Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2011-2012 / Récemment, les méthodes de récolte de la sève d'érable, mais aussi les méthodes d'analyses microbiologiques ont évolué. Les travaux présentés avaient pour objectif la caractérisation du microbiote acéricole par des méthodes moléculaires et la description de son impact quantitatif et qualitatif sur la qualité du sirop d'érable. Des analyses microbiologiques conventionnelles, physicochimiques et sensorielles ont été effectuées sur des échantillons de sève et de sirop provenant de sites québécois au cours de la période de récolte. De nouvelles méthodes moléculaires culture-indépendantes (profilage PCR communautaire, MARISA) ont permis de caractériser la structure et la composition du microbiote dans le temps et dans l'espace. Le site de production a été identifié comme étant le facteur le plus déterminant pour la composition alors que la période de récolte correspondait à un changement dans la structure des communautés microbiennes. Le séquençage de banques de clones et des essais qPCR spécifiques ont permis respectivement d'identifier et de quantifier les principales bactéries et levures de la sève d'érable. Puisque Pseudomonas fluorescens, Rahnella spp., Mrakia spp., Mrakiella spp. et Guehomyces pullulons ont été retrouvés à chaque site de production et qu'ils étaient aussi présents tout au long de la période de récolte, ces microorganismes sont considérés comme des membres stables du microbiote acéricole. Les analyses multivariées ont révélé des associations entre l'abondance relative de plusieurs contaminants et les propriétés de la sève et du sirop d'érable. Notamment des levures telles que Candida sake, Williopsis sp. et G. pullulons sont successivement associées à la quantité de glucose et de fructose dans la sève d'érable. En fin de saison, les bactéries du groupe P. fluorescens et les levures du genre Mrakia sont positivement associées aux flaveurs d'érable et de vanille. Ces résultats illustrent les deux facettes de l'impact de la communauté microbienne de la sève d'érable qui peut être associée positivement et négativement à la qualité de cette matière première et du produit fini, le sirop d'érable. Éventuellement, la compréhension de ces relations et de ses mécanismes permettra de développer des stratégies de modulation du microbiote et de gestion des systèmes de collecte.

Durant sa croissance, l’ovule entrepose des organelles, des protéines et des ARNm dits maternels qui permettront de supporter les premières étapes du développement embryonnaire dans le but primordial d’activer le génome embryonnaire. Un ovocyte capable de supporter cette étape est dit compétent au développement embryonnaire. Le premier objectif avait pour but de déterminer des populations d’embryons ayant différents niveaux de compétence au développement. Le développement d’une nouvelle approche, la triple sélection consiste à utiliser en même temps deux caractères reliés à l’ovule tels que la taille d’origine de son follicule et la morphologie de son complexe cumulus-ovocyte, et un caractère relié à l’embryon, soit le temps du premier clivage. Les différentes populations générées par la sélection permettront ainsi la recherche des facteurs de compétence au développement. Le deuxième objectif avait pour but de connaître le protéome traduit de la traduction des ARNm maternels lors du développement embryonnaire, ainsi que de connaître les besoins constants en protéines de l’embryon, mais également de l’ovocyte, soit les protéines "housekeeping" maternels. Cette expérience a démontré clairement que suite à la reprise de la méiose (Coenen et al., 2004) et ensuite de la fécondation, la traduction des ARNm maternels présente un continuum d’évènements qui mène à l’activation du génome embryonnaire. Malgré un réservoir commun d’ARNm, les besoins lors de la maturation de l’ovocyte et lors du développement de l’embryon sont loin d’être les mêmes. Seulement une cinquantaine de protéines sont communément traduites lors de ces deux évènements cellulaires. Onze de ces protéines ont été identifiées : les protéines de choc thermique 71 et 70, la cyclophiline A (2 fois), la glutathione-S-transférase mu 5, la protéine épithéliale liant les acides gras, la 2,3-biphosglycérate mutase, la sous-unité epsilon TCP-1 de la chaperonine, l’ubiquitine carboxyl-terminal hydrolase isozyme L1, l’enzyme conjuguant l’ubiquitine E2D3 et l’isoforme alpha et gamma de l’actine. Le troisième objectif avait pour but de déterminer des facteurs de compétence au niveau de l’embryon à 2-cellules basé sur les populations observées lors de la triple sélection. Nous ii avons compris la traduction des ARNm maternels dans les embryons incompétents au développement. Ces derniers présentent une traduction basale des ARNm maternels, tandis que les plus compétents présentent bon nombre de protéines exclusives qui représentent des facteurs de compétence potentiels. Afin d’identifier ces facteurs de compétence, nous avons pu observer que les protéines traduites lors du développement embryonnaire ne sont que transitoires, observation supportée également par la seconde expérience. Les protéines ne s’accumulent pas dans le cytoplasme rendant ainsi leur identification très difficile. Malgré tout, six protéines ont été identifiées: la thiolase cytosolique, l’isocitrate déshydrogénase, la peroxiredoxine 6, la sous-unité alpha du proteasome-6 et la thiamine triphosphatase. Deux protéines « housekeeping » d’origine maternelle découvertes durant l’expérience précédente sont également moins présentes dans les embryons non compétents. De ces expériences de protéomique a découlé une nouvelle méthode de confirmation de l’identification des protéines, la confirmation in silico. Le génome et le protéome de Bos taurus étant limité, l’identification de nos protéines a souvent été faite soit chez d’autres espèces ou uniquement à partir de fragments d’ADN des banques de EST de Bos taurus. Cette méthode permet donc de reconstruire le messager bovin, d’en traduire la protéine bovine, d’identifier le patron peptidique théorique et de le comparer à nos résultats de séquençage, augmentant ainsi le recouvrement de notre protéine. En conclusion, la protéomique de la compétence au développement de l’ovocyte bovin a permis l’identification de candidats qui comparativement à la génomique sont plus restreints. Une nouvelle méthode a découlé de ces expériences. La confirmation in silico permet maintenant la confirmation des protéines identifiées sans utilisation de matériel supplémentaire. / During the growth and the maturation of the oocyte, organelles, proteins and mRNA known as maternal are stockpiled in order to prepare and supply material to the developing embryo in the main goal to activate the embryonic genome. An oocyte that is able to supply to this step is called developmental competent. The objective of the first experiment was to determine an embryos population with different level of developmental competence. The triple selection lies in two characters related to the oocyte, which are the follicular size and the morphology of the COC and one is related to the embryo, which is the time of first cleavage post insemination. The different population generated by this selection has provided a population highly competent to development and a population lacking developmental competence that will be useful for the study of developmental competence. The objective of the second experiment was the study of the proteomic of the translated maternal mRNA during the early embryo development. We wanted to know which proteins play the role of maternal housekeeping proteins during oocyte maturation and early embryo development. This experiment has clearly demonstrated that when the oocyte resume meiosis (Coenen et al., 2004) and after fertilization, the translated protein pattern follows a continuum events which conducts embryo to his activation. Although they are supply by the same reservoir of mRNA, the needs of the oocyte and the embryo are different. Only about fifty proteins are commonly translated during oocyte maturation and early development. Eleven of them have been identified: HSC71; HSP70; CypA (2 times); UCHL1; GSTM5; Cct5; E-FABP; 2,3-BPGM, ubiquitin-conjugating enzyme E2D3; and β- actin/γ-actin. The third experiment consists of the discovery of factors related to developmental competence. Three populations from the triple selection with high, low and developmental competence was compared by a proteomic study. This study has shown that developmental incompetent embryos translate a minimum of maternal mRNA, which the majority is the embryo housekeeping found in the previous study. Whereas high and low developmental iv competent embryos present shared and exclusive translated proteins, these proteins represent potential factors related to developmental competence. By trying to identify these proteins, we have found that most translated proteins are transient and are not accumulated in the cytoplasm. In spite of this observation, we have identified six proteins: cytosolic thiolase, isocitrate dehydrogenase 1, peroxiredoxin 6, proteasome-α6, hypothetical protein My027 and thiamine triphosphatase. Two maternal housekeeping proteins were also missing for the incompetent 2-cell embryos: UCH-L1 and CypA. From these experiments, a new method of protein identification confirmation, called in silico confirmation, was developed. As the genome and the proteome of Bos taurus is limited, the protein identification was made in foreign species or from Bos taurus EST databases. This method as made possible to rebuilt the bos taurus messager, to translate the bovine protein, find his theoretical peptide mass fingerprint and compare it to the experimental spectrum and thus increase the number of matched peptides. In conclusion, the proteomic study on the developmental competence of the bovine oocyte has identified of a reduce number of candidates compared to genomic studies. A new method has been developed during this work. The in silico confirmation allowed the confirmation of protein identification without additional material.

La pollution engendrée par les pratiques d'élevage constitue une préoccupation majeure dans beaucoup de pays. Il a été notamment démontré que les fèces animales logent des pathogènes potentiellement nocifs, dont le Escherichia coli 0157:H7 et des espèces du genre Salmonella. Ainsi, le recyclage des résidus organiques qui n'ont pas été préalablement soumis à un traitement adéquat pose un risque élevé de contamination de l'environnement, du sol et des eaux souterraines. L'élimination des pathogènes par les techniques de biopasteurisation s'avère un moyen prometteur pour la gestion des résidus animaux et en particulier du fumier solide. Bien que chacune des techniques existantes possèdent des avantages, il y a toutefois toujours place à l'amélioration. Dans cette étude, nous avons présenté un nouveau système de traitement en continu par biopasteurisation appelé SHOCMD (Système d'Hygiénisation en Oxygénation Contrôlée), et son efficacité à éliminer les bactéries pathogènes. Les résultats ont été comparés à ceux d'un système conventionnel, soit la cellule de compostage à aération forcée. Afin de vérifier l'efficacité du SHOCMD , deux pathogènes majeurs, soit E, coli 0157:H7 et Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium, ont été introduits dans le fumier solide de porc. À la fin du traitement, les échantillons ont été analysés en utilisant des techniques microbiologiques et moléculaires. De plus, la diversité bactérienne, un paramètre important pour une gestion efficace de la biopasteurisation, a été déterminée à l'aide de techniques moléculaire. Les résultats ont démontré que le SHOCMD est un système efficace pour l'hygiénisation du fumier solide et que le produit final répond aux normes de sécurité concernant les pathogènes. / Pollution by livestock wastes has become a great concern in many countries. It is well documented that potentially harmful pathogens including Escherichia coli 0157:117 and Salmonella spp. are shed in animal feces. Recycling of these wastes without treatment poses a risk of contamination of the environment, soil and groundwater. Bio-pasteurization is a promising technique for management of solid animal wastes especially manure. However, even if each method has its own advantages there is still room for improvement. In this study, we present a new bio-pasteurization system called SHOCIM (Système d'Hygiénisation en Oxygénation Contrôlée) and the efficiency of the SHOCIM to eliminate pathogens was compared to the Cell, which is one of the conventional Systems. To evaluate the efficiency of SHOC™, two majors pathogens, E. coli 0157:H7 and Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium were introduced in manure. At the end of treatment, the samples were analyzed with both microbiological and molecular techniques. Bacterial diversity which is important in the effective management of biopasteurization process was monitored by molecular techniques as well. Results demonstrated that SHOCIM is an efficient facility for manure treatment and the final product meet the standards for pathogens safety.

Le patron de buttes et de dépressions représente l'hétérogénéité, au niveau de la microtopographie, de la plupart des tourbières ombrotrophes. L'évolution du patron a souvent été expliquée par les propriétés intrinsèques et hydro-physiques des sphaignes ainsi que par les interactions entre les plantes vasculaires et les sphaignes. Le but du projet de recherche est de déterminer si l'initiation du patron de buttes et de dépressions dans les tourbières ombrotrophes boréales est possible dans un court laps de temps grâce aux propriétés intrinsèques des espèces végétales présentes et aux interactions interspécifiques. Les tourbières restaurées ou abandonnées avec un retour spontané de la végétation ont été utilisées comme modèles. Dans les tourbières restaurées, nous avons démontré que 10 à 30 ans sont nécessaires pour le développement de microstructures comparables à celles des tourbières naturelles. Par contre, les microstructures dans les tourbières abandonnées sont encore différentes à celles des tourbières naturelles 70 ans après l'abandon. Le retour d'une végétation typique dans le gradient de buttes et de dépressions est également moins rapide que l'apparition des structures elles-mêmes. Notre étude donne des preuves de l'utilité des plantes vasculaires pour la formation et le maintien des buttes. La croissance verticale des sphaignes est favorisée par la structure des plantes vasculaires lorsque leur couvert est faible et que les conditions climatiques ne sont pas optimales. Une augmentation du couvert des plantes vasculaires empêche la formation d'un tapis de sphaignes dense et réduit l'accumulation de biomasse. Conséquemment, les buttes ne peuvent pas se former sous des densités importantes de plantes vasculaires. L'étendue et le chevauchement interspécifiques les plus grands ont été observés dans les tourbières naturelles. Les différences les plus importantes sont visibles entre les tourbières abandonnées et naturelles et une situation intermédiaire est présente dans les tourbières restaurées. Aucunes des hypothèses associées au concept de niches écologiques (p. ex. hypothèses du gradient de stress ou du chevauchement maximal) ne semblent expliquer parfaitement comment les niches réalisées des espèces préférentielles aux tourbières dominées par les sphaignes se développent, peu importe le niveau de perturbations. Finalement, les espèces ont des niches réalisées semblables dans les tourbières naturelles de l'est et de l'ouest du Canada. Les indices d'étendue et de chevauchement ont ainsi permis de vérifier les observations faites sur le terrain pour la position des espèces dans le gradient de buttes et de dépressions.

Malgré qu'ils en soient exemptés, de nombreux Africains musulmans souffrant de diabète observent le jeûne pendant le mois de ramadan. Cette étude portait sur les impacts nutritionnels, anthropométriques et métaboliques du jeûne du mois de ramadan chez un groupe de 27 Maliens diabétiques de type 2 recrutés au Centre national de lutte contre le diabète à Bamako, au printemps 2010. Les données ont été recueillies avant, pendant et après le ramadan. Au plan nutritionnel, les apports énergétiques des femmes étaient plus faibles que ceux des hommes mais pour un même sexe, aucune différence n'a été notée d'une période à l'autre. Pendant le ramadan, le nombre quotidien de prises alimentaires était plus faible et les apports en glucides étaient plus également répartis entre les repas comparativement à ce qui a été observé en dehors du ramadan et ce pour l'ensemble des sujets. Les hommes ont eu une faible perte de poids pendant le ramadan qui s'est maintenue après la fin du ramadan. La mesure des sensations d'appétit avant le ramadan et sur trois semaines consécutives pendant le ramadan a indiqué des différences entre les sexes quant à l'envie de manger. Ainsi, on notait avant le ramadan 2 pics chez les femmes, à 12h00 et à 18h00, alors que chez les hommes un seul pic était observé à 20h00. Pendant le ramadan, la faim et l'envie de manger augmentaient chez les deux sexes jusqu'à 18h00 et diminuaient par la suite. Globalement, les sensations d'appétit étaient plus fortement ressenties pendant qu'avant le ramadan. Au plan métabolique, une détérioration du contrôle glycémique a été observée pour l'ensemble des sujets mais de façon plus marquée chez ceux qui avaient arrêté leur médication antidiabétique ou qui en avaient réduit les doses pendant le ramadan. Par contre, les lipides sanguins se sont nettement améliorés lors du ramadan et même après, avec des diminutions du cholestérol des LDL et du ratio cholestérol total/cholestérol des HDL. Quant à la tension artérielle, elle était augmentée pendant le ramadan mais revenait ensuite aux valeurs initiales. Cette étude, la première à être conduite au Mali sur ce sujet, montre des effets importants du jeûne de ramadan et souligne l'importance de l'attention à porter à la prise en charge du diabète pendant cette période particulière.

