La présente étude était divisée en deux volets. Le premier volet consistait à évaluer l’effet sur les rendements d’amandes, de la consommation en eau et de la réponse de ces arbres à quatre traitements de déclenchement d’irrigation. Trois de ces traitements reposaient sur le déclenchement de l’irrigation selon des seuils de potentiel matriciel de l’eau du sol (SWTT) (humide (-35 kPa), modéré (-45 kPa), sec (-55 kPa)) tandis que le quatrième était régi selon les techniques actuelles du producteur basées principalement sur le calcul de l’évapotranspiration de la culture (ETc). L’expérimentation a été menée durant la période de mai à août de 2012 à 2015 sur 16 rangées de 22 arbres d’amandiers de la variété Nonpareil. Les rangées étaient subdivisées en 4 blocs de 4 traitements. Pour chaque traitement du bloc 2, trois tensiomètres étaient installés à trois profondeurs différentes soient à 25, 50 et 50 cm. L’irrigation de chacun des traitements était contrôlée à distance pour ne jamais dépasser le seuil de tension prescrit. Les résultats montrent qu’une gestion d’irrigation basée sur un SWTT de -45 kPa durant la période du début mai à la récolte permettrait d’économiser 20% d’eau d’irrigation sans diminuer les rendements. Ces résultats indiquent aussi qu’une gestion humide (-35 kPa) influencerait tout autant les rendements qu’une gestion sèche (-55 kPa). Le second volet était d’ajuster le seuil optimal de -45 kPa établit au premier volet en fonction de la variabilité spatio-temporelle et des conséquences économiques liées à la mesure de la tension. L’expérimentation de ce volet a été effectuée de la fin juin à la fin juillet 2015 dans un champ de 30 ha. Le dispositif était constitué de 27 stations de 2 tensiomètres (25 et 50 cm) positionnées de manière uniforme dans le champ et les rangées d’arbres de la variété Nonpareil. Les analyses et les simulations indiquent qu’il serait économiquement avantageux d’utiliser 5 stations par champ de 30 ha et d’irriguer lorsque la moyenne des tensions à 25 et 50 cm des 5 stations atteint -45 kPa. / The present study was divided in two parts. The first part consisted in evaluating the effect on almond yield, water consumption and plant response of four different triggering irrigation treatments. Three of these treatments were based on soil water tension thresholds (SWTT) (wet (-35 kPa), medium (-45 kPa), dry (-55 kPa)) whereas the fourth was established according to the current techniques used by the producer which mainly relied on the calculation of crop evapotranspiration (ETc). The experiment was performed over the months of May to August from 2012 to 2015 in 16 rows of 22 Nonpareil almond trees. The rows were subdivided in four blocks of four treatments. Within each treatment of the second block, three tensiometers were installed at three different depths: 25, 50 and 75 cm. Irrigation of each treatment was remotely controlled to never exceed the prescribed SWTTs. The results show that irrigation based on a SWTT of -45 kPa from May to harvest (mid-August) allows saving 20% of water without decreasing yield. These results also indicate that a wet management (-35 kPa) would negatively affect yield just as much as a dry management (-55 kPa). The second part of the study consisted in adjusting the SWTT of -45 kPa found in part one according to spatiotemporal variability and economic aspects related to soil water tension measurement. The experiment was performed from the end of June to the end of July 2015 in a 30-ha field. The trials included 27 stations of two tensiometers (25 and 50 cm) uniformly located throughout the field within tree rows of the Nonpareil variety. The analyses and the simulations indicate that it would be economically advantageous to use 5 stations and to irrigate when the average of the soil water tensions at 25 and 50 cm of the 5 stations reaches -45 kPa.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2017 / La construction d’un champ de canneberge nécessite la mise en place d’un système de drainage et une modification de la stratification naturelle du sol qui peuvent induire une anthropomorphisation rapide de ce dernier. La consolidation induite par les cycles accélérés de drainage et de recharge de l’eau du sol; la filtration et le colmatage des pores du sol par des particules colloïdales, accélérées par ce mode de gestion de l'eau, vont modifier les propriétés hydrauliques du sol. Ceci peut affecter l’efficacité du drainage et par conséquent le rendement de la cannebergière. Les objectifs de ce projet de doctorat étaient d’avancer les connaissances sur: (i) les processus hydrodynamiques régissant les mécanismes de transport dans les champs de canneberge; (ii) l’évolution génétique d’un sol de canneberge et ses effets sur la capacité de drainage; et (iii) l’identification des paramètres/processus les plus sensibles à la genèse du sol accélérée par les pratiques de gestion de l’eau. Au court de ce projet une caractérisation exhaustive de profils de sol a servi à classifier et proposer une nouvelle norme de drainage. Plusieurs expériences en laboratoire et aux champs ont été réalisées afin de déterminer le rôle de la migration de particules fines et de la consolidation du sol sur l’évolution des propriétés hydrauliques. De plus, ce projet a permis de mettre au point une méthode de prédiction des propriétés hydrauliques basées sur l’utilisation d’un tomographe permettant de prédire l’évolution spatio-temporelle des propriétés hydrauliques à de très grandes résolutions. Conjointement aux travaux pratiques, les résultats de travaux de modélisation hydrologique et d’analyses de sensibilité ont permis de déterminer les conditions d’hétérogénéité de sol les plus critiques causant un drainage inadéquat. Les résultats de cette étude ont révélé l’existence de problèmes de drainage liés à la genèse anthropique d’un horizon ayant des propriétés hydrauliques restrictives et permis de quantifier l’impact de la migration et de la consolidation sur l’altération des propriétés hydrauliques. L’ensemble des connaissances acquises par ce projet illustre qu’une genèse anthropique d’un sol de canneberge affecte la capacité de drainage et que celle-ci se produit dans les premières années d’implantation d’un champ. L’acquisition de connaissances sur les mécanismes de genèse anthropique permet désormais de prévoir l’évolution des sols selon plusieurs conditions et de mieux anticiper et contrôler leurs futurs effets négatifs sur la production de canneberge par l’implantation de stratégies de conservation des sols. / The construction of a cranberry field requires the establishment of a drainage system and a modification of the natural soil stratification that can induce rapid anthropomorphization thereof. Consolidation induced by accelerated cycles of drainage and recharge; filtration and clogging of soil pores by colloidal particles, accelerated by the water management, will change the soil hydraulic properties. This can affect the efficiency of drainage and therefore the productivity of the cranberry fields. The objectives of this PhD project was to advance knowledge on: (i) the hydrodynamic processes governing the transport mechanisms in cranberry fields; (ii) the genetic evolution of a ground cranberry and its effects on the drainage capacity; and (iii) identification of parameters / the most sensitive processes in soil formation accelerated by water management practices. During this project, a exhaustive characterization of soil profiles was used to group and propose a new standard for evaluating the drainage. Several laboratory experiments and field were conducted to determine the role of migration of fines particles and soil consolidation on the evolution of hydraulic properties. In addition, in this project we have developed a method for predicting the hydraulic properties based on the use of tomography to predict the spatiotemporal evolution of the hydraulic properties at very high resolutions. Together with the practical work, the results of hydrological modeling and sensitivity analysis were used to determine the most critical soil heterogeneity conditions causing inadequate drainage. The results of this study revealed the existence of drainage problems related to anthropogenic genesis of a horizon with restrictive hydraulic properties and quantified the impact of migration and consolidation of alteration of hydraulic properties. All the knowledge gained through this project shows that anthropogenic genesis of a soil of cranberry field affect the drainage capacity and that it occurs in the first years of implementation of a field. Acquiring knowledge on anthropogenic genesis mechanisms now allows to predict the evolution of soils according to several conditions and better anticipate and control their future negative effects on cranberry production through the implementation of soil conservation strategies.

Le séchage convectif est une méthode fréquemment utilisée pour conserver les aliments. Le séchage est affecté par plusieurs phénomènes, tels que la transition vitreuse, le rétrécissement ou la porosité de l’aliment. La qualité du produit sec est souvent moindre par rapport à celle du produit d'origine. La compréhension de la relation de base dans un aliment durant le séchage aidera à mieux contrôler le procédé. Le but de cette étude est d'analyser le rôle de la transition vitreuse, de la porosité, de la structure et de la composition de l’aliment sur le rétrécissement et à valider l'application de la loi de Fick pour la diffusion de l'eau à l'intérieur du produit durant le séchage convectif. Dans le chapitre 1, une revue de la littérature sur le séchage convectif, la transition vitreuse et le rétrécissement, ainsi que des études spécifiques sur le transfert de masse non-Fickien durant le séchage sont présentées. À partir de l'évolution des connaissances dans ce domaine, il a été démontré que la transition vitreuse et la porosité peuvent affecter le transfert de masse, le profil d'humidité et le rétrécissement durant le séchage convectif, en modifiant les propriétés mécaniques de la matrice où l'humidité est transportée, ainsi que la formation de la couche vitreuse à la surface du produit durant des conditions de séchage spécifiques. Dans le chapitre 2, des isothermes de sorption et la température de transition vitreuse de pommes de terre, de carottes (cellulaire) et de deux systèmes de gel (non-cellulaire) ont été déterminées expérimentalement et ont été estimés à l’aide de modèles mathématiques. Les modèles mathématiques de Guggenheim, Anderson, de Boer (GAB) et de Gordon-Taylor (G-T) ont par la suite été utilisés pour représenter respectivement les isothermes de sorption et la température de transition vitreuse en fonction de la teneur en humidité. L'équation de Khalloufi-Ratti (K-R) a été utilisée pour la prédiction de la température de transition vitreuse en fonction de l'activité de l'eau. Une bonne corrélation entre les données expérimentales et les modèles GAB, G-T et K-R a été observée. Les facteurs influençant le rétrécissement durant le séchage ont été analysés dans les deux chapitres suivants, l'un pour les aliments non-cellulaires et l'autre pour les aliments cellulaires. Dans le chapitre 3, l'impact de la transition vitreuse sur le rétrécissement de deux systèmