Cette étude s'inscrit dans le cadre d'un programme de recherche destiné à évaluer le potentiel de la biodésinfection anaérobie (BDA) pour lutter contre les champignons phytopathogènes du sol dans les fraisières. Elle avait pour objectifs de (1) caractériser les profils d'acides gras volatils (AGVs) obtenus suite à la BDA réalisée avec différentes matières organiques et (2) déterminer la fongitoxicité et la phytotoxicité des AGVs. La BDA du sol a été réalisée in vitro avec comme amendements organiques une variété de résidus lignocellulosiques et de sous-produits de l'industrie agroalimentaire largement disponibles dans la province de Québec. Les sols amendés en matière organique ont généralement présenté des valeurs négatives de potentiel redox après deux semaines de BDA. Les concentrations du sol en AGVs (acide acétique, butyrique, isobutyrique, propionique, valérique et isovalérique) et la concentration totale en AGVs ont varié selon l'amendement organique utilisé. Les concentrations totales en AGVs les plus élevées furent obtenues dans les sols amendés avec la mélasse, la drêche de brasserie ou le marc de pomme. L'exposition à l'acide acétique et à l'acide butyrique, aux concentrations obtenues dans les sols soumis à la BDA, fut létale pour Verticillium dahliae et Neopestalotiopsis rosae. Des plantules de fraisier (Fragaria × ananassa) transplantées dans le sol après la BDA ont développé des symptômes de phytotoxicité au niveau des feuilles et des racines. Les symptômes les plus intenses ont été observés dans les sols dont les concentrations totales en AGVs étaient les plus élevées. L'acide butyrique et l'acide acétique seraient responsables, à tout le moins en partie, des symptômes foliaires de phytotoxicité. Cette étude démontre que le type de matière organique incorporé dans le sol influence les profils d'AGVs obtenus suivant un traitement de BDA et que l'acide acétique et l'acide butyrique, les AGVs produits en plus grande quantité, sont fongitoxiques et phytotoxiques.

Il existe de nombreuses technologies de décontamination, néanmoins les spores et les biofilms bactériens demeurent une préoccupation majeure dans de nombreux domaines, tels que le secteur hospitalier, alimentaire et de la biodéfense car elles sont résistantes. Une mousse novatrice contenant un biocide (l’hypochlorite de sodium ou le peroxyde d’hydrogène) et un agent stabilisant (le Xanthane) a été étudiée pour répondre à ce besoin. Cette mousse a la capacité d’être mise en oeuvre de différentes façons sur le terrain par : pulvérisation au sol ; talochage et pulvérisation sur les murs ; remplissage de pièces entières (murs et sols). Le travail de thèse est d’évaluer les modes d’action biocide de ces mousses sur les spores et les biofilms. Afin d’étudier le mode d’action de ces mousses des protocoles expérimentaux ont été mis au point sur les spores et les biofilms suivant leurs futures mises en oeuvre (horizontale, verticale et remplissage) et suivant différents facteurs environnementaux pouvant influencer leur efficacité de décontamination (températures, salissures, matériaux, …). L’ensemble de ce travail de thèse a permis de distinguer l’intérêt de la mousse au Xanthane contenant NaOCl 5% par rapport à celle H2O2 12% pour répondre aux besoins spécifiques de la décontamination des agents de la menace biologique. Cette mousse permet une décontamination rapide de 7 logs de spores en 30 minutes pour chacune des trois voies de mise en oeuvre à 20°C. De plus, elle permet la destruction de biofilms contenant 107 de bactéries/cm² en 1 heure maximum sur un support horizontal et par remplissage. Cette mousse NaOCl est suffisamment mature pour pouvoir réaliser un futur transfert industriel. / Several decontamination technologies exist, however bacterial spores and biofilms remain a concern in a lot of fields, like hospital, alimentary and military. A new foam containing a biocide (sodium hypochlorite or hydrogen peroxide) and a stabilizing agent (Xanthan) has been studied to answer this problematic. This foam can be used in different ways on the field following contaminations: grounds’ spraying, walls’ covering and spraying, full pieces’ filling (walls and ground). The goal of this thesis is to evaluate the biocide efficiency of these foams on spores and biofilms. We optimized experimental protocols in order to study mechanisms of foams’ action on spores and biofilms based on theirs future applications (horizontal, vertical and filling) and depending on different environmental factors which may impact foam decontamination efficiencies (materials, temperatures, soil, …). This thesis work enabled to highlight the Xanthan foam containing 5% NaOCl from the one including 12% H2O2 in military sector. This foam allows a rapid decontamination, about 7 logs of spores in 30 minutes, for each of the three ways of use at 20°C. Moreover, the destruction of biofilms containing 107 logs of bacteria/cm² was achieved in 1 hour on a horizontal support by filling. This NaOCl foam is ready to be used for industrials.

Titre de l'écran-titre (visionné le 16 janvier 2024) / La biodésinfection anaérobie du sol (BDA) est une alternative écologique à la fumigation des sols dans la culture du fraisier. Cette étude avait pour objectifs (1) d'évaluer la phytotoxicité de la BDA, (2) d'évaluer la phytotoxicité post-BDA, (3) de caractériser les profils d'acides gras volatils (AGVs) produits au cours de la BDA et (4) de déterminer la phytotoxicité et la fongitoxicité des AGVs. La BDA a été réalisée in vitro avec du sol contenant des graines de plantes adventices (oseille crépue, amarante de Powell); le sol ayant été amendé avec l'une ou l'autre des matières organiques (MO) suivantes: mélasse, drêche de brasserie, marc de pomme et résidus d'élagage de framboisiers. Par la suite, des graines d'avoine ou de navet fourrager ont été semées dans chaque sol traité et les concentrations en AGVs (acide acétique, butyrique, isobutyrique, propionique et isovalérique) ont été déterminées par HPLC. Les concentrations les plus élevées d'AGVs ont été observées dans les sols amendés en mélasse ou marc de pomme. La BDA réalisée avec la mélasse a provoqué l'effet phytotoxique le plus important tuant 100% des graines de plantes adventices. La BDA réalisée avec la mélasse ou le marc de pomme a montré la plus forte phytotoxicité post-BDA. Enfin, la phytotoxicité et la fongitoxicité des AGVs ont été évaluées en exposant les graines et le champignon Verticillium dahliae à différentes concentrations d'AGVs en solution ou sous forme de vapeur. Certains AGVs (en solution ou sous forme de vapeur) se sont avérés phytotoxiques. Tous les AGVs sous forme de vapeur se sont révélés fongitoxiques envers V. dahliae. Cette étude montre que la BDA a des effets phytotoxiques dont l'intensité varie selon la MO utilisée. Elle montre également que la MO utilisée influence les profils en AGVs produits au cours de la BDA dont certains sont phytotoxiques et fongitoxiques.