UCLouvain).

Structure générale

Parties du document

Un document LaTeX est composé de trois parties :

1. Le type de document
2. Les packages
3. Le corps du document

Le type du document

Le type du document est défini en premier. C'est là qu'on va définir la forme générale qu'on veut donner au document:

• Le format (A4, A3...)
• La police principale du document (qui peut être modifiée par section)
• L'orientation (portrait ou paysage)
• Le type de document (article, livret, présentation...)

Exemple

\documentclass[a4paper,landscape]{article} 
% Défini un document de type article, au format A4 et en orientation paysage

Les packages

Les packages sont des additions aux fonctionnalités de base de LaTeX qui vont nous permettre de réaliser le document comme on le souhaite.

Voici quelques exemples couramment utilisés :

\usepackage{graphicx} % Permet d'inclure des images

\usepackage{geometry} % Permet de modifier les marges du document

\usepackage{color} % Permet d'utiliser des couleurs dans le texte

On peut modifier les propriétés des packages pour obtenir le résulat que l'on souhaite :

\usepackage[margin=1cm]{geometry} % Défini des marges de 1cm

Corps du document

Dans le corps du document on va retrouver tout le contenu réel (textes, images, graphiques, table des matières...)

Composants du corps du document

Les commandes

Les commandes permettent de définir certains composants du document ainsi que certaines fonctionnalités.

Exemples

\section{Titre de section} % Défini un titre pricipal

\textbf{Texte en gras} % Place une partie du texte en gras

% Inclut une image avec une largeur de 50% du texte
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{chemin/vers/image.png} 

\large(Texte en grand) % Agrandi la taille de la police pour une partie du texte

\textcolor{red}{Attention !} % Change la couleur d'un segment de texte

Les environnements

Les environnements définissent un ensemble de composants qui sont liés entre eux et sur lesquels on peut, par exemple, appliquer une propriété commune.

Un environnement commence par la commande \begin{nomEnvironnemen} et se termine par la commande \end{nomEnvironnement}.

Exemple

% Environnement définissant une liste à puces
\begin{itemize}
    \item Premier élément de la liste
    \item Deuxième élément de la liste
    \item Troisième élément de la liste
\end{itemize}

Les environnements imbriqués

Un environnement peut être imbriqué dans un autre environnement, il hérite alors des propriétés de celui-ci.

Exemple

% Premier environnement : centre les composants et environnements qui 
% se trouvent à l'intérieur
\begin{center}
    % Deuxième environnement : affiche une image avec sa légende
    % Cet environnement sera aussi centré
    \begin{figure}
        \includegraphics{mon-image.png}
        \caption{Description de mon image}
        \label{fig:mon-image}
    \end{figure}
\end{center}

Mise en page

Page de garde

La plupart des documents que vous serez amené·e à écrire contiendront probablement une page de garde. LaTeX permet de créer une page de garde facilement.

Exemple

\documentclass{article}
% Ici vous définissez les valeurs dont vous avez besoin pour votre titre
\title{Titre du Document}
\author{Auteur1 \and Auteur2} % Les auteurs sont séparés par la commande \and
\date{\today}

\begin{document}
% La commande \maketitle affiche toutes les informations définies plus haut
\maketitle 
\end{document}

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Résumé

Sur votre page de garde, vous pouvez aussi décider d'ajouter un résumé, pour décrire ce dont va parler le document. En LaTeX, c'est fait de la manière suivante :

% Optionel : change le titre du résumé (par défaut : "Abstract")
\renewcommand{\abstractname}{Nouveau Titre du Résumé}

\begin{abstract}
    Ce document présente un exemple de résumé en LaTeX. Le résumé donne 
    un aperçu général du contenu du document, permettant aux lecteurs 
    de comprendre rapidement les points principaux abordés.
\end{abstract}

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Titres

Pour définir des titres on utilise les commandes \section :

\section{Titre principal}

\subsection{Titre de sous-section}

\subsubsection{Titre de sous-sous-section}

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Table des matière

LaTeX complète automatiquement la table des matières pour le document en fonction des titres définis (voir section précédente).
Pour importer la table des matière, il suffit de placer cette fonction à l'endroit voulu:

% Optionel : change le titre de la table des matière (par défaut : "Contents")
\renewcommand{\contentsname}{Nouveau titre de la table des matières}

% Affiche la table de matière
\tableofcontents

Voir la table des matières générée pour l'exemple précédant

Notes de bas de page

Tout comme la table des matières, les notes de bas de page sont aussi générées automatiquement avec la commande \footnote.

