L’analyse et la classification de 31 résines végétales par différentes méthodes analytiques (HPTLC, CPL-UV, CPL-DEDL, CPL-SM, CPG-SM et RMN) a été réalisée dans un but d’établir un lien de parenté entre l’identité chimique d’une résine et son appartenance botanique. Les résines naturelles étant riches en dérivés triterpéniques une étude de leur détection par spectrométrie de masse (SM) a été menée montrant l’intérêt de l’ionisation douce pour cette famille moléculaire et l’avantage des sources APCI et APPI pour une détection sensible en LC-MS e ces composés. Ces métabolites secondaires peu polaires et très riches en isomères, ont nécessité la mise au point des méthodes d’extraction et de séparation efficace pour permettre l’amélioration de leur rendement d’extraction et faciliter leur identification dans leur milieu naturel. Trois dérivés triterpéniques ont été identifiés pour la première fois dans l’une des résines étudiées (Manilkara bidentata) et leur activité biologique a été testée sur des cellules de peau humaine en culture. / The aim of this research was to analyze and classify 31 natural resins using different analytical tools (HPTLC, LC-UV, LC-ELSD, LC-MS, GC-MS and NMR) in order to verify the link between the chemical composition of resins and their botanic belongs. Natural resins are mostly composed from triterpens that is the reason why development of sensitive liquid chromatography method hyphenated to mass spectrometry detection was necessary. APPI and APCI were proved to be the most adequate sources of ionization for triterpens mass spectrometry analysis. Triterpens have low polarity index and contain number of isomers making their extraction and separation difficult in liquid chromatography. To improve their extraction and separation in their natural matrix, different parameters were considered. Finally, three triterpens derivatives were described for the first time in Manilkara bidentata resin and their bio-activity was tested on human skin cells cultures.

Des résines « vertes » à base de lignine, tanins et protéines de soja ont été étudiées. La faisabilité et le mécanisme de l’utilisation du glyoxal à différents taux en substitution du formaldéhyde ont été analysés. Une optimisation dans la préparation des panneaux de particules à été réalisée. Les résultats issus de ces travaux confirment les quelques aspects: Des colles à base de lignine et de soja glyoxalé mélangé à la pMDI et au tanin de mimosa satisfaisant les exigences données par les normes internationales pour la fabrication des panneaux de particules ont été obtenues. Aucun formaldéhyde n’a été utilisé dans les formulations. La performance a été déterminée en majeure partie en fonction de la proportion de pMDI ajoutée. Les résultats obtenus prouvent l’existence de réactions entre lignine et glyoxal, protéines de soja et glyoxal. Mais pour la formulation de protéines de soja, les groupes hydroxyles qui en résultent n’ont pas pu réticuler. Des études ont été effectuées sur l’influence de la nano-montimorillonite (MMT) sur des résines à base d’urée et de phénol-formaldéhyde. Le taux d’exfoliation de la MMT mélangée avec ces résines était déterminé. Des études thermiques et mécaniques de ces systèmes ont été réalisées. Les conclusions obtenues sont les suivantes : L’étude que la Na-MMT est intégralement exfoliée quand elle est mélangée avec des résines UF, alors qu’elle n’a que quelques degrés d’intercalation lorsqu’elle est ajoutée à des résines PF ou PUF. L’ajout d’un faible pourcentage de Na-MMT ne semble pas modifier significativement la performance des résines sèches mais la résistance à l’eau des panneaux contenant des résines UF ou phénolique s’est vue augmenter. / Environment-friendly tannin/lignin and soy protein-based wood adhesive were studied. The feasibility and mechanism to use glyoxal to substitute formaldehyde in relevant formulations was analyzed. The suitable addition percentage was determined. The lab-prepared particleboard procedure was optimized too. The results shown in this work confirmed few aspects: Lignin-based adhesives and glyoxalated soy-based wood adhesives mixed with pMDI and mimosa tannin satisfying the requirements of relevant international standards for the manufacture of wood particleboard were obtained. These lignin-based or soy-based wood adhesives did not use any formaldehyde in their formulation. The performance of these formulations is determined to a great degree by the amount or proportion of the pMDI used. The results proved that the reaction between lignin and glyoxal, soy protein and glyoxal. But for the latter, the hydroxy groups that resulted couldn’t condense to a cross-linked structure. Some work has been done on the study of the influence of nano-montmorillonite (MMT) on urea-formaldehyde resin and phenolic resin adhesives. The level of exfoliation of the MMT being mixed with these resins was determined. Some conclusions can be drawn: Na-MMT is completely exfoliated when mixed with UF resins, while it only has some degree of intercalation when added to PF and PUF resins. The addition of small percentages of Na-MMT does not appear to improve much the resins dry performance, while it seems to increase the water resistance of the UF-bonded and phenolic-bond panels.

