La Côte d’Ivoire connait de très grands succès sur le marché de l’exportation agricole et génère aussi d’importants sous-produits. Dans cette étude, 17 de ses sous-produits agricoles ont fait l’objet d’une valorisation consacrée à l’obtention d’acide citrique avec une caractérisation de la bagasse de pomme de cajou pour la conception d’agromatériaux à partir de cette bagasse. Au niveau des fruits, les pulpes de la papaye (Carica papaya) et de mangue de variété Adams (Mangifera indica) ont donné les meilleures teneurs en acide citrique respectivement de 287,70 g/kg et 137,54 g/kg. Au niveau des amylacés, les épluchures de la patate douce (Ipomoea batatas) ont donné la meilleure teneur (88 g/kg). La pomme de cajou (Anacardium occidentale) a une production moyenne d'acide citrique (90,02 g/kg). Les caractéristiques physico-chimiques (polysaccharides, lipides, protéines et pectines) de la bagasse de pomme de cajou ont permis de montrer que, quelle que soit la variété de la pomme (rouge ou jaune) ou la partie de la bagasse étudiée (peau ou pulpe), la composition lignocellulosique était dominée par les hémicelluloses. Les teneurs dans ces derniers ont de 41,12% ± 0,24% pour la pulpe de la pomme de cajou (P), de 51,65% ± 0,11% pour la pomme de cajou à peau rouge (R) et de 51,1% ± 0,18% pour la pomme de cajou à peau jaune (J). Les résultats de la fraction lipidique ont révélé la prédominance des acides gras insaturés. On note aussi la présence de divers types de phytostérols dans cette avec une teneur doublement importante dans la pulpe que dans la peau de pomme de cajou. Enfin, la conception d’agromatériaux à base de bagasse de pomme de cajou par thermopressage fut réalisée. Des tests d’immersion et de flexion ont permis de trouver le couple température/pression adéquat (170°C/116 bars) pour la conception d’agromatériaux.

L'impact des complexes de fer et de la lumière solaire sur le devenir de polluants de l'environnement aquatique a été étudié pour trois systèmes différents : fer-acide nitriloacétique (FeNTA)/4-chlorophénol (4-CP), fer-acide citrique (Fe-Citrate)/ 4-CP et FeNTA / chrome(VI). Sous irradiation à 365 nm, l'efficacité de la dégradation du 4-CP induite par FeNTA, ainsi que par FeCitrate a été mise en évidence. L'effet de différents facteurs comme le pH et l'oxygène ainsi que la longueur d'onde d'excitation, sur la dégradation du 4-CP a été suivi pour les deux systèmes (FeNTA / 4-CP et FeCitrate / 4-CP). Une attention particulière a été portée sur les études par spectroscopie de résonance paramagnétique électronique (RPE) pour mettre en évidence les différents radicaux formés au cours des processus photoredox. Les espèces radicalaires primaires responsables de la dégradation du 4-CP ont été identifiées.

La Côte d’Ivoire connait de très grands succès sur le marché de l’exportation agricole et génère aussi d’importants sous-produits. Dans cette étude, 17 de ses sous-produits agricoles ont fait l’objet d’une valorisation consacrée à l’obtention d’acide citrique avec une caractérisation de la bagasse de pomme de cajou pour la conception d’agromatériaux à partir de cette bagasse. Au niveau des fruits, les pulpes de la papaye (Carica papaya) et de mangue de variété Adams (Mangifera indica) ont donné les meilleures teneurs en acide citrique respectivement de 287,70 g/kg et 137,54 g/kg. Au niveau des amylacés, les épluchures de la patate douce (Ipomoea batatas) ont donné la meilleure teneur (88 g/kg). La pomme de cajou (Anacardium occidentale) a une production moyenne d'acide citrique (90,02 g/kg). Les caractéristiques physico-chimiques (polysaccharides, lipides, protéines et pectines) de la bagasse de pomme de cajou ont permis de montrer que, quelle que soit la variété de la pomme (rouge ou jaune) ou la partie de la bagasse étudiée (peau ou pulpe), la composition lignocellulosique était dominée par les hémicelluloses. Les teneurs dans ces derniers ont de 41,12% ± 0,24% pour la pulpe de la pomme de cajou (P), de 51,65% ± 0,11% pour la pomme de cajou à peau rouge (R) et de 51,1% ± 0,18% pour la pomme de cajou à peau jaune (J). Les résultats de la fraction lipidique ont révélé la prédominance des acides gras insaturés. On note aussi la présence de divers types de phytostérols dans cette avec une teneur doublement importante dans la pulpe que dans la peau de pomme de cajou. Enfin, la conception d’agromatériaux à base de bagasse de pomme de cajou par thermopressage fut réalisée. Des tests d’immersion et de flexion ont permis de trouver le couple température/pression adéquat (170°C/116 bars) pour la conception d’agromatériaux. / Côte d'Ivoire is very successful in the agricultural export market and generates important byproducts. In this study, 17 of its agricultural by-products were the subject of a valuation devoted to obtaining citric acid with a characterization of the cashew bagasse for the design of agromaterials from this bagasse. The pulp of papaya (Carica papaya) and mango variety Adams (Mangifera indica) gave the best citric acid contents respectively of 287.70 g / kg and 137.54 g / kg. In the case of starchy foods, peelings of sweet potato (Ipomoea batatas) gave the highest content (88 g / kg). The cashew apple (Western Anacardium) has an average production of citric acid (90.02 g / kg). The physicochemical characteristics (polysaccharides, lipids, proteins and pectins) of the cashew apple bagasse have shown that regardless of the variety of the apple (red or yellow) or part of the bagasse studied (skin or pulp), the lignocellulosic composition was dominated by hemicelluloses. The contents in the latter are 41.12% ± 0.24% for the cashew apple pulp (P), 51.65% ± 0.11% for the red-skinned cashew apple (R) and 51.1% ± 0.18% for yellowskinned cashew (J). The results of the lipid fraction revealed the predominance of unsaturated fatty acids. There is also the presence of various types of phytosterols in this with a doubly important content in the pulp than in the cashew skin. Finally, the design of agromaterials based on cashew bagasse by thermopressing was carried out. Immersion and bending tests have found the appropriate temperature / pressure pair (170 ° C / 116 bars) for the design of agromaterials.

Les produits de bois à des fins de parement subissent une dégradation accélérée face aux conditions atmosphériques comparativement aux autres produits de finition extérieurs. Cette dégradation entraine une perte de la stabilité dimensionnelle. Le bois doit être modifié afin d’ajouter de la valeur au produit et de contrer la dégradation naturelle. L’approche privilégiée consiste en l’imprégnation du bois par un mélange d’acide citrique et de glycérol pouvant réagir à de hautes températures formant un polymère réticulé. L’optimisation de ce traitement, bien que permettant d’augmenter la stabilité dimensionnelle du bois, a pour effet de diminuer de manière significative le temps et la température de la réaction de polymérisation. L’objectif des travaux présenté dans ce mémoire était de rendre viable industriellement ce procédé par l’optimisation des paramètres de polymérisation de la réaction d’estérification. Les formulations d’acide citrique et de glycérol conventionnelles, non optimisées, ont servi de témoins. La composition des formulations, le ratio des réactifs, le choix des catalyseurs, le type d’imprégnation et les espèces de bois compatibles ont permis de déterminer les meilleures conditions de polymérisation. Deux catalyseurs ont été identifiés comme performants et ils ont incorporés dans les formulations optimisées. L’imprégnation de ces formulations dans les échantillons de pin tordu et de pin blanc a permis une réduction considérable de l’énergie et du temps nécessaire à la formation du polymère dans le bois tout en augmentant davantage la stabilité dimensionnelle par rapport aux échantillons témoins. / Wood products used for exterior siding suffer from accelerated degradation due to weathering compared to other finishing products. This degradation leads to a loss of dimensional stability. In order to counter this effect, wood must be modified. The approach selected was to impregnate wood with a mixture of citric acid and glycerol able to react at high temperature to form a cross-linked polymer. The optimization of this treatment has for effect to reduce significantly the time and temperature needed for the polymerization reaction. This project has for objective to render this treatment industrially viable by modifying the reaction’s parameters. Unoptimized citric acid and glycerol mixtures were used as control. The mixture’s composition, ratio of the reactants, choice of catalysts, energy systems, impregnation types and compatibles wood species allowed to determine the best reaction conditions for polymerization. The best and efficient catalysts were added to optimized formulations, then impregnated in white pine and lodgepole pine wood samples. These impregnations allowed reducing considerably the energy and time needed to form the polymer inside the wood cell walls and to increase the dimensional stability over untreated samples.

Ce travail de thèse présente deux grands axes. Le premier axe, touche les traitements du bois dans le but principal de réduire les variations dimensionnelles et d’améliorer la résistance à l’attaque des champignons lignivores. Le second axe quant à lui, touche l’aspect environnemental du traitement acide citrique-glycérol. Ce dernier a pour but principal de démontrer que le prolongement de la durée de vie en service du produit lambris traité, compense les impacts environnementaux causés par ce traitement. Dans le premier axe, deux traitements ont été réalisés sur deux essences de pin (Pinus strobus L. et Pinus contorta D.). Un traitement à l’anhydride maléique et un autre traitement avec une solution d’acide citrique – glycérol brute (AC-G). Dans le premier cas, les effets de deux paramètres (la durée de séchage et la température d’estérification) sur les résultats des essais de stabilité dimensionnelle, de résistance à la dégradation fongique et de vieillissement accéléré ont été évalués. Trois niveaux de durée de séchage après imprégnation (12 h, 18 h et 24 h) et trois niveaux de température d’estérification (140 °C, 160 °C et 180 °C) ont été considérés. Dans le second cas, après identification du meilleur catalyseur (HCl) et du meilleur ratio acide citrique – glycérol (3/1) pendant les essais préliminaires, les performances de ce traitement sur la stabilité dimensionnelle, la résistance à la pourriture fongique, la dureté de surface et l’adhérence des couches de revêtement de peinture sur la surface du substrat bois ont été analysées. Les résultats obtenus ont été appuyés par une suite d’analyses qualitatives et quantitatives pour mieux comprendre et expliquer. Les analyses qualitatives sont : (i) la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) et (ii) la microscopie électronique à balayage (MEB) tandis que la quantitative, l’analyse par perte de masse a été faite par pesée. Dans le second axe, une analyse des impacts environnementaux du traitement AC-G a été effectuée par le biais du logiciel SimaPro v8. La base de données Ecoinvent v3 et la méthode d’analyse d’impact Impact 2002+ ont été utilisées dans cette partie du travail de thèse. Sur la base des résultats du second traitement (AC-G) et des travaux disponibles dans la littérature, nous avons estimé, une durée de vie en service des lambris traités. Les différents scénarios de la durée de vie du lambris traité mis sur pied par rapport à celle offerte aujourd’hui par l’industrie, nous permettent de modéliser les impacts environnementaux du traitement. A cette fin, l’analyse de cycle de vie (ACV) a été utilisée comme outil de conception. En conclusion, les paramètres, durée de séchage et température d’estérification influencent les résultats obtenus dans le cas du traitement du bois à l’anhydride maléique. La combinaison 24 h de séchage et 180 °C, température d’estérification, représente les paramètres qui offrent les meilleurs résultats de stabilité dimensionnelle, de résistance à la dégradation fongique et de vieillissement accéléré. Le traitement AC-G améliore la stabilité dimensionnelle, la résistance à la dégradation fongique et la dureté de surface des échantillons. Cependant, le traitement réduit l’adhérence des couches de peinture. Les impacts environnementaux produits par le traitement AC-G sont majoritairement liés à la consommation de la ressource énergie (électricité). Le traitement prolonge la durée de vie en service du lambris traité et il a été mis en évidence que le scénario de durée de vie qui permettrait que le lambris traité puisse se présenter comme un produit à faible impact environnemental par rapport au lambris non traité est celui d’une durée de vie de 55 ans. / The work presented in this thesis is divided in two research tracks. The first axis regards the wood treatment. The aim of that work, was to reduce dimensional variation and to improve the resistance to fungal decay. The work of the second track presents the environmental impact of the citric acid-glycerol treatment. The purpose was to demonstrate that, enhancement of the service life expectancy of the siding product compensates the environmental impacts of this treatment. In the first axis, two treatments were considered, one with maleic anhydride and the second with citric acid and glycerol mixture. For the first treatment, the effects of two parameters, drying time and esterification temperature were analysed and different performance tests were performed. These tests were: dimensional stability, decay and accelerate aging. Three drying times (12 h, 18 h and 24 h) and three levels of esterification temperature (140 °C, 160 °C and 180 °C) were examined. For the second treatment, after identification, during the preliminary test, of the best catalyst, hydrochloric acid (HCl), the best ratio treatment was identified (3/1). Dimensional stability, decay, hardness and pull-off tests were performed. For a better understanding of the obtained results, qualitative analyses were performed. These were Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electronic microscopy (SEM) analysis. Weight loss analysis was also performed as a quantitative analysis. In the second axis, the environment impact of citric acid and glycerol mixture treatment was evaluated by SimaPro software v8. Ecoinvent data base and Impact2002+ impact method were also used in this part of the study. Based on the results of the second treatment (citric acid and glycerol mixture) and the literature research, service life expectancy of siding wood treated was estimated. Different scenarios defined on the basis of the service life expectancy estimated. For this aim, life cycle assessment (LCA) was used as design tool. The drying time and esterification temperature parameters affect the results obtained in the case of the first treatment. Better results in terms of dimensional stability and accelerated aging, were obtained for the samples dried for 24 h and esterified at 180 °C. The citric acid and glycerol mixture treatment improves wood dimensional stability. Decay and hardness were improved compared to untreated samples. For the pull-off test, the treatment was found to reduce coating adhesion on the wood surface. The environmental impacts of the treatment process were mainly linked to the energy consumption (electricity). Citric acid and glycerol mixture treatment improves the service life expectancy of siding and the scenario of life service that presents treated lodgepole pine wood siding as more ecofriendly than the untreated one corresponds to 55 years.

L'objectif de cette thèse est d'apporter, une meilleure compréhension de la stabilité colloïdale de dispersions aqueuses préparées à partir de particules commerciales de zircone yttriée (TZ3Y). Ces dispersions sont utilisées pour l'élaboration de matériaux céramiques Des modèles classiques (DLVO) suffisent à décrire la stabilité malgré des forces attractives élevées (constante Hamaker de 17kT). D'après les propriétés granulométriques, rhéologiques et structurales (SAXS), nous mettons en évidence que la transition d'un état liquide à un état gel viscoélastique, est surtout liée à la polydispersité des dispersions et à la métastabilité des particules de quelques dizaines de nm. Les interactions jouent cependant un rôle. En effet tandis que la transition apparaît à une fraction volumique en particules de 20%vol lorsque le système est contrôlé par des répulsions ioniques et elle apparait pour fraction volumique en particules de 30%vol dans le cas d'une barrière stérique. L'empilement dans les gels reste dense sans hétérogénéités. Enfin, dans le cas de mélanges, le rôle de nanoparticules (<10nm) de zircone et silice sur la stabilité en milieu dilué et concentré est explorée.