Voici un exemple d'utilisation:

Voici un exemple de texte avec une note de bas de page
\footnote{Ceci est une note de bas de page.}. 
Vous pouvez ajouter autant de notes de bas de page que nécessaire
\footnote{Une autre note de bas de page.}.

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Style de la police d'écriture

Vous pouvez appliquer des styles à la police d'écriture avec les commandes suivantes:

\textbf{Texte en gras} % Texte en gras

\textit{Texte en italique} % Texte en italique

\underline{Texte souligné} % Texte souligné

\texttt{Texte en police à chasse fixe} % Texte en police à chasse fixe

\textsc{Texte en petites majuscules} % Texte en petites majuscules

\emph{Texte en emphase} % Texte en emphase (souvent italique)

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Taille de la police d'écriture

Vous pouvez changer la taille de la police d'écriture avec les fonctions suivantes:

\tiny{Texte en très petite taille} % Très petite taille

\scriptsize{Texte en petite taille} % Petite taille

\footnotesize{Texte en taille de note de bas de page} % Taille de note de bas de page

...

\huge{Texte en taille énorme} % Taille énorme

\Huge{Texte en très énorme taille} % Très énorme taille

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Voir le document .tex complet avec toutes les tailles possibles

Alignement

Par défaut, l'alignement en LaTex est justifié. Vous pouvez changer l'alignement d'un paragraphe avec les environnements suivants:

Par défaut, le texte est justifié.

\begin{flushleft}
    Texte aligné à gauche
\end{flushleft}
\begin{center}
    Texte centré
\end{center}
\begin{flushright}
    Texte aligné à droite
\end{flushright}

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Environnements spéciaux

Listes

Pour créer une liste à puce, il faut utiliser l'environnement itemsize:

\begin{itemize}
    \item Un chat
    \item Une poule
    \item Un chien
\end{itemize}

Pour créer une liste numérotée, il faut utiliser l'environnement enumerate :

\begin{enumerate}
    \item Versez de l'eau dans une casserole.
    \item Faire boullir l'eau.
    \item Ajouter les pâtes dans l'eau bouillante.
\end{enumerate}

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Afficher une image

Pour ajouter une image, il faut utiliser le package graphicx. On peut ensuite afficher notre image avec la commande \includegraphics. Voici un exemple d'utilisation:

\begin{figure} % Création d'un environnement pour l'image
    \centering % Centre l'image
    \includegraphics[width=\linewidth]{graph.png} % Affichage de l'image
    \caption{Voici un beau graphique} % Ajoute une description pour l'image
    \label{fig:graphique} % Référence l'image (pour pouvoir la lier à d'autres parties du document)
\end{figure}

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Changer la taille d'une image

Voici les options permettant d'ajuster la taille de l'image:

\includegraphics[width=0.7\textwidth]{graph.jpg} % Largeur dépendant du texte

\includegraphics[height=4cm]{graph.jpg} % Hauteur de 4cm

\includegraphics[scale=0.5]{graph.png} % taille de l'image / 2

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Tableaux

La création de tableaux en LaTeX est assez compliquée. Pour vous illustrer cela, voici un exemple de tableau en LaTeX :

\begin{table} % Création d'un environnement pour le tableau
   \centering % Centre le tableau
   % Crée un nouveau tableau de 2 colonnes : la première est
   % alignée à gauche (l) et la seconde est alignée au centre (c)
   \begin {tabular}{|l||c|}
       \hline % cette commande place une ligne verticale
       \textit{Inventaire} & \textbf{Nombre} \\
       \hline
       Chemises & 4 \\ % Les colonnes sont séparée par le symbole "&"
       Pulls & 12 \\ % Les lignes sont délimitée par "\\"
       Pantalons & 1 \\
       \hline
   \end{tabular}
   \caption{Tableau relatif à l'inventaire} % Légende du tableau
\end{table}

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Aide pour créer un tableau

Heureusement, il existe des ressources qui simplifient la création de tableaux en LaTeX. Voici l'une d'entre elles : https://www.latex-tables.com/. Sur ce site vous pourrez créer votre tableau sous forme visuelle et ensuite générer le code LaTeX correspondant.