La mutation de nos activités industrielles vers le développement durable est l’un des plus gros enjeux humains du 21ème siècle. L’utilisation de la biomasse dans divers domaines tels que l’énergie, la construction et les matériaux est une réponse face à la raréfaction des ressources fossiles et face aux risques écologiques. Les objectifs de cette thèse sont de créer de nouveaux matériaux les plus bio-sourcés possibles et d’optimiser les propriétés de ces matériaux en vue d’une éventuelle utilisation industrielle. Les travaux présentés ici traitent de la fabrication de matériaux composites à renforts de fibres naturelles, ayant pour matrice des résines bio-sourcées. Les ressources végétales principalement étudiées ici sont les tannins, utilisés pour la réalisation de : - Composites à matrice tannin – hexamine - Composites à matrice tannin – résorcine – aldéhyde Les tannins végétaux ont également été étudiés pour la conception de bio-plastiques tannin – alcool furfurylique pouvant être appliqués à la fabrication de composites. Les panneaux composites ont été réalisés en laboratoire et analysés mécaniquement en se basant sur des méthodes normatives européennes. Les résines ont également été caractérisées à l’aide de diverses techniques telles que l’analyse thermomécanique (TMA) ou la spectroscopie de masse MALDI-ToF. Au final, ces travaux ont permis de réaliser des matériaux composites hautement bio-sourcés, aux propriétés homogènes et reproductibles satisfaisant en outre les exigences d’emploi de plusieurs normes européennes / Changing our industrial activities towards sustainable development is one of the major human concerns of the 21th century. The use of biomass in various areas like energy, construction and materials is an answer to the future scarcity of fossil resources and to the ecological risks. The objectives of this thesis are to create new materials with the highest bio-based content possible and then to optimize these materials properties for a potential industrial use. The work presented here is about the fabrication of composite materials reinforced with natural fibers, using bio-based resins as a matrix. The main vegetable resources studied here are tannins, used to make: - Tannin – hexamine matrix composites - Tannin – resorcinol – aldehyde matrix composites Vegetable tannins were also studied to prepare tannin – furfuryl alcohol bio-plastics that may be used in the composites fabrication. The composites boards were made in laboratory and mechanically analyzed based on European norms methods. Resins were also characterized using various techniques such as thermomechanical analysis (TMA) or MALDI-ToF mass spectrometry. The end results of this work is the fabrication of highly bio-based composite materials, with homogenous and repeatable properties that furthermore satisfy several European norms requirements.

Ce travail porte principalement sur l'étude de la partie triterpénique de trois résines végétales naturelles et commercialement disponibles, l'oliban, la dammar et la mastic, par diverses techniques analytiques (IRTF, CLHP/UV, CLHP/UV/Fluorimétrie etCPG-SM). Une étude fluorimétrique a été réalisée sur ces trois résines via réaction de greffage d'un marqueur de fluorescence(chlorure de dansyle), ce qui a permis de détecter les molécules triterpéniques par fluorimétrie, de diminuer leur seuil de détection et d'obtenir une empreinte digitale fluorimétrique spécifique pour chaque résine étudiée. Ce protocole a été appliqué avec succès sur un échantillon archéologique (G14) et le matériel résineux a été identifié (résine oliban, espèce B. frereana). La partie triterpénique a été extraite par divers procédés d'extraction (le reflux, le Soxhlet et les ultrasons) en utilisant trois différents solvants (le méthanol, le n-hexane et le d-limonène) dans le but de déterminer les conditions optimales pour l'extraction et l'identification des molécules triterpéniques par CLHP/UV. Deux colonnes de phase inverse ont été testés dans ce travail : une colonne classique RP-18 (Merck) et une colonne "core-shell" Kinetex (Phenomenex) pour essayer d'optimiser les conditions d'analyse. La colonne Kinetex a permis une diminution de temps d'analyse de 73% pour l'oliban et de 70% pour la dammar et la mastic, ce qui représente un résultat très encourageant. Le protocole optimisé a été appliqué avec succès sur l'échantillon archéologique G12 supposé contenir de la mastic, ce qui a été confirmé par les analyses CLHP/UV et CPG-SM. Une étude quantitative de rendement et d'aire relative du pic a été également réalisée. Les extraits ont été analysés par CLHP/UV etCPG-SM. Pour l'analyse en CPG-SM, la préparation des échantillons a été faite à travers la formation des dérivés TMS(triméthylsilylés) dans le but de créer une base de données de dérivés TMS pour les résines dammar et mastic. L'identification des composés caractérisés dans ce travail a été faite selon la littérature spécialisée, les tR et les spectres UV correspondants. Led-limonène, un solvant "vert", a été utilisé pour la première fois pour l'extraction de ce genre de matériaux, à notre connaissance et il permet une formation directe des dérivés TMS, en présence de solvant d'extraction. Au même temps, sep téchantillons artistiques supposés contenir un vernis à base d'une résine naturelle, en provenance de la Galerie Nationale de Sarajevo (Bosnie-Herzégovine) ont été analysés et seulement pour un de ces sept échantillons, il a été mis en évidence la présence d'une gomme-résine naturelle. L'étude scientifique des échantillons bosniens agrandira la documentation sur l'Art et sur le patrimoine culturel de Bosnie-Herzégovine, qui rencontre une période difficile depuis la dernière guerre (1992-1995)

