Le vieillissement est un processus physiologique au cours duquel l’ensemble de l’organisme voit son fonctionnement modifié. Il s’agit d’un remodelage génotypique et phénotypique, en lien avec le stress oxydatif. Les molécules antioxydantes comme les composés phénoliques (CP) ont pris une place importante dans la diète humaine, à titre de compléments alimentaires et/ou à titre thérapeutique. Toutefois, les conséquences d’un usage à long terme de ces molécules visant à reverser les effets du vieillissement sur les fonctions organiques, restent encore mal élucidées. Dans ce contexte, et compte tenu de notre intérêt pour le cœur, le rein et le microbiote intestinal, l’objectif de cette thèse est d’évaluer, sur de jeunes rats mâles, les effets des CP administrés à différentes concentrations, pendant quatorze mois. Les groupes traités par les CP ont montré une préservation, avec l’âge, de la performance cardiaque par rapport aux témoins non traités. De plus, les myocardes de rats âgés traités ont présenté de moindres signes d’inflammation, de fibrose et d’apoptose que les témoins. Ces modifications sont soutenues par un remodelage du niveau d’expression protéique des marqueurs de l’hypertrophie et du stress oxydatif, et des résultats préliminaires suggèrent une activation du courant potassique KATP en présence des CP sur les myofibroblastes. Le tissu rénal conserve son architecture normale avec l’âge chez tous les groupes. Enfin, les métabolites issus des CP ont montré une modulation sélective du microbiote intestinal vers un phénotype sain. Nos travaux montrent dans un modèle murin qu’une consommation régulière de CP permet de préserver le cœur, les reins et le microbiote du remodelage lié au vieillissement. / Aging is a physiological process in which the entire body sees its normal functional capacities modified. It is associated with a genotypic and phenotypic remodeling, related to oxidative stress. Antioxidant molecules such as phenolic compounds (PC), have taken an important place in the human diet, as food supplements and/or as therapeutics. However, the consequences of long-term use of these molecules to reverse the effects of aging on organic functions, remain poorly understood. In this context, and considering our interest for the heart, the kidney and the intestinal microbiota, the aim of this thesis is to evaluate, in young male rats, the effects of PC administered at different concentrations for a period of fourteen months. PC treated groups showed a dose-dependent preservation of cardiac morphology and performance compared to control untreated ones. Additionally, myocardia from treated aged rats exhibited less inflammation, fibrosis and cardiomyocyte apoptosis than controls. These modifications were supported by a remodeling of the proteins level expression of the markers of hypertrophy and oxidative stress, and preliminary data suggest a concomitant activation of potassium current KATP on myofibroblasts in the presence of PC. Renal tissues retained their normal architecture with age in all groups. Finally, derived-metabolites from PC showed a selective modulation of intestinal microbiota towards a healthy phenotype. Our work shows that regular consumption of PC may preserve the heart, kidneys and microbiota of age-related remodeling.

La distillation dite « charentaise » est une méthode de distillation discontinue permettant la production d’eaux-de-vie de cognac à partir de vin. La distillation est effectuée dans des alambics en cuivre avec un chauffage à feu nu qui peut être favorable à la génération de composés volatils. Or, les précurseurs et les mécanismes de réactions formant ces composés, pendant la distillation, restent mal connus. La première partie de l’étude consiste à identifier les composés volatils formés au cours de la distillation charentaise. Le bilan matière effectué sur de nombreux composés lors du procédé de distillation a révélé que 2 esters, 3 aldéhydes, 3 terpènes et 12 norisoprénoïdes étaient générés. Par la suite, deux distillations utilisant un mode de chauffe différent (feu nu et vapeur) ont été menées sur un alambic pilote. Le but était d’évaluer l’impact du mode de chauffe sur la génération en composés volatils. L’étude a montré que le mode de chauffe a peu d’effet sur la génération en composés volatils. De plus, les composés formés sont similaires à ceux formés lors de la distillation en alambic traditionnel. Enfin, le troisième axe de l’étude porte sur la caractérisation de l’hydrolyse acide de l’α- terpenyl-O-β-glucopyranoside, précurseur impliqué dans la formation de l’α-terpineol, identifié comme étant généré lors de la distillation charentaise ainsi qu’en alambic pilote. Le suivi de la dégradation dans un réacteur hermétiquement fermé de l’α-terpenyl-O-β-glucopyranoside et dans des conditions représentatives du vin durant la distillation montre l’hydrolyse pour former l’α- terpineol, le trans-terpin et son isomère. Cette étude a révélé que l’hydrolyse du précurseur est favorisée en milieu aqueux et suit une cinétique d’ordre 1 / The « charentaise » distillation is a batch distillation method that allows the production of cognac spirits from wine. The distillation is performed in copper alembics through a direct open flame heating that could favor the formation of volatile compounds. The first part of this study consists in identifying the volatile compounds formed during the distillation of cognac spirits. The mass balance performed on volatile compounds revealed that 2 esters, 3 aldehydes, 3 terpenes and 12 norisoprenoids were generated. Thereafter, two distillations using a different heating mode (direct open flame and steam) were conducted on a small-scale alembic. The goal was to assess the impact of the heating mode on the formation of volatile compounds. The study showed that the mode of heating has little effect on volatile compounds’ generation. Moreover, the compounds formed are similar to the ones during the traditional distillation of cognac spirit. Finally, the third part of the study focuses on the characterization of the acid hydrolysis of α-terpenyl-O-β-glucopyranoside which is the suspected precursor to be involved in the formation of α-terpineol, identified as generated during the charentaise distillation and in small-scale distillations. α-terpenyl-O-β- glucopyranoside was placed in two representative model solutions corresponding to the initial wine and the stillage. Both solutions were exposed to 100 °C in a closed reactor system. Results showed that the hydrolysis of the precurseur formed α- terpineol, trans-terpin and its isomere that seems to be 4-(2-hydroxypropan-2-yl)-1- methylcyclohexan-2-ol). Data also revealed that the hydrolysis of the precursor follows a first order reaction model ant that an aqueous media promotes the formation of trans-terpin.

La Directive Cadre sur l'Eau (DCE) (2000/60) a mis en place une liste de 33 substances prioritaires, avec des normes qualité de l'environnement (NQE) pour chaque substance, et leur concentration dans les milieux aquatiques qui ne doivent pas dépasser c es NQE. De plus, elle exige des performances analytiques spécifiques pour ces méthodes: la limite de quantification doit être au moins aussi basse que 30% des NQE et l'incertitude de la méthode au niveau de la NQE doit être inférieure à 50%, pour k = 2. Par conséquent, le défi analytique actuel est de mesurer de faibles concentrations de ces polluants dans les matrices parfois difficiles. Ceci peut être réalisé en améliorant la technique d'extraction utilisée pour obtenir un extrait de l'échantillon plus concentré et plus propre. Dans ce contexte, les trois méthodes d'analyse ont été mises au point pour déterminer les composés musqués, alkylphénoliques et organométalliques dans les matrices environnementales. Ces techniques d'extraction et de pré-concentration innovantes ont ensuite été appliquées pour l’évaluation de la présence de ces composés dans les stations d'épuration locales et dans les cours d'eau récepteurs. Enfin, les niveaux de concentrations de fond au niveau national ont été mises à jour pour les composés organométalliques. / The ambitious Water Framework Directive (WFD) (2000/60) set up a list of 33 priority substances, with Environmental Quality Standards (EQS) for each substance, and their concentration in aquatic environments should not go beyond the EQS. Additionally, it requires specific analytical method performances: the limit of quantification must be at least as low as 30 % of the EQS and the uncertainty of the method at the EQS level must be inferior to 50 %, for k=2. Therefore, the current analytical challenge is to measure low concentrations of these pollutants in sometimes difficult matrices. This can be achieved by improving the extraction technique used to obtain a more concentrated and cleaner sample extract. In this context, 3 analytical methods were developed to determine musk, alkylphenols and organometallic compounds in environmental matrices. Recent extraction and pre-concentration techniques were applied and later the occurrence of these compounds in the local WWTPs and in the receiving water bodies where they are discharged was evaluated. Additionally, updated French background concentrations were established for organometallic compounds.

La pyrolyse de sept molécules modèles de composés toxiques (le diéthyl éther, le bromoéthane, le chloroacétate de méthyle, le nitrométhane, le nitrate d’isopropyle, la diéthylamine, le chlorobenzène) a été étudiée lors de la thèse dans deux types de réacteur à l’échelle du laboratoire : un réacteur parfaitement agité (RPA) en silice et le réacteur tubulaire (RT) en alumine. Ce dernier pilote a été développé durant ce travail pour réaliser des études à des températures supérieures à 1200 K. Les profils axiaux de température dans le réacteur tubulaire ont été mesurés pour en tenir compte lors des simulations. Parallèlement à l’utilisation de la Chromatographie en phase Gazeuse, une nouvelle technique analytique pour notre laboratoire a été utilisée : la spectroscopie Infra-rouge à Transformée de Fourier (IRTF) pour laquelle une méthode d’analyse a été développée. Au cours de ces différentes études, des modèles cinétiques détaillés ont été développés à l’exception de la diethylamine. Globalement, ces modèles cinétiques reproduisent bien dans chaque étude la décomposition du réactif en fonction de la température et la formation des produits majoritaires déterminés expérimentalement. Etant donné le manque de données cinétiques dans la littérature pour la pyrolyse ou l’oxydation de composés bromés, chlorés et azotés, de nombreux paramètres cinétiques ont été estimés dans la plupart des modèles cinétiques développés / The pyrolysis of seven surrogates of toxic compounds (diethyl ether, bromoethane, methyl chloroacetate, nitromethane, isopropyl nitrate, diethylamine and chlorobenzene) was studied during the thesis in two different types of reactors at the laboratory scale: a silica jet-stirred reactor (JSR) and an alumina tubular reactor (TR) to carry out studies at temperatures above 1200 K. Axial temperature profiles were measured and were used to take into account the temperature gradient in the TR. In addition to gas chromatography, a new analytical technique for our laboratory was used: The Fourier Transform InfraRed Spectroscopy (FTIR), for which an analysis method has been developed. As part of the study, detailed kinetics models were developed except for the diethylamine. Overall, these kinetics models well predict the reactivity temperature dependence and the formation of the major products determined experimentally. Since there is a lack of kinetic data in the literature for the pyrolysis and oxidation of brominated, chlorinated and nitrogen compounds, many kinetic parameters were estimated in most of the kinetic models developed

Les moisissures sont responsables de contaminations sur les produits de BVP et induisent des pertes économiques conséquentes. Dans ce contexte, les cultures bioprotectrices représentent un intérêt croissant comme alternative aux conservateurs chimiques. L’objectif de la première partie de cette étude a été d’évaluer in vitro et in situ l’activité antifongique de bactéries lactiques et propioniques contre cinq moisissures contaminants isolées de produits de BVP. Les bactéries les plus actives pendant les tests in vitro ont été testées in situ par pulvérisation de surface. Sur le milieu WFH, les isolats bactériens les plus actifs correspondent aux espèces Lactobacillus plantarum, reuteri et au groupe buchneri. Les souches plus actives après ces tests ont été testées par inclusion dans la recette du pain au lait et différentes souches ont montré un effet retard en particulier la souche Leuconostoccitreum qui semble retarder la croissance de Penicillium corylophilum après 10 jours. Dans la deuxième partie de cette étude, les surnageants de cultures actifs sont analysés pour identifier les composés antifongiques grâce à différentes traitements et différentes méthode telle que l’HPLC et la spectrométrie de masse. Les résultats suggèrent que les acides organiques jouent un rôle prépondérant dans l’activité antifongique et ont montré que les composés antifongiques retrouvés correspondaient aux acides lactique, acétique et propionique, à l’éthanol et au peroxyde d’hydrogène, ainsi que d’autres composés mais à plus faible échelle. Sur ces résultats, différentes combinaisons des composés identifiés ont été testées pour leur effet sur la germination et la croissance radiale de P. corylophilum et E. repens. Certaines de ces combinaisons ont montré les mêmes effets que le surnageant actif ce qui confirme l’implication des molécules identifiées dans l’activité. Les résultats suggèrent que l’acide acétique est responsable de la totalité de l’activité antifongique observée sur P. corylophilum et qu’il joue un rôle important dans l’inhibition de E. repens. La souche bactérienne sélectionnée pourrait représenter une possibilité de culture bioprotectrice pour les produits de BVP. / Molds are responsible for the spoilage of bakery products and thus, cause substantial economic losses. In this context, bioprotective cultures represent a growing interest as an alternative to chemical preservatives. The aims of the first part of this study was to evaluate the in vitro and in situ antifungal activity of lactic acid bacteria (LAB) and propionibacteria against five moulds species isolated from bakery products. The most inhibitorybacteria found during the in vitro test were evaluated in situ after surface spraying. In WFH medium, the most active LAB isolates belonged to the Lactobacillus plantarum, reuteri and buchneri groups. The most active strains were added directly during “pains au lait” preparation and differents strains present delayed effect in particular a strain of Leuconostoc citreum which seems to delay the growth of Penicillium corylophilum after 10 days. In the second part, supernatants were analyzed to identified and quantified antifungal compounds by different treatments and different methods like HPLC, mass spectrometry. The results suggested that organic acids played the most important role in the antifungal activity and show that the main antifungal compounds corresponded to lactic, acetic and propionic acids, ethanol and hydrogen peroxide, as well as other compounds present at low levels. Based on these results, various combinations of the identified compounds were used to evaluate their effect on spore germination and fungal growth of P. corylophilum and E. repens. Some combinations presented the same activity than the bacterial culture supernatant thus confirming the involvement of the molecules in the antifungal activity. The results suggested that acetic acid was responsible of the entire antifungal activity against Penicillium corylophilum and played an important role in Eurotium repens inhibition. The selected bacteria provide a future prospect for use as bioprotective cultures on bakery products.