Bibliographie

Ajouter une bilbiographie au document

Avec LaTeX, la bibliographie est séparée du reste dans un fichier .bib.

L’utilisation d’une bibliographie requiert les paquets suivants : {biblatex}[backend=bibtex]et csquotes.

On importe le fichier .bib dans le document via la commande \bibliography{biblio.bib} (dans l’en-tête du document).

On cite un document avec la commande \cite{identifiant}. Cet identifiant est repris dans le fichier .bib. Il est aussi possible d'utiliser la commande noticepour inclure dans la bibliographie un élément qui n'a pas été cité dans le texte

Enfin, l'affichage de la bibliographie à l’endroit souhaité se fait avec la commande
\printbibliography.

Structure d'un fichier .bib

Un fichier .bib contient chacune des références à la suite. Voici un exemple de référence:

@inproceedings{ray2017challenges,
title={Challenges of monolithic integration for SiGe MEMS technology},
author={Ray Chaudhuri, Ashesh and Severi, S and Helin, P and Francis,
Laurent and Tilmans, HAC},
booktitle={15th IEEE Sensors Conference, SENSORS 2016},
year={2017}
}

ray2017challenges est l'identifiant de la référence. Il faudra l'utiliser pour citer l'article.

Exemple d'utilisation d'une bibliogrpahie

\documentclass{article}
\usepackage[backend=bibtex]{biblatex}
\usepackage{csquotes}
\addbibresource{biblio.bib} % Importer le fichier .bib

\begin{document}

Voici un exemple de citation \cite{identifiant1}.
Avec aussi un document non-cité, mais inclus dans la bibliographie
\nocite{identifiant2} 

\printbibliography % Afficher la bibliographie

\end{document}

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Ajouter une référence

Pour ajouter une référence dans votre fichier .bib le plus simple est d'utiliser Google Scholar ou un autre site de référencement.

Voici des exemple de sites de référencement:

• Google Scholar
• PubMed
• IEEE Xplore
• ACM Digital Library
• SpringerLink
• ScienceDirect

Zotéro et autres logiciels de gestion de sources bibliographiques le permettent aussi.

Style de bibliographie

Le style de la bibliographie est défini lors de l’appel du paquet \usepackage[style=ieee]{biblatex}

Les principaux styles sont :

1. American Psychological Association (apa)
   • Utilisé pour les articles scientifiques en psychologie et sciences sociales.
2. Chicago Style (chicago)
   • Utilisé pour les livres et articles dans les sciences humaines et sociales.
   • Il existe deux variantes : chicago-authordate et chicago-notes.
3. Institute of Electrical and Electronics Engineers (ieee)
   • Utilisé pour les articles scientifiques en ingénierie et informatique.

Pour plus de styles de bibliographie, voir https://www.overleaf.com/learn/latex/Biblatex_citation_styles et Google.

Compilation

Séparer un projet en fichier

Vous l'avez remarqué, un projet en LaTeX contient au moins un fichier principal avec le contenu en LaTeX (.tex), ainsi que souvent des fichiers annexes : images (.png, .jpg...).

Dès que le projet devient un peu gros, il faut souvent assez longtemps pour compiler. Pour éviter cela, il est utile de diviser son document en plusieurs fichier .tex (dont un principal qui contiendra les référence aux autres).

De cette manière, vous ne pouvez travailler que sur une certaine partie de votre travail (section, thème...) à la fois avant de tout combiner en un document.

Importer un fichier .tex

Pour importer un fichier .tex il faut utiliser la commande \input.

\begin{document}

\input{page-de-garde.tex}
\input{introduction.tex}
... 

\end{document}

Compiler un projet LaTeX

Depuis le début de cette présentation nous utilisons Overleaf pour compiler nos documents. Cependant, la version gratuite d'Overleaf possède quelques inconvénients (impossible de partager l'édition à plus de deux personnes, limitation dans la taille du projet...).