La compétence au développement de l'ovocyte consiste en sa capacité à réussir les étapes successives de maturation, de fécondation pour atteindre le stade blastocyste et donner une progéniture en santé. Facteur limitant du développement embryonnaire, la maturation de l'ovule est le fruit d'interactions optimales avec son environnement somatique et hormonal notamment les cellules de cumulus. Ces dernières étant essentielles pour la maturation de l'ovule et considérées comme un miroir pouvant renseigner sur sa qualité. L'apparence de ces cellules figure parmi les principaux critères morphologiques utilisés lors de la sélection du complexe cumulus-ovocyte. Comme de tels critères sont subjectifs et qualitatifs, on envisage ici d'identifier des biomarqueurs exprimés dans le cumulus et permettant une sélection efficace et objective d'ovocytes compétents via une approche génomique. Par conséquent, les cellules du cumulus d'un ovocyte compétent sont considérées comme étant le site privilégié d'événements spécifiques dont l'activation des voies de signalisation et des cascades d'expression génique reflétant la qualité de l'ovule. En faisant recours aux technologies de pointe utilisées en biologie moléculaire telles que les biopuces et la PCR quantitative, et en se servant de logiciels performants pour l'analyse des voies de signalisation, nous nous sommes concentrés sur l'étude des profils d'expression des cellules du cumulus en relation avec la compétence au développement des ovocytes. Le premier objectif de cette thèse était de trouver des gènes exprimés différentiellement dans des conditions de culture qui influencent la compétence et donc associés à de taux de blastocystes élevés. Outre la confirmation de la voie PKC comme principal acteur impliqué dans la compétence ovocytaire, on rapporte ici une liste de candidats communément surexprimés entre les trois traitements de MIV (FSH, PMA, FSH+PMA) et donc ayant de meilleures chances d'être associés au processus moléculaires de l'acquisition de compétence. Le deuxième objectif était l'analyse des gènes exprimés dans les cellules du cumulus suite à l'action du pic de LH in vivo. Comme la LH est essentielle pour la maturation finale in vivo et à la production d'ovocytes de qualité, on s'est intéressé aux gènes différentiellement exprimés dans les cellules de cumulus et associés à la compétence ovocytaire à 6 heures après le pic de LH. Par la suite, l'expression des gènes à ce stade (GVBD) a été comparée à son homologue in vitro (objectif #1) pour générer une liste commune des marqueurs potentiels de compétence des Ill ovocytes à la fois in vivo et in vitro. L'identification de ces biomarqueurs pourrait accroître les connaissances sur les profils d'expression génique dans les cellules du cumulus et servira de préambule à comprendre des séquences d'événements cruciaux du processus moléculaire d'acquisition de la compétence au développement de l'ovocyte. Ces résultats pourraient être un outil précieux pour accroître les rendements de fécondation in vitro et pourraient permettre d'optimiser la stimulation ovarienne in vivo aussi bien chez le bovin que l'humain. Par la suite, on a procédé à une analyse comparative des effets génomiques des deux gonadotrophines autour de la GVBD: FSH in vitro versus LH in vivo. Nous avons mis en évidence, pour la première fois chez le bovin, une possibilité de compensation ou de substitution de la LH par la FSH in vitro. La troisième partie de cette thèse a été l'analyse de l'expression des gènes dans les cellules du cumulus humains collectés juste avant l'ICSI (intracytoplasmic sperm injection) afin d'identifier des biomarqueurs génomiques fiables permettant de prédire de façon précise et non invasive la compétence au développement des ovocytes et de renforcer les critères morphologiques existants. Pour des cellules de cumulus associés à des ovocytes de morphologies similaires et ayant la même biréfringence de la zona pellucida, on a identifié 7 gènes différentiellement associés à des ovules ayant mené à une grossesse. Ces biomarqueurs pourraient devenir un outil quantitatif et non-invasif permettant de distinguer le bon embryon à transférer parmi d'autres ayant des propriétés morphologiques similaires. Un tel embryon devrait faciliter la pratique du transfert mono-embryonnaire, évitant ainsi les grossesses multiples. Finalement, la présente étude a permis d'identifier plusieurs gènes marqueurs et d'explorer leurs voies de signalisation potentielles aussi bien chez le bovin que l'humain. Ces résultats devraient contribuer à enrichir les connaissances actuelles des profils d'expression génique des cellules du cumulus en plus de donner un aperçu des voies moléculaires qui régissent la compétence au développement des ovocytes. Ils pourraient aussi servir à l'identification et la compréhension des voies moléculaires reliés aux subséquents événements de fécondation et de développement embryonnaire précoce dont les mécanismes demeurent encore méconnus.

Ce projet avait pour objectif d'étudier les effets de la photopériode sur la reproduction des ovins. Dans cette étude, 211 brebis ont été soumises à un traitement lumineux alternatif continu, de quatre mois de jours longs et de quatre mois de jours courts, visant une production accélérée de trois agnelages en deux ans. Les performances de ces brebis ont été comparées à un groupe témoin exposées à la lumière naturelle et synchronisées par un traitement de progestagène en contre-saison. Globalement, le traitement lumineux a permis de produire 0,5 agneaux de plus par brebis par année. Cette étude a également démontré que de faibles intensités lumineuses permettaient d'inhiber la sécrétion journalière de mélatonine et d'induire efficacement l'activité de reproduction. Les résultats démontrent que ce protocole lumineux permet d'améliorer la rentabilité des entreprises ovines.

La sclérotiniose est une maladie importante du soja en Amérique du Nord. La résistance génétique à cette maladie est un moyen efficace et économique pour combattre cette maladie. Dans le but de mieux comprendre le contrôle génétique de la résistance, nous avons d’abord mis au point deux outils de recherche : i) une méthode permettant de bien caractériser des lignées de soja en matière de résistance à la sclérotiniose et ; ii) une approche de génotypage permettant d’obtenir de l’information sur des milliers de marqueurs en simultanée. Nous avons utilisé ces outils pour identifier les régions génomiques responsables de la résistance à la sclérotiniose par : i) une approche QTL biparentale et ii) une approche par analyse d’associations. Dans un premier temps, nous avons mis au point et validé une méthode d’inoculation artificielle fiable et reproductible pour mesurer la résistance à la sclérotiniose. Posteriorement, nous avons développé une approche de génotypage par séquençage (GBS) permettant de caractériser rapidement et efficacement un grand nombre de marqueurs SNP chez le soja. Dans ce volet, un protocole de préparation de librairies génomiques GBS a été mis au point de même qu’un pipeline d'analyse bio-informatique pour l’appel des SNP. Finalement, des analyses de cartographie génétique ont été réalisées sur deux populations pour identifier les régions génomiques conférant une résistance à la sclérotiniose. Dans un premier travail, 141 lignées F6 issues du croisement entre les cultivars Majesta et Hikmok Sorip a été caractérisée pour la résistance à la maladie. À l’aide d’une carte génétique comptant 515 marqueurs SNP obtenus par GBS, nous avons identifié une région sur le chromosome Gm07 contribuant à la résistance observée chez le cultivar Majesta. Dans un second travail, 101 lignées de soja non apparentées ont été caractérisées pour leur résistance à la maladie et leur génotype a été déterminé pour 8397 marqueurs SNP obtenus par GBS. L’analyse d’associations a permis d’identifier trois régions chromosomiques fortement associées à la résistance à la maladie. Ces résultats faciliteront l’identification de lignées exotiques chez lesquelles la résistance s’appuie vraisemblablement sur des gènes différents afin de les introduire au sein du germoplasme canadien. / White mold is an important disease of soybean in North