Ce manuscrit constitue la synthèse d'efforts visant à évaluer l'impact des composés oxygénés contenus dans des mélanges représentatifs de Biodiesel, sur leur tendance à la production de suie d'une part, et sur les propriétés physico-chimiques et la réactivité des suies d'autre part. Pour ce faire, une production stationnaire de particules de suie par un brûleur académique générant des flammes non-prémélangées a été mise en point. Dans un premier temps, nous avons montré que la teneur ainsi que la structure des additifs oxygénés à base d'ester méthylique affectent la formation de suie dans la flamme. Ainsi, les résultats ont démontré que l'efficacité d'un carburant à réduire la tendance à la production de suie en terme d'indice YSI est de plus en plus importante lorsque le contenu et/ou la longueur de la chaîne aliphatique carbonée de l'ester méthylique augmentent dans le carburant de référence. Dans un second temps, les suies " modèles " récupérées dans la région post-flamme ont été caractérisées puis comparées entre elles ainsi qu'avec une suie Biodiesel " réelle ". Les analyses ont montré que les suies issues des " surrogates " Biodiesel contenant la teneur en ester la plus élevée et la chaîne aliphatique carbonée la plus longue présentaient la distribution de taille la plus étroite, le diamètre des agrégats le plus petit, les teneurs en oxygène et en fraction organique soluble les plus faibles et étaient moins réactives. Enfin, nous avons observé que les suies " modèles " issue du brûleur académique de SANTORO et la suie " réelle " possèdent des propriétés physico-chimiques très proches et une réactivité similaire. / The aim of this work was to evaluate the effect of oxygenated compounds concentration and structure on sooting tendencies of surrogate Diesel and Biodiesel, and to investigate the properties and the oxidative reactivity of soot obtained by their combustion using an atmospheric axi-symmetric co-flow non-premixed flame burner. Results evidenced that ester functions contained in Biodiesel surrogates reduce soot production. This decrease was more pronounced when the concentration of the oxygenated additive investigated was higher. However, it has been determined that YSI decreases when the aliphatic carbon chain of the ester additive is longer. On the other hand, physico-chemical characterizations of the generated model soot revealed that oxygen and soluble organic fraction (SOF) content decreases when the amount of methyl ester based additives increases in the reference fuel. Moreover, the behavior towards oxidation indicated that the Biodiesel-derived soot was less reactive than the Diesel-derived one. Finally, it was noticed from the results obtained from laser granulometry and TPOs that the particle size distribution and the reactivity of model soot collected from the burner are in the same range of size and of maximum oxidation temperature as soot derived from a Diesel engine functioning under specific conditions and with different type of fuel blending.

Dans le contexte actuel de revalorisation de la consommation des fruits et légumes, il est essentiel de connaître l'impact des procédés de transformation sur leurs composés d'intérêt nutritionnel. Cette problématique a été appliquée aux polyphénols et aux fibres alimentaires de la pomme et à deux produits : la quatrième gamme et la compote. L'originalité de l'approche repose sur un suivi de ces composés étape par étape au cours de procédés industriels et sur une caractérisation physique et sensorielle complémentaire des produits transformés. La caractérisation physique et sensorielle des produits transformés a permis de mettre en évidence les spécificités des compotes étudiées et l'impact de la matière première utilisée. Dans le cas de la quatrième gamme cette caractérisation a servi une étude de faisabilité industrielle et a permis de choisir les meilleures conditions atmosphère/variété. Le suivi des polyphénols et des fibres alimentaires de la pomme à la compote a révélé l'importance de l'agencement des étapes du procédé. La cuisson avant raffinage permet l'extraction d'une partie des polyphénols et des pectines et leur maintien dans la purée. Le stockage du produit en bac tampon dégrade par contre ces composés. En définitive, polyphénols et capacité antioxydante sont préservées au cours du procédé compote. En revanche, la teneur en fibres diminue mais la proportion en fibres solubles et les propriétés d'hydratation augmentent. Ces composés sont globalement préservés dans la pomme quatrième gamme après 12 jours de conservation. Ce procédé maintien les qualités nutritionnelles du fruit frais mais sa fragilité reste un obstacle à sa commercialisation.

Une source majeure d'incertitude dans l'estimation de l'impact climatique des aérosols est directement liée à notre connaissance des émissions gazeuses et particulaires. Ceci est particulièrement vrai en Asie, où une forte empreinte régionale est observée, avec différents types d'émissions, dépendant de la grande hétérogénéité de végétations et climats (émissions de feux de biomasse) et de l'évolution rapide de la population, de l'urbanisation et de l'industrialisation (émissions de fuels fossiles et de biofuels). <br />Mon travail de thèse a eu pour but, tout d'abord, de développer un inventaire d'émissions de gaz et particules issues des feux de biomasse pour les campagnes ACE-Asia (Aerosol Characterization Experiment) et TRACE-P (Transport and Chemical Evolution over the Pacific), de mars à mai 2001. Pour ce faire, j'ai mis en œuvre une méthodologie la plus adaptée à mon étude, qui repose sur la cartographie des surfaces brûlées (projet GBA2000 (Global Burnt Area 2000) [Tansey et al., 2003]). <br />Les résultats de cette étude, ABBI (Asian Biomass Burning Inventory) [Michel et al., 2005] ont été comparés avec un autre inventaire d'émissions de feux de végétation (ACESS : ACE-Asia and TRACE-P Modelling and Emission Support System) [Streets et al., 2003], construit, non pas à partir des surfaces brûlées, mais à partir des pixels de feux actifs. Cette comparaison illustre les limitations de l'utilisation des pixels de feux dans l'établissement des cartes d'inventaires d'émissions par les feux de biomasse, tout en soulignant l'importance et la pertinence de la méthode retenue dans mon étude. Une comparaison avec les données de l'année 2000, obtenues selon la même procédure, souligne toute l'importance des variations interannuelles. <br />L'inventaire ABBI a été introduit dans le modèle méso-échelle MésoNH-C couplé au module aérosol ORISAM (ORganic and Inorganic Spectral Aerosol Module) [Bessagnet, 2000]. Une attention particulière a porté sur l'étude du transport des émissions de feux de végétation à travers le continent asiatique. Des comparaisons entre les données simulées et les mesures in-situ et aéroportées ont montré des résultats satisfaisants dans certains cas, mais ont également fait encore apparaître certaines limitations. Des tests de sensibilités ont été effectués pour comprendre l'origine de ces différences, avec tout d'abord une deuxième simulation avec MésoNH-C-ORISAM effectuée avec l'inventaire ACESS pour étudier l'impact des émissions de feux. Le module ORISAM dans sa version 0D a été ensuite utilisé pour mettre en évidence de manière détaillée les paramètres contrôlant la formation de l'aérosol secondaire au sein du modèle. <br />Au total, tout en faisant ressortir l'importance majeure des inventaires d'émissions gazeuses et particulaires à l'échelle continentale, ce travail va au delà de ce thème, en montrant notamment l'apport du modèle d'aérosol ORISAM à l'analyse et la compréhension des processus de chimie hétérogène dans les épisodes de pollution affectant l'Asie.

Le développement de nouvelles méthodes de perturbation, d'intégration thermodynamique et de potentiel de forces moyennes nous a permis de caractériser thermodynamiquement (delta r G, delta r H, delta r S) des processus d'association entre un macrocycle et différents types de cations en solution aqueuse. Différentes méthodologies ont été développées en fonction de la nature des interactions non-covalentes mises en jeu entre le macrocycle et le cation (interaction-pi, électrostatique, van des Waals). Lorsque les grandeurs d'association calculées étaient en accord avec l'expérience, l'aspect description moléculaire des complexes et des phénomènes associés a permis le couplage entre le microscopique et le macroscopique complétant ainsi l'analyse des grandeurs thermodynamiques.

Les fréquences de fonctionnement élevées des puces semi-conductrices génèrent des flux de chaleurs importants qu'il est nécessaire d'évacuer pour éviter la destruction de la puce. Un module standard dans le domaine de l'électronique de puissance est composé d'une puce en silicium, d'un isolant électrique (substrat) et d'un dissipateur thermique (drain) permettant l'évacuation de la chaleur. Cette chaleur induit des contraintes thermomécaniques dues à la dilatation différentielle des matériaux.Deux concepts nouveaux proposés permettent de palier ces problèmes et d'augmenter la fiabilité générale des systèmes électroniques. Le premier est la conception et l'élaboration d'un drain composite à propriétés thermiques adaptatives (coefficient de dilatation thermique et conductivité thermique). Dans le deuxième, une nouvelle méthode d'assemblage est présentée. Elle permet, au moyen d'un film métallique Sn ou Au, de créer des composés intermétalliques stables dans le temps.