Pour éviter ces inconvénients, il existe des solutions :

• Souscrire à la version pro d'Overleaf .
• Compiler un projet localement (voir prochaine section).
• Si vous êtes étudiant, vérifiez si votre université n'a pas sa propre instance d'Overleaf (Lien UCLouvain).
• Hébergez votre propre instance d'Overleaf sur un serveur (voir sur GitHub).
• Utiliser un autre éditeur de LaTeX.

Compiler un projet localement sur Linux ou macOS

Pour compiler un projet LaTeX localement sur Linux ou macOS, suivez ces étapes:

sudo apt-get install texlive-full # Installer LaTeX (Debian/Ubuntu)
brew install mactex # Installer LaTeX (macOS)

cd /chemin/vers/votre/projet # Aller au dossier contenant le  projet

pdflatex document-principal.tex # Compiler le projet en pdf

# Si nécessaire : compiler la bibliographie, puis recompiler le projet
bibtex document-principal
pdflatex document-principal.tex
pdflatex document-principal.tex # Il est souvent nécessaire de
# compiler deux fois si il y a des références croisées

Vous aurez maintenant accès au fichier .pdf compilé et vous verrez aussi tous les fichiers auxiliaires générés par la compilation (vous pouvez les ignorer).

Compiler un projet localement sur Windows

1. Installer linux : https://wiki.louvainlinux.org/fr/install_linux/introduction
2. Suivre les instructions pour compiler sur Linux.

Mathématiques

Equations simples

Pour écrire une équation en LaTeX, placez la entre deux symboles $.

Les opérateurs de base (+ (addition), - (soustration), / (division), ^(exposant) et _(indice)) sont définis normalement. Il existe aussi beaucoup de commandes représentant des opérations, symboles et fonctions mathématiques (\frac, \sin, \lim, \beta...). Les packages amsmath et amssymb apportent d'autres symboles et opérations supplémentaires.

$a^{11}$
$\sin(x)$
$\frac{\Theta}{\sqrt{\beta}}$

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Equation centrée

Il est possible de définir un bloc d'équation centré sur la page avec la notation \[ \].

Exemple

L'expression $\sin(x)$ peut s'écrire de différents manières.
En effet, il a été démontré que
\[
    \sin(x) =
    \frac{e^{ix} - e^{-ix}}{2i}
\]
avec $i$ étant l'unité imaginaire.

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Matrices

Les matrices sont définies avec l'environnement matrix. Cet environnement est décliné en plusieurs formes en fonction des délimiteurs que l'on veut (par défaut il n'y en a pas).

vmatrix : |    |             bmatrix : [    ]             pmatrix : (    )
Vmatrix : ‖    ‖             Bmatrix : {    }

\usepackage{amsmath}

\[
    \begin{pmatrix}
        a + b & c \\
        d & e + f \\
    \end{pmatrix}
\]

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Délimiteurs

Pour obtenir des délimiteurs qui s'adaptent à la taille de ce qui se trouve à l'intérieur, il faut utiliser les commandes left et right suivi du délimiteur choisi : (), []...

Exemple

\[ \left( \frac{x^2}{y^3} \right) \]

\[ \left\{ \frac{x^2}{y^3} \right\} \]

\[ \left[ \frac{x^2}{y^3} \right] \]

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Equation numérotées

Les environnements equation et align (définis dans asmmath) permettent de numéroter des équations. En plus de la numérotation, align aligne les équations autour du signe =. L'environnement align* aligne les équations sans les numéroter. La commande \nonumber à la fin d'une équation fait en sorte qu'elle ne soit pas numérotée.

Equation numérotées

\begin{equation} % Equations numérotées
    c^2 = a^2 + b^2 
\end{equation}
\begin{align} % Equations alignées et numérotées
    e^{i\pi} + 1 & = 0\\
    f(t) & = A\cos(\omega t + \phi) \nonumber % Cette équation ne sera pas numérotée
\end{align}
\begin{align*} % Equations alignées
    1 + 1 & = 2\\
    2 + 3 & = 5
\end{align*}

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Système d'équations

Pour créer un système d'équation, on peut utiliser les commandes left et right avec comme délimiteur {.

Notez qu'il faut utiliser l'environnement aligned et non align.

\[\left\{
    \begin{aligned}
        x^2 + y &= 3 \\
        \frac{y}{x} &= 0.42
    \end{aligned}
\right.\]

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Noms de variables et ensemble

Pour définir des noms de variable comprenant plus d'une lettre vous pouvez utiliser la commande mathrm.