America. Genetic resistance to this disease is a cost-effective way to control this disease. In order to better understand the genetic control of resistance, we first developed two research tools: i) a method to characterize soybean lines in terms of their resistance to white mold; and ii) a genotyping approach for obtaining information on hundreds or thousands of markers simultaneously. In a second phase, we used these new tools to identify the genomic regions responsible for resistance to white mold via two approaches: i) a "traditional" biparental QTL mapping approach and ii) an association mapping approach. At first, we developed and validated a reliable and reproducible method for artificial inoculation to measure resistance to white mold. Then, we developed a genotyping by sequencing (GBS) approach to quickly and efficiently characterize a large number of SNP markers in soybean. As part of this work, a protocol for preparing GBS genomic libraries has been developed as well as a pipeline of bioinformatics analysis to call SNPs. Finally, genetic mapping analysis was performed on two populations to identify genomic regions conferring resistance to white mold. In the first case, a population of 141 F6 lines from a cross between the cultivars Majesta and Hikmok Sorip was characterized for resistance to the disease. By using a dense genetic map counting 515 SNP markers obtained by GBS, we have identified a region on chromosome Gm07 contributing to the resistance observed in the cultivar Majesta. In the second case, 101 unrelated soybean lines were characterized for their resistance to disease and were genotyped with 8,397 SNP markers obtained by GBS. The mapping association analysis identified three chromosomal regions strongly associated with disease resistance. The strongest association was found on chromosome Gm03, while regions on chromosomes Gm08 and Gm20 also showed significant associations. These results will facilitate the identification of exotic lines in which resistance is likely based on different genes to be introduced in the Canadian germplasm.

La charge en nutriments à l'exutoire d'un bassin versant est un élément-clé pour la gestion de la qualité de l'eau. Toutefois, à cause du peu de mesures de concentration, un estimé précis de la charge n'est pas possible. Cette étude a été effectuée pour déterminer la qualité d'estimation de la charge pour une combinaison de six fréquences d'échantillonnage (jour à mois), deux schémas (fixe et aléatoire) et sept méthodes de calcul (moyenne, rapport d'estimation, interpolation) pour les sédiments et trois composantes de l'azote pour un bassin versant du Québec. Des valeurs horaires de débit, azote total, nitrate, ammonium et sédiment ont été générées pour une période de deux ans avec le programme HSPF calibré pour ce bassin versant de 5.3 km2 . Il a été assumé que les estimés de charge basés sur l'accumulation massique des valeurs horaires représentent les valeurs réelles auxquelles les valeurs estimées par les autres méthodes peuvent être comparées en utilisant le biais, l'écart type et la racine carrée de l'erreur moyenne au carré (RMSE). Pour tous les paramètres de qualité de l'eau, RMSE augmente avec la diminution de la fréquence d'échantillonnage. L'échantillonnage fixe résulte toujours en un RMSE plus faible que pour l'échantillonnage aléatoire; ce qui peut être attribué à l'autocorrellation temporelle. L'autocorrellogramme des sédiments en suspension montre une périodicité de 24 heures, expliquée par la fonte nivale printanière et par les précipitations plus fréquentes durant la soirée et la nuit. Les évaluations de la charge ont presque toujours résulté en une sous-estimation, probablement dû aux crues de courte durée caractérisant ce bassin versant. Des sept méthodes de calcul étudiées, l'interpolation linéaire a systématiquement donné des RMSE plus faibles. Toutefois, les méthodes du rapport d'estimation (incluant la méthode de Beale) n'ont pas bien performé, avec la cinquième et sixième place. / The knowledge of nutrient mass load at the outlet of watersheds is a key tool in water quality management