Ce travail porte principalement sur l’étude de la partie triterpénique de trois résines végétales naturelles et commercialement disponibles, l’oliban, la dammar et la mastic, par diverses techniques analytiques (IRTF, CLHP/UV, CLHP/UV/Fluorimétrie etCPG-SM). Une étude fluorimétrique a été réalisée sur ces trois résines via réaction de greffage d’un marqueur de fluorescence(chlorure de dansyle), ce qui a permis de détecter les molécules triterpéniques par fluorimétrie, de diminuer leur seuil de détection et d’obtenir une empreinte digitale fluorimétrique spécifique pour chaque résine étudiée. Ce protocole a été appliqué avec succès sur un échantillon archéologique (G14) et le matériel résineux a été identifié (résine oliban, espèce B. frereana). La partie triterpénique a été extraite par divers procédés d’extraction (le reflux, le Soxhlet et les ultrasons) en utilisant trois différents solvants (le méthanol, le n-hexane et le d-limonène) dans le but de déterminer les conditions optimales pour l’extraction et l’identification des molécules triterpéniques par CLHP/UV. Deux colonnes de phase inverse ont été testés dans ce travail : une colonne classique RP-18 (Merck) et une colonne «core-shell» Kinetex (Phenomenex) pour essayer d’optimiser les conditions d’analyse. La colonne Kinetex a permis une diminution de temps d’analyse de 73% pour l’oliban et de 70% pour la dammar et la mastic, ce qui représente un résultat très encourageant. Le protocole optimisé a été appliqué avec succès sur l’échantillon archéologique G12 supposé contenir de la mastic, ce qui a été confirmé par les analyses CLHP/UV et CPG-SM. Une étude quantitative de rendement et d’aire relative du pic a été également réalisée. Les extraits ont été analysés par CLHP/UV etCPG-SM. Pour l’analyse en CPG-SM, la préparation des échantillons a été faite à travers la formation des dérivés TMS(triméthylsilylés) dans le but de créer une base de données de dérivés TMS pour les résines dammar et mastic. L’identification des composés caractérisés dans ce travail a été faite selon la littérature spécialisée, les tR et les spectres UV correspondants. Led-limonène, un solvant «vert», a été utilisé pour la première fois pour l’extraction de ce genre de matériaux, à notre connaissance et il permet une formation directe des dérivés TMS, en présence de solvant d’extraction. Au même temps, sep téchantillons artistiques supposés contenir un vernis à base d’une résine naturelle, en provenance de la Galerie Nationale de Sarajevo (Bosnie-Herzégovine) ont été analysés et seulement pour un de ces sept échantillons, il a été mis en évidence la présence d’une gomme-résine naturelle. L’étude scientifique des échantillons bosniens agrandira la documentation sur l’Art et sur le patrimoine culturel de Bosnie-Herzégovine, qui rencontre une période difficile depuis la dernière guerre (1992-1995) / This work is focused on the study of triterpene part of three natural plant resins commercially available, olibanum(frankincense), dammar and mastic, by various analytical techniques (FTIR, HPLC / UV, HPLC / UV / Fluorimetry and GC -MS). Afluorimetric study was conducted on these three resins via grafting reaction of a fluorescent marker (dansyl chloride), whichallowed to detected triterpene molecules by fluorimetry, decreasing their detection threshold and to obtain a specificfluorimetric fingerprint for each studied resin. This protocol has been successfully applied on an archaeological sample (G14)and the resinous material has been identified (the olibanum resin, the species B. frereana). A triterpenic fraction was extractedby various extraction procedure (reflux, Soxhlet and ultrasounds) using three different solvents (methanol, n-hexane, and dlimonene)in order to determine the optimal conditions for the extraction and identification of triterpenic molecules by HPLC /UV. Two reversed phase columns were tested in this work: a classical column RP-18 (Merck) and column «core-shell» Kinetex(Phenomenex) to try to optimize the analysis conditions. Kinetex column has allowed a reduction of analysis time to 73% foranalyses of olibanum and to 70% for analyses of dammar and mastic resin, and this is a very encouraging result. The optimizedprotocol was successfully applied on the archaeological sample G12, which was supposed to contain mastic resin and thishypothesis was confirmed by HPLC/UV and GC-MS analysis. A quantitative study of performance and the relative area of thepeaks were also performed. The extracts were analyzed by HPLC / UV and GC-MS. Concerning GC-MS analysis, samplepreparation was done through formation of TMS derivatives (trimethylsilyl) with the aim of creating a database of TMSderivatives for dammar and mastic resins. The identification of compounds characterized in this work was done according tothe literature, and corresponding tR et UV spectra. D-limonene, one of «green» solvents, has been used for the first time for theextraction of these materials, according to our knowledge and it allows a direct formation of TMS derivatives in the presence ofextraction solvent. At the same time, seven artistic samples supposed to contain a varnish based on a natural resin from theNational Gallery of Sarajevo (Bosnia and Herzegovina) were analyzed and for only one of these seven samples we found thepresence of a natural gum resin. The scientific study of Bosnian samples expands the scientific documentation in art andcultural heritage of Bosnia and Herzegovina, which encounters a difficult period after the last war (1992-1995)