\usepackage{amsmath}

$\mathrm{Var}(x)$
$F_\mathrm{machine}$

Les ensembles s'écrivent avec le fonction mathbb.

\usepackage{amssymb}

$\mathbb{N}$
$\mathbb{Q}$

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Opérateurs

Voici quelques exemples d'opérateurs courant en LaTeX:

$\min_{x \in \mathbb{R}} f(x)$ % Minimum d'une fonction

$\lim_{x \to \infty} \frac{1}{x} = 0$ % Limite d'une fonction

$\sum_{i=1}^{n} i = \frac{n(n+1)}{2}$ % Somme d'une série

% Version alternative avec les bornes au-dessus et en-dessous du signe somme
$\overset{n}{\underset{i=1}\sum} = \frac{n(n+1)}{2}$ 

$\prod_{i=1}^{n} i = n!$ % Produit d'une série

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Autres

Informatique

Pour inclure du code le plus simple est d'utiliser le package minted. Si vous utilisez Overleaf vous ne devez rien faire de plus. Pour compiler en local, vous devez installer le package python Pygments et utiliser le flag -shell-escape lorsque vous compilez.

\begin{minted}{python} % Placer le langage comme seconde option (ici : python)
    def dummy_function(count):
        i = 0
        while i < count:
            print("Affiche du code de façon simple")
\end{minted}

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Chimie

Pour inclure des graphes moléculaires dans votre document vous pouvez utiliser le package chemfig :

\usepackage{chemfig}

\chemfig{*6(-=(-CH_2OH)-(-COOH)=-=)}

Pour des équations chimiques, utilisez le package mhchem :

\usepackage[version=3]{mhchem}

\ce{3H2O + 1/2H2O -> AgCl2- + H2_{(aq)}}

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Electricité

Le package circuitikz permet de représenter des schémas électriques :

\usepackage{circuitikz}

\begin{circuitikz}
    \draw (0,0) to [sI, v=$V_2$] (0,-3);
    \draw (6,-3) to[short, i = $I_2$] (0,-3);
    \draw (0,0) to [R = R, v = $V_R$] (3,0);
    \draw (3,0) to [L = L, v = $V_L$] (6,0);
    \draw (6,0) to [C = C, v = $V_C$] (6,-3);
\end{circuitikz}

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Dessiner des shémas

Le package tikz permet de dessiner des schémas :

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{shapes, positioning}

\begin{tikzpicture}[node distance=2.3cm, auto]
    \node (start) [circle, draw] {Start};
    \node (process1) [right of=start, rectangle, draw] {Process 1};
    ...
    \draw[->] (process2a) -| (process1);
    \draw[->] (process2b) -- (end);
\end{tikzpicture}

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Voir le fichier .tex complet

Templates

Pour terminer cette introduction à LaTeX, sachez qu'il existe pas mal de templates que vous pouvez utiliser pour créer vos documents. Voici une liste d'endroits où les télécharger:

• https://www.latextemplates.com
• https://www.overleaf.com/latex/templates
• https://www.ctan.org/topic/doc-temp

Le mot de la fin

Merci d'avoir suivi cette introduction à LaTeX. On espère qu'elle vous sera utile et que vous êtes maintenant prêt·e à créer de magnifiques documents professionnels !

N'hésitez pas à la partager si c'est le cas, et à nous contacter si vous avez plus de questions. Vous trouverez tous nos réseaux sur notre site : louvainlinux.org.

Contributeurs

Nouvelle version

Pierre-Yves Haubruge

Relecture

Edgar Pireyn
Zélia Derochette

Ancienne version

Jolan Wolter, Thomas Vanzieleghem, David Ernst, Matthieu Baerts, Arnaud Cerckel, Benoît Legat, Mattéo Couplet, Geoffroy Jacquet, Xavier Lambein, Sébastien de Longueville, Gaëtan Cassiers, Louis Arys, Arnaud Couplet, Morgane Leclerc, Martin Vandenbussche, Nicolas Jeanmenne, Guillaume van der Rest, Adrien Giot, Vincent Higginson