projects. However, because of the lack of frequent concentration measurements, a precise estimation of mass load is not possible. This study was conducted to determine the quality of mass load estimation for a combination of six sampling frequencies (daily to monthly), two sampling schemes (fixed and random), and seven calculation methods (averaging, ratio estimator, and interpolation) for sediment and three nitrogen components at the outlet of an agricultural watershed in the province of Québec. Hourly values of flow, total nitrogen, nitrate, ammonium and sediment were generated for a two-year period by the HSPF model calibrated for the 5.3 km2 watershed. Load estimates based on the mass accumulation of hourly values were assumed to represent the true loads to which loads estimated by other methods were compared using bias, standard deviation, and root mean square error (RMSE). For ail water quality parameters, the RMSE increased with the decrease of sampling frequency. Fixed sampling schemes always resulted in RMSE values lower than those of random schemes. This better performance of the fixed sampling scheme is attributed to the autocorrélation in time for ail water quality parameters. The sediment autocorrellogram showed a 24-hour periodicity that is explained by snowmelt and more frequent evening and night rainfalls. Ail load evaluations generally resulted in an underestimation of the true load, most likely due to the flashy hydrological response of the small watershed studied. Of the seven load calculation methods studied, linear interpolation, which is used to obtain an estimate of concentration for each available hourly flow value, systematically yielded the lowest RMSE value. However, ratio estimator methods did not fare well, ranking only 5 and 6 out of the 7 methods tested.

Ces travaux de recherche ont permis d ' élaborer une méthode de gélification 'à froid ' induite par l'addition de sels de calcium à des protéines de soya thermiquement dénaturées, le but ultime étant d'utiliser ces hydrogels dans le développement de nouveaux aliments fonctionnels et comprimés nutraceutiques ayant des effets bénéfiques sur la santé. Les résultats obtenus démontrent la formation de deux types d 'hydrogels distincts selon la teneur en sels de calcium utilisés. À faible teneur en sels de calcium, des hydrogels filamenteux caractérisés par une microstructure ordonnée et une bonne capacité de rétention d'eau sont obtenus, alors que des hydrogels poreux, agrégés et ayant une faible capacité de rétention d'eau sont identifiés lorsqu'une haute teneur en sels de calcium est utilisée. Ces deux types d 'hydrogels démontrent des propriétés rhéologiques distinctes, utilisées pour quantifier leur dimension fractale respective. Il a été démontré par cette étude que les hydrogels de type filamenteux sont sujet à un mécanisme de formation lent selon un patron dicté par l'encombrement stérique des agrégats primaires, tandis que les hydrogels agrégés sont formés rapidement de façon totalement aléatoire, créant une microstructure désordonnée. Des études in vitro en conditions gastro-intestinales montrent clairement la capacité des hydrogels filamenteux et agrégés à protéger des molécules de vitamine B2, emprisonnées dans leur structure, contre les conditions gastriques (enzymes digestives, pH acide) et à les libérer en conditions intestinales. Les hydrogels filamenteux montrent des profils de libération de la vitamine B2 plus constants que ceux agrégés dû à leur structure moins poreuse. Des comprimés formés à partir des hydrogels lyophilisés et compressés ont également été conçus. Les études in vitro effectuées sur ces comprimés démontrent, comme les études menées sur les hydrogels, une bonne protection de la vitamine B2 en présence de conditions gastriques et une libération accrue lorsque soumis aux conditions intestinales. D'intéressantes perspectives dans le développement de véhicules (hydratés ou comprimés) pour la protection de molécules nutraceutiques et leur libération intestinale sont donc envisageables à partir des hydrogels développés dans le cadre de cette étude.