L’objectif de notre travail était d’étudier les bascules métaboliques chez Yarrowia li-polytica d’un métabolisme purement oxydatif vers l’accumulation de lipides puis à l’excretion d’acide citrique.Le développement d’un procédé D-stat et d’un mode de conduite fed-batch nous a permis, dans un premier temps, de quantifier les ratios N/C caractéristiques pour chacune des bascules étudiées. Nos résultats montrent que les ratios rN/rC critiques aux bascules métaboliques sont de 0,085 molN.Cmol-1 et de 0,018-0,022 molN.Cmol-1 pour l’accumulation de lipides et production de citrate, respectivement.L’analyse systémique des cultures réalisées nous a permis de mettre en évidence des mécanismes de co-régulation de certaines enzymes du métabolisme lipidique ainsi qu’une prépondérance de mécanismes post-transcriptionnels dans l’établissement des bascules étudiées.Enfin, l’utilisation de souches génétiquement modifiées au niveau de l’ATP citrate lyase, la malate déshydrogénase et de la glycérol-3-phosphate déshydogénase a permis d’évaluer l’impact de ces enzymes sur le métabolisme lipidique / This thesis aimed at studying the metabolic shifts in Yarrowia lipolytica from the pure oxidative metabolism to lipid accumulation and citric acid excretion.The development of a D-stat culture and of a monitoring fed-batch strategy allowed us to determine the N/C ratio characteristic for each of metabolic shifts. rN/rC ratio were determined equal to 0,085 molN.Cmol-1 and 0,018-0,022 molN.Cmol-1 for the lipid accumu-lation and the citric acid production, respectively.Systemic analysis of the cultivations showed coregulation phenomena among some enzymes of the lipidic metabolism and post-transcriptional modifications in the onset of the metabolic shifts.Finally, the impact of enzymes (ATP citrate lyase, malate dehydrogenase and gly-cérol-3-phosphate dehydrogenase) on the lipidic metabolism was evaluated through systemic analysis of 3 genetically modified strains

Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés au mélange de la farine de blé et du poly(acide lactique). La farine de blé, qui est composée principalement d'amidon, a été thermoplastifiée en extrudeur bivis par l'effet conjugué de la chaleur et du cisaillement en présence de plastifiants. Le poly(acide lactique) est, quant à lui, le polyester biodégradable le plus répandu à l'heure actuelle. Le mélange de ces deux phases est thermodynamiquement immiscible et peu compatible, différents leviers sont testés afin d'améliorer la qualité du mélange. Une première partie de ce travail repose sur la recherche de conditions optimales pour la transformation et le mélange des matières premières. L'extrusion bivis est utilisée à la fois pour plastifier l'amidon et pour assurer un bon mélange entre les phases. Le profil de vis et les différents équipements sont donc choisis en conséquence. Différents paramètres classiques de l'extrusion bivis sont étudiés : le profil de vis, le profil de température, le taux de remplissage… L'étude de la formulation, notamment des plastifiants utilisés pour la plastification de l'amidon mais également l'utilisation de compatibilisants pour améliorer l'interface amidon/PLA est traitée en deuxième partie. L'acide citrique est testé à la fois comme plastifiant et comme compatibilisant. Ces investigations nous ont permis de mettre au point différents grades intéressants répondant à des applications industrielles distinctes : injectabilité, souplesse, rigidité… / In this work, we have been interested in blending wheat flour and poly(lactic acid). Wheat flour, which is mainly constituted of starch, has been transformed with plasticizers in a twin-screw extruder with the effect of heat and shear. Poly(lactic acid) is the main biodegradable polyester in the world nowadays. These two phases are thermodynamically immiscible and not very compatible, different ways are tried to improve the blend quality. A first part of this work lies on the search of optimal conditions to transform and blend the raw materials. Twin-screw extrusion is used to pasticize starch and to ensure a good blending between the two phases. Screw design and different equipments have been chosen for this purpose. Classical twin-screw parameters have been studied: screw design, temperature profile, filling ratio… The study of the formulation, more particularly of plasticizers for starch plasticization but also of compatibilizers to improve starch/PLA interphase is tackled in a second part. Citric acid is tested as a plasticizer but also as a compatibilizer. These researches have allowed to develop interesting formulations for industrial applications: possibility of processing by injection-molding, flexibility, rigidity…

Les nanoparticules d'oxyde de fer de structure spinelle ouvrent de nombreuses voies dans le domaine biomédical. Parmi les applications possibles, les propriétés superparamagnétiques des cristallites d'une dizaine de nanomètres permettent de les utiliser pour le diagnostic médical, notamment en Imagerie par Résonance Magnétique (IRM).Ce travail a consisté à élaborer des suspensions colloïdales de nanoparticules de magnétite ou de maghémite (nommées USPIO pour Ultrasmall SuperParamagnetic Iron Oxide) compatibles avec les conditions physiologiques (pH = 7,4 et [NaCl] = 0,15 M).Par co-précipitation classique, des USPIO, de taille de cristallites de 8 nm, de surface spécifique de 110 m².g-1 et agrégés en assemblages d'environ 20 nm ont été obtenus. Pour stabiliser ces nano-objets, deux voies ont été explorées. Des agents électrostatiques (acide citrique et DMSA) ont modifié la charge nette de surface des oxydes de fer. La stabilisation stérique a également été explorée par greffage de méthoxy-PEG couplés à des fonctions silanes (mPEG-Si). Par combinaison de mPEG2000-Si et de DMSA, des suspensions stables ont également été obtenues. De plus, les fonctions thiols apportées par le DMSA et présentes à la surface des agrégats se trouvent protégées de leur oxydation naturelle par l'encombrement stérique des chaînes de polymère (la formation de ponts disulfures est évitée). La post-fonctionnalisation de ces nanoparticules via ces fonctions thiols est alors possible plusieurs semaines après leur synthèse. Ce concept a été validé par post-greffage d'un fluorophore (0,48 RITC/nm²) pour la détection in vitro en microscopie à fluorescence.En parallèle de cette étude en " batch ", des nanoparticules d'oxyde de fer ont été synthétisées en continu à l'aide d'un procédé hydrothermal pouvant s'étendre au domaine eau supercritique. En voie hydrothermale classique, des USPIO stabilisés par des ions citrates ont été obtenus en continu. Grâce aux propriétés physicochimiques de l'eau supercritique, la co-précipitation de magnétite a été possible sans l'utilisation de base.La cytotoxicité et l'internalisation cellulaire de ces USPIO ont été évaluées sur trois modèles cellulaires (macrophages RAW, hépatocytes HepG2 et cardiomyocytes) et les efficacités comme agents de contraste en IRM de ces nanoparticles ont été mesurées sur gel et sur modèle murin et comparées à un agent de contraste commercial à base d'oxyde de fer. Les nanohybrides étudiés n'ont pas présenté de cytotoxicité et ont développé des pouvoirs contrastants comparables à l'agent commercial. La biodistribution hépatique des nanoparticules couplées au mPEG-Si a été retardée de plus de 3 heures ouvrant la voie à des détections spécifiques.

Des produits de consommation de première nécessité aux produits les plus fortuits, l'emballage, en particulier plastique, constitue aujourd'hui un élément indispensable de notre vie quotidienne. Son utilisation intensive dans le domaine agroalimentaire pour un usage unique à courte durée de vie incite aujourd'hui à s'orienter vers de nouveaux matériaux d'origine renouvelable et biodégradables, aux caractéristiques similaires que leurs homologues issus des ressources fossiles. Les mélanges à base de biopolymères et de biopolyesters peuvent être une bonne alternative. Dans ce présent travail de thèse, des mélanges de farine de blé, thermoplastifiée par du glycérol et de l'eau, et des polyesters biosourcés et biodégradables tels que le PLA et/ou le PHB ont été obtenus par extrusion bivis et moulés par injection thermoplastique. Les caractéristiques thermiques, thermomécaniques dynamiques, morphologiques, mécaniques et barrières de ces nouveaux matériaux ont été étudiés. De l'acide citrique a été utilisé comme agent de compatibilisant pour améliorer l'interface amidon/PLA. Les différentes investigations nous ont permis de mettre au point différents types de formulations aux caractéristiques mécaniques et barrières à la vapeur d'eau intéressantes pour la fabrication de corps de barquettes d'emballage alimentaire de denrées périssables comme la viande ou les fromages. L'aptitude au contact alimentaire des matériaux farine thermoplastifiée/polyester et l'impact de l'incorporation des polyesters sur la biodégradabilité de ces matériaux ont également été étudiés. / From basic and essential to unnecessary and optional consumer products, packaging, particularly plastic, is today an indispensable part of our daily life. Its extensive use in the food industry for a single use and for a short shelf-life encourages us today to move towards new renewable and biodegradable materials with similar characteristics than their counterparts from fossil resources. Biopolymers and biopolyesters blends can be a good alternative. Within the framework of this present work, wheat flour, thermoplasticised by glycerol and water, and biobased and biodegradable polyesters such as PLA and/or PHB, were blended using an industrial twin screw extruder and were injection-molded into thermoplastic materials. Thermal, dynamic thermomechanical, morphological, mechanical and barriers properties of these new materials were studied. Citric acid was used as a compatibilizer to improve the interface starch/PLA. The different investigations have allowed us to develop various types of formulations, with mechanical characteristics and barrier properties to water vapor, very attractive for manufacturing plastic food packaging which can be used for meats or cheeses. Food contact suitability and biodegradability of thermoplasticised wheat flour/polyester materials have also studied.