Au Canada, l’utilisation d’amidon modifié dans le yogourt est usuel afin d’éviter des défauts de qualité comme la synérèse. Malgré cet ajout, les défauts demeurent. Les exopolysaccharides (EPS) produits naturellement par certaines bactéries lactiques suscitent un intérêt technologique dus à leur capacité de rétention d’eau et à moduler la viscosité. La structure des EPS et leurs interactions avec les protéines seraient responsables de ces effets plutôt que de la concentration produite. Jusqu’à présent, aucune étude n’a été réalisée sur l’utilisation conjointe d’amidon modifié et d’EPS dans les yogourts. Le but de ce travail était d’étudier le rôle structural des EPS produits in situ par certaines bactéries lactiques sur les propriétés rhéologiques/physiques (formation de gel, fermeté, viscosité, synérèse) et la microstructure de systèmes laitiers avec amidon modifié. Quatre ferments constitués chacun d’une souche de Streptococcus thermophilus et d’une souche de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, produisant des EPS aux caractéristiques structurales connues, ont été utilisés: HC15/210R (contrôle), HC15/291 (EPS neutre, rigide, peu ramifié), HC15/702074 (EPS neutre, flexible, hautement ramifié), 2104/210R (EPS chargé, rigide, linéaire). Le pH final de 4.6 a été atteint pour tous les ferments après 180-210 minutes à 42 C. Le processus de formation de gel n’a pas été influencé par la présence d’EPS. La comparaison de plusieurs EPS aux structures connues a permis d’établir que l’EPS chargé du ferment 2104/210R améliorait la fermeté en plus de contribuer à la viscosité. L’EPS neutre, rigide et peu ramifié du ferment HC15/291 améliorait significativement la viscosité et la rétention du sérum comparativement à l’EPS neutre, hautement ramifié et flexible du ferment HC15/702074. Malgré que le lissage ait diminué significativement les propriétés rhéologiques/physiques des systèmes laitiers, la fonctionnalité des EPS est maintenue. L’ajout d’amidon modifié a amélioré les propriétés rhéologiques/physiques des systèmes laitiers brassés tandis que peu d’effets ont été observés pour les systèmes laitiers fermes. Finalement, ce travail a démontré qu’il est possible d’améliorer les propriétés rhéologiques/physiques de systèmes laitiers par l’utilisation conjointe d’EPS aux caractéristiques structurales spécifiques et d’amidon modifié. / In Canada, modified starch addition in yoghurt is frequent in order to limit technological defects such as syneresis. Despite the addition of modified starch, technological defects still occur. Exopolysaccharides (EPS) produced naturally by some lactic acid bacteria can be used as stabilizers in yoghurt. Literature indicates that their properties to bind water and to modulate viscosity are not correlated to EPS concentration but to their structure and interactions with milk proteins. To our knowledge, this is the first work that has studied the effect of combined use of modified starch and EPS in yoghurt. The aim of this work was to study the structure-function relationship of EPS produced in situ by lactic acid bacteria on the rheological/physical properties (gel formation, viscosity, firmness, stiffness) and the microstructure of fermented dairy systems with modified starch. Four starters composed of one strain of Streptococcus thermophilus and one strain of Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus and producing EPS with known structure were studied: HC15/210R (control), HC15/291 (neutral, stiff, few branched EPS), HC15/702074 (neutral, flexible, highly branched EPS) and 2104/210R (anionic, stiff, linear, EPS). A final pH of 4.6 was obtained after a fermentation of 180-210 minutes à 42 C for all starters. The gel formation process was not influenced by the presence of EPS. The comparison of several EPS of known structure has shown that the anionic EPS from 2104/210R starter improved firmness and viscosity. Neutral, stiff and few branched EPS from HC15/291 starter contributed to viscosity and limited syneresis comparatively to the neutral, flexible and highly branched EPS from HC15/702074 starter. Although the smoothing process had a negative impact on the values of all rheological/physical properties of fermented dairy systems, the functionality of EPS remained. The addition of modified starch improved the rheological/physical properties of stirred fermented dairy systems but had no effect on set fermented dairy systems. To conclude, this work has shown that the rheological/physical properties of fermented dairy systems may be improved by the combination of modified starch and EPS with specific structural characteristics.

Vingt-quatre vaches ont été utilisées afin d’évaluer les effets du rapport fourrages:concentrés et de l’ajout d’huile de lin dans la ration sur les profils en acides gras et en lactones du lait. L’huile de lin a fait augmenter les concentrations de 18:3 cis-9, cis-12, cis-15 dans le gras du lait, et ces augmentations ont été plus importantes avec les rations riches en concentrés. L’huile a également fait augmenter les teneurs en 18:1 trans 13 et en 18:2 cis 9, trans 13, tandis que le 18:3 cis 9, trans 13, cis 15 n’a pas été détecté. La teneur en γ-12:0 a été plus élevée dans le lait avec la ration riche en concentrés et contenant de l’huile, mais aucun effet n’était apparent lorsque l’huile était ajoutée à la ration faible en concentrés. Finalement, la teneur en γ-12:1 a été plus élevée avec les rations riches en concentrés, tandis que la γ-12:2 n’a pas été détectée.

L'effet des traitements hydrothermiques et l’effet des arômes sur la structure de l'amidon et de ses propriétés physiques ont été étudiés. L’amidon de blé natif a été traité à 2 hydratations différentes (rapports eau-amidon: 50/50 et 80/20 g/g) et à 2 températures (65 et 85 °C) en présence d’ arômes (hexanoate d'éthyle et de 2-hexanone). Les échantillons fraîchement préparés ont été soumis à l’analyse calorimétrique (AED) et au dosage d’ arôme. Aucun complexe d'inclusion entre amidon et arôme n’a pu être détecté par AED cependant le résultat de l'analyse aromatique a prouvé qu'il y avait des interactions arôme-amidon. Les deux composés d’arôme (hexanoate d'éthyle et 2-hexanone) ont interagi avec l'amidon à des teneurs comparables. Les pertes d’arômes ont été trouvées les plus élevées dans les échantillons traités aux plus hautes hydratation et température . La perte d’arôme était principalement liée à l’évaporation lors des traitements hydrothermiques. Après les traitements hydrothermiques, les échantillons ont été lyophilisés ont montré une stabilité d’arôme à la lyophilisation. Les échantillons lyophilisés ont été soumis à diverses études: DSC (Tg), RVA, la taille des granules, XRD, WAXS, SAXS étude et de stockage. Les traitements hydrothermiques ont conduit à des échantillons avec des propriétés différentes. A haute hydratation, la température influence la taille des granules et des propriétés rhéologiques à la cuisson (pasting). Les échantillons chauffés à 65 °C présentaient des tailles de granules significativement plus importantes, une viscosité maximale (en RVA) inférieure à celles des échantillons chauffés à 85 °C mais de significative différence en % de cristallinité. A faible hydratation, la température de chauffage n’avait pas d’influencer significative sur la taille des granules, mais un effet significatif sur les propriétés rhéologiques à la cuisson, le degré de cristallinité et le profil SAXS. Les échantillons chauffés à 65°C avaient une viscosité maximale supérieure , un degré de cristallinité plus élevé et des pics SAXS plus importants qu’après un chauffage à 85 °C. La teneur résiduelle en arôme n'a eu aucune influence significative sur la structure, mais semble affecter les propriétés rhéologiques à la cuisson. En ce qui concerne l'étude à la conservations, les échantillons ont été stockés à 58 et 75% d'humidité relative et étudiés par analyse SPME, par extraction d’arôme et par AED pour un suivide relaxation d’enthalpie après de 2, 4 et 14 semaines de stockage. Les échantillons avaient une plus grande libération de l'arôme à 75% HR et l’hexanoate d’éthyle montré une plus grande libération de 2-hexanone. Les échantillons ont montré une augmentation de relaxation d'enthalpie de lors d'un stockage. / The effect of hydrothermal treatments and flavours addition on starch structure and its physical properties were studied. Native wheat starch was treated at 2 different hydrations (water-starch ratios: 50/50 and 80/20 g w/w) and temperatures (65 and 85 °C) in the presence of flavours (ethyl hexanoate and 2-hexanone). The freshly prepared samples were subjected to DSC and flavour analysis. Flavour inclusion complex could not be detected by DSC, however the result of flavour analysis proved that there were flavours interactions with starch. Both ethyl hexanoate and 2-hexanone interacted with starch at similar rates. The highest flavour loss was found in the samples at high hydration and heated at 85 °C. The loss of flavour was mainly due to vaporisation during hydrothermal treatments. After hydrothermal treatments, the samples subjected to freeze-drying and they showed flavour stability upon freeze-drying. The freeze-dried samples were subjected to various studies: DSC (Tg), RVA, granule size, XRD, WAXS, SAXS and storage study. The hydrothermal treatments resulted in samples with different properties. At high hydration, temperature influenced granule size and pasting properties. The samples heated at 65 °C had significantly greater granule diameter, lower peak viscosity than samples heated at 85 °C and no significantly difference in % crystallinity. At low hydration, heating temperature had no significantly influence on granule diameter but significantly affected pasting properties, % crystallinity and SAXS profile. The samples heated at 65 °C had a greater peak viscosity, % crystallinity and greater peak on SAXS than after a treatment at 85 °C. The residual flavour contenthad no significant influence on structure but affected pasting properties. Regarding storage study, the samples were stored at 58 and 75 % RH and withdrawn for SPME, flavour residual extraction and DSC (enthalpy of relaxation) at 2, 4 and 14 weeks of storage. The samples had greater flavour release at 75% RH and ethyl hexanoate showed greater release than 2-hexanone. The samples showed increasing of enthalpy relaxation upon storage.

La cellulose, composé organique le plus courant et polysaccharide le plus abondant sur Terre, est une ressource naturelle très importante. Les initiatives pour remplacer totalement ou partiellement les polymères pétrochimiques conventionnels avec des bio-polymères à base de cellulose ont donc attiré l'intérêt des chercheurs ces dernières décennies, non seulement parce que la cellulose est renouvelable et biodégradable, mais aussi en raison de ses propriétés intéressantes telles que la biocompatibilité et la stabilité chimique. De plus, les propriétés de cellulose peuvent être encore améliorées par des procédés chimiques, des modifications physiques ou en préparant des composites avec des charges fonctionnelles.Les études concernant d'étudier plusieurs aspects fondamentaux comme la dissolution de la cellulose afin de produire des matériaux et le test de nouveaux concepts autour de la modification de surface ou des revêtements, à l'échelle du laboratoire. Nous présentons dans ce manuscrit nos travaux concernant la caractérisation de solutions de cellulose dans deux solvants différents (hydroxyde de sodium aqueux et un liquide ionique) et la préparation de deux nouveaux types de matériaux à base de cellulose (un matériau hybride cellulose-amidon et un composite cellulose-noir de carbone), qui sont tous les deux préparés à partir de ces solutions de cellulose. / Cellulose, as the most common organic compounds on Earth, and also the most abundant polysaccharide, is definitely an important natural resource. With the initiatives of replacing (partially) the conventional petrochemical polymers by bio-based polymers, cellulose has regained the researchers' interests in the last few decades, not only because it is renewable and biodegradable, but also due to interesting properties such as biocompatibility and chemical stability. Additionaly, cellulose properties can be further enhanced by chemical/physical modification or making composites with functional fillers.This study was to investigate several fundamental scientific aspects as cellulose dissolution, making cellulose-based materials from solutions, and test of new concepts as surface modification or coating at laboratory scale. We studied and will present in this manuscript the characterization and properties of both cellulose solutions in different solvents (aqueous sodium hydroxide and ionic liquid) and two types of cellulose-based hybrid materials (one with starch and the other with carbon black), which were all prepared from dissolved cellulose.

L'état actuel de l'art lié à la technologie de conversion de la biomasse a, jusqu'à présent,principalement concerné les méthodes enzymatiques, éventuellement couplées à des prétraitements thermomécaniques ; les biomasses concernées sont généralement riches en cellulose, mais le matériel à haute teneur en amidon brut est également important des deux points stratégique et économique. Notre nouvelle stratégie est une contribution à l’étude de ce dernier type de biomasses riches en amidon, en vue d’une conversion comportant une seule étape de transformation en oligosaccharide et en glucose, à l’aide de la technologie thermo-mécanique de Détente Instantanée Contrôlée DIC. Cette opération a été étudiée,analysée, modélisée et optimisée. Contrairement à un traitement thermique conventionnel,la technologie DIC comporte deux étapes incluant l’instauration d’un vide capable d'accroître l'accessibilité de la vapeur dans la biomasse, puis d’une étape de vide final en vue de réduire la génération de molécules de dégradation thermique du glucose. L’analyse des composés (oligosaccharides, glucose…) a été réalisée ; elle a pu démontrer que le process était étroitement associée à la sévérité du traitement brut. Le prétraitement DIC de faible sévérité mène à des rendements élevés en fractions oligo saccharidiques avec une petite fraction de glucose. Par contre, le traitement DIC de haute sévérité permet d’accéder au glucose comme principal produit final. Au cours de l'étude exploratoire, le cycle de vide et de haute pression d'humidité a été établi, avec comme facteur de réponse le taux de conversion de l'amidon en glucose brut. Les deux facteurs de pression de vapeur d’eau et de vide ont été combinés ensemble afin d'optimiser trois autres facteurs opératoires : la concentration d'acide, le couple de pression/température et le temps de traitement. Le traitement DIC de haute sévérité a été démontré comme étant capable de convertir près de50% d'amidon brut en glucose à l'étape du simple et unique traitement thermomécanique.Une autre étape du processus a été impliquée : il s’agit de l'hydrolyse à l’acide dilué, souvent à la suite du prétraitement DIC. Au cours de l’étape d'optimisation du prétraitement DIC, la méthodologie de surface de réponse a été utilisée pour aider au développement de modèles cinétiques auto-hydrolysés DIC. D'autre part, les modèles empiriques de la cinétique ont été développés. Dans le cas de faible sévérité, le modèle aboutit à des réponses étroitement associées aux deux limites inférieures et supérieures de la concentration acide et du temps de traitement. Par contre, ces modèles quand ils sont obtenus à de niveaux de traitement grande sévérité, ont été jugés seulement associés aux valeurs supérieures de ces paramètres opératoires. Cette observation a été déduite de l’équation polynomiale utilisée, tandis que les modèles cinétiques ont été basés sur une série exponentielle. Une série polynomiale de plus grand ordre serait donc nécessaire pour pouvoir explorer avec précision les données de la surface de réponse pour ce genre d'analyse approfondie à tous les niveaux des facteurs.Lors de l'étape d'optimisation de l’hydrolyse dans une solution d'acide dilué, le premier modèle cinétique consécutive a été développé pour étudier les mécanismes de conversion des polysaccharides totale en glucose et en ses produits de dégradation. Le modèle empirique de surface de réponse a été utilisé pour étudier les effets de facteurs pendant le processus opératoire. La teneur en humidité et le cycle de vide ont été des facteurs communs. Plus le temps de traitement est court et plus la température est élevée, et plus la génération du glucose est importante. Cette étude montre que le traitement DIC de haute sévérité est capable de convertir les polysaccharides totaux en glucose avec une faible dégradation du glucose. Les produits solides résiduels pourraient également faire l’objet d'un traitement enzymatique. / Present state of art related to biomass conversion technology so far was found to concentrate on an enzymatic process, coupled with thermal pretreatment on biomass rich in cellulose. Biomass that rich in crude starch is also important in terms of strategic and economic point of view. The main objective of this study is to adopt a new strategy for a single step conversion of a crude starch material into oligosaccharide and glucose utilizing DIC technology. In contrast to existing thermal based pretreatment, DIC technology involves two vacuum cycles; first vacuum cycle was to increase steam accessibility on biomass and to reduce generation of steam condensate thus avoid losing of monosaccharide and hemicelluloses, while second vacuum cycle was to reduce potential thermal degradation of glucose. Distributions of products formed were found to be closely associated with severity of treatment on crude starch material. At lower DIC severity, pretreatment favors the formations of high oligosaccharide composition with small fraction of glucose; while at high DIC severity, pretreatment favors formation of high glucose as a major end product. During an exploratory study to establish the relevant reaction factors; vacuum cycle and moisture content were the two main factors influencing the conversion of crude starch into glucose.DIC starch conversion into glucose was found to be moisture dependent. Both factors were combined together to optimize the other three factors: pressure/temperature, treatment times, and acid concentration. High DIC severity treatment alone could convert nearly 50% of crude starch into glucose. During DIC optimization, an experimental design was developed and tested with DIC pretreatment in order to obtain a second order polynomial mathematical model that was then applied for response surface methodology (RSM). The interaction nature of above factors was examined and was found they depend on DIC treatment severity. Two experimental designs with low and high DIC severity were developed; Low DIC severity (acid: 0.01-0.05 molar, time: 0.5-3.0 min) and High DIC severity (acid: 0.05-0.20 molar, time: 3.0-10.0 min) with similar temperature range (144-165oC) were used. Data mining operation was done on RSM model to develop a kinetic model at both treatment severities. Kinetic data, including rate constant and activation energy were calculated from kinetic models of both severities to compare with actual dilute acidhydrolysis kinetic studies on two DIC treated samples. It was found that activation energy (Ea)for glucose generation at High DIC severity (Ea: 59.44 kJ/mol) was lower than at optimum dilute acid hydrolysis (Ea: 91.30 kJ/mol); while for glucose degradation, Ea was higher with High DIC severity (Ea: 144.12 kJ/mol) if compared to dilute acid hydrolysis (Ea: 45.14 kJ/mol).This indicates that glucose generation with DIC requires less energy while its degradation needs high energy. This combination was required to maximize glucose generation and minimize glucose degradation. Further studies with non-isothermal state during DIC and dilute acid hydrolysis support this finding. In normal polysaccharide conversion to low molecular weight (LMW) oligosaccharides and glucose procedures; two process steps were involved, namely the first process involved thermal pretreatment followed by a second process with dilute acid hydrolysis. In the present work, attempt was made to exclude dilute acid hydrolysis stage in order to establish that DIC process alone is sufficient for total polysaccharides conversion into LMW mainly glucose fraction. Information gathered from quantitative and statistical analysis on (i) exploratory studies, (ii) kinetic models from RSM of DIC process and (iii) kinetic data based on experimental works during dilute acid hydrolysis study; support the assumption that DIC treatment alone is sufficient for the total conversion required.

L’industrie de traitement de surfaces (TS) utilise de nombreux produits chimiques, en particulier des métaux toxiques et des substances organiques, qui sont connus pour être nocifs vis-à-vis des humains et de l’environnement. En raison d’une réglementation de plus en plus stricte, les effluents contenant des métaux lourds (Zn, Cu, Ni, Fe, Al, Cr, etc.) et de la charge organique caractérisée par le paramètre DCO (demande chimique en oxygène) doivent être traités. Il existe une grande variété de procédés de traitement des eaux usées provenant de la filière traitement de surface. En général, les systèmes conventionnels dedétoxification se composent principalement d’un ajustement de pH, d’une oxydation des cyanures et d’une réduction des chromes, suivi d’une précipitation sous forme d’hydroxydes et d’une clarification, et parfois d’une étape d’adsorption sur charbonpour enlever la DCO résiduelle. Cependant, la technologie sur charbon actif présente plusieurs problèmes tels que la saturation rapide et des problèmes de colmatage et de régénération des réacteurs. Comme les résines d’échange d’ions, leur utilisation est restreinte due au coût élevé. Pour ces raisons, la plupart des petites et moyennes entreprises ne peuvent pas utiliser de tels traitements. Ainsi, afin de répondre à ces problématiques, de nombreuses études sont menées pour trouver des alternatives peu coûteuses, qui soient efficaces et acceptables pour un usage industriel. Dans cette étude, la bio-adsorption sur un bio-adsorbant d’amidon réticulé a été utilisée pour retenir les métaux et la DCO contenus dans différents effluents industriels. L’adsorption a été étudiée en fonction du temps de contact, de la masse d’adsorbant et de la charge polluante (concentration, nature). L’influence de ces paramètres sur l’efficacité d’adsorption a été évaluée en utilisant une méthode conventionnelle en mode cuvéedite méthode en batch. Les résultats ont montré que le matériau présente des capacités d’adsorption élevées vis-à-vis des ions métalliques, ce qui permet de diminuer les concentrations métalliques en dessous des valeurs réglementaires. Des résultats similaires ont été obtenus vis-à-vis de la charge organique, et ceci quelque soit le type d’effluent. Afin d’évaluer l’impact des rejets industriels provenant de quatre entreprises différentes de TS, nous avons effectué des tests écotoxicologiques normalisés basés sur l’utilisation de graines de laitue Lactuca sativa. Nous avons mesuré le taux de germination, la longueur et la masse deslaitues. Les résultats ont permis de comparer la toxicité des quatre rejets: les rejets contenant du cuivre et du nickel ont un impactbeaucoup plus élevé que ceux contenant du zinc ou de l’aluminium. De plus, les tests de germination effectués à l’aide de solutions synthétiques ont confirmé que les mélanges de métaux présentent une toxicité plus élevéeque celle de leurs constituants considérés isolément. Les testsde phytotoxicitéont été également réalisés sur les rejets industriels avant et après adsorption. Ces tests biologiques ont confirmé l’efficacité du procédépour diminuer fortement la toxicité du rejet. L’abattement chimique et la réduction de la toxicité ont démontré que la bio-adsorption sur un matériau non-conventionnel peut être une étape de finition intéressante pour la détoxification des rejets industriels.Enfin, les tests biologiques normalisés sont rapides, faciles à mettre en œuvre et parfaitement reproductibles. Ils pourraient être utilisés en routine pour évaluer les impacts d’un rejet industriel, même lorsque celui-ci satisfait aux exigences réglementaires / The surface-treatment industry consumes an important range of chemicals, in particular toxic metals and organics that are known to be harmful to humans and environnment. Because of more and more stringer regulations, effluents polluted with heavy metals and organics characterized by chemical oxigen demand must be treated.[...]

Le processus de production du sucre industriel génère de grandes quantités de déchets et sous-produits. Parmi ces sous produits, la pulpe de betterave à sucre présente une voie de valorisation importante puisqu’en France, elle représente environ 1,3 millions de tonnes de matière sèche par an et en particulier en Champagne-Ardenne qui a produit 23% du betterave français en 2010. Cette thèse vise à élaborer un agro-matériau à base de pulpe de betterave et d’amidon pour l’usage dans le bâtiment afin de réduire les consommations énergétiques et d’améliorer le confort hygrothermique des occupants. Pour cela il est nécessaire d’étudier de façon approfondie les propriétés physico-chimiques de la pulpe de betterave et de son interaction avec l’amidon pour différentes formulations. Des techniques d’analyse de surface et d’imagerie microscopique seront utilisées. Les domaines de recherche à explorer concernent les transferts et les propriétés hygrothermiques, les propriétés mécaniques et acoustiques. / The industrial sugar production process and generates large volumes of waste and byproducts. One such byproduct is sugar beet pulp, which in France represents approximately 1,300,000 tons of dry matter per year especially in the region of Champagne-Ardenne which produced 23% of French sugar beet in 2010. The aim of this work is to elaborate a green material made of sugar beet pulp and starch as binder to be used in buildings in order to reduce energy consumption and increase indoor hygrothermal comfort. For this purpose, physico-chemical properties of beet pulp and its interaction with starch will be studied deeply and for different binder formulations. Surface analysis and microscopic imagery processing techniques will be used. Physical properties such as hygrothermal, mechanical and acoustic properties will be evaluated also.

Les relations entre l'activité de la source et l'activité du puits contrôlent en grande partie la croissance des plantes. Ces activités varient au cours du développement, mais aussi en réponse à des changements des conditions environnementales. Notre étude avait pour but d'identifier le rôle du métabolisme carboné dans la réponse de la croissance d'E. americanum à la modulation des activités de la source et du puits. Dans une première partie, l'activité du puits est modulée par la température de croissance. Aux fortes températures, l'activité du puits est plus élevée, alors que sa capacité est réduite. Ces effets, dus à la modulation du métabolisme du saccharose, mènent à une saturation précoce en amidon des bulbes à forte température. Par la suite, la baisse de la demande en carbone du puits induit un rétrocontrôle négatif de l'activité photosynthétique et finalement, la sénescence foliaire. À l'inverse, l'activité du puits à faible température est en rythme avec l'accroissement de la capacité, menant à une biomasse supérieure du bulbe en fin de croissance épigée. Dans une seconde partie, l'activité de la source est modulée en changeant la concentration en CO2 et en O3. Malgré la stimulation de la source sous fort CO2 et son inhibition sous fort O3, l'accumulation d'amidon et la biomasse du bulbe ne sont pas affectées. En effet, le surplus de carbone parvenant au puits est brûlé par la voie alternative de la respiration, celle-ci étant stimulée par l'activité de l'enzyme malique. La voie alternative de la respiration évite ainsi une saturation hâtive en amidon et éventuellement, une sénescence foliaire précoce. Dans une dernière partie, l'activité de la source est modulée par l'irradiance et la photopériode. L'accumulation d'amidon varie en fonction de la photopériode alors que l'irradiance n'a aucun effet. De plus, l'activité photosynthétique est inhibée très précocement sous longue photopériode. Cette inhibition semble due à un déséquilibre entre la quantité totale de carbone fixé par jour et son utilisation suite à son transfert au sein du bulbe. Nous pouvons donc conclure que les régulations du métabolisme carboné permettent d'ajuster l'activité du puits à la capacité de celui-ci chez l’E. americanum / Relationships between source and sink activities largely control the growth of plants. Both activities vary during development as well as in response to changes in environmental conditions. The aim of our study was to identify the role carbon metabolism plays in the response of E. americanum growth to changes in source and sink activities. Firstly, sink activity is modulated by changing growth temperature. Sink activity is higher at higher temperatures, whereas sink capacity is more restricted. These effects, due to the modulation of sucrose metabolism, lead to an earlier starch saturation of bulbs at higher temperature. Thereafter, the reduction in carbon sink demand induces a feedback inhibition of photosynthetic activity and finally, leaf senescence. In contrast, sink activity at low temperature is more in rhythm with the increasing sink capacity, leading to larger bulbs at the end of the epigeous growth season. Secondly, source activity is modulated by changing CO2 and O3 concentrations. Despite a stimulation of the source activity under high CO2 and its inhibition under high O3, neither plant growth nor starch accumulation was affected. Indeed, excess carbon translocated within the sink is burned by the alternative respiratory pathway. This pathway is stimulated by malic enzyme. Alternative respiratory pathway thus avoids an early starch saturation of the bulb and eventually, an early leaf senescence. Finally, source activity is also modulated by changing irradiance and photoperiod regimes. Starch accumulation changes in response to photoperiod but not to irradiance. Furthermore, photosynthetic activity is inhibited early in the season under long photoperiod. This inhibition seems due to an imbalance between the total amount of carbon fixed per day and its utilisation following translocation to the bulb. We can thus conclude that regulation of carbon metabolism allow to adjust sink activity to sink capacity in E. americanum.

En réponse à une forte croissance démographique mondiale, et notamment africaine, il est nécessaire d’anticiper les besoins de la population en terme de bâtiment. Il s’agit alors de développer des matériaux alternatifs présentant des performances multi-physiques adéquates tout en ayant un faible impact sur l’environnement. Ce travail porte sur l’élaboration et la caractérisation de composites utilisables comme produits constructifs de partition (cloison, faux plafonds). La sélection des matières premières intègre des critères de développement durable, en considérant leur disponibilité locale mais également leur empreinte en terme d’épuisement des ressources (matériaux recyclés ou bio-sourcés). Les liants utilisés sont le plâtre, l’amidon de pomme de terre et l’amidon de manioc. Les charges sont la fibre de bois, la ouate de cellulose et les granules de papiers, pour une valorisation originale en matériau de construction. Les performances des composites développés sont évaluées d’un point de vue mécanique, hygrique, thermique et en terme de résistance au feu. Ces travaux ont montré la faisabilité et l’intérêt de tels composites. Ceux-ci peuvent notamment être utilisés pour leur qualité de régulateur hygrique et de correcteur thermique. / Due to strong global population growth, and particularly African, the population’s needs in terms of building have to be anticipated. The aim is to develop alternative materials with adequate multiphysical performances and low impact on the environment. This work investigates the elaboration and characterization of composites to be used as constructive partition products (partitions, false ceilings). The selection of raw materials takes into account sustainable development criteria, considering both the local availability of materials and their footprint in terms of resource depletion (recycled or bio-sourced materials). The binders used are plaster, potato starch and cassava starch. The loads are wood fiber, cellulose wadding and paper granules, for an original valorisation in building material. The performances of the developed composites are evaluated from a mechanical, hygric, thermal and fire resistance point of view. This work has shown the feasibility and the interest of such composites. These can in particular be used for their quality of hygric regulator and thermal corrector.

Dans le cadre du développement durable, les nouvelles réglementations en matière d'isolation thermique dans le secteur du bâtiment, conduisent les chercheurs à la recherche de nouveaux matériaux pour constituer des systèmes économes en énergie tout en assurant le confort de l'habitat. Cette recherche s'est très vite dirigée vers l'utilisation de matériaux issus de la matière végétale. Parmi les nouveaux matériaux à base végétale, le chanvre est le plus utilisé dans la construction. Les recherches effectuées jusqu'à ce jour ont permis de déterminer les propriétés physiques de ce matériau. Ces valeurs ne reflètent que partiellement le confort ressenti dans les locaux dont les parois sont en béton de chanvre. L'objectif de cette thèse est d'étudier le comportement hygrothermique du béton de chanvre au niveau d'une paroi et à l'échelle d'un local. La première partie de cette thèse est consacrée à l'étude bibliographique liée aux intérêts d'utilisation du béton de chanvre puis sa performance est comparée aux autres matériaux du génie civil. Après avoir présenté le modèle des transferts hygrothermiques dans le bâtiment ainsi que l'environnement de simulation SimSPARK, adapté à la résolution des systèmes d'équations non linéaires, les simulations ont été effectuées à l'échelle d'une paroi simple, d'une paroi multicouche et du bâtiment afin de valider les modèles par rapport à des résultats trouvés dans la littérature. La deuxième partie est consacrée à l'étude du comportement hygrothermique d'une paroi et d'un local en béton de chanvre sous des conditions climatiques statique et dynamique. Les résultats obtenus pour les conditions hivernales réelles ont montré que la combinaison de la ventilation hygroréglable avec la capacité de sorption des parois en béton de chanvre permet de réduire de 12% les besoins énergétiques par rapport à une ventilation classique. Enfin, la dernière partie est consacrée à l'étude préliminaire d'un nouveau matériau 100% végétal à base d'une matrice d'amidon de blé et de chènevotte. Sa performance hygrothermique dans le bâtiment est mise en évidence pour les conditions climatiques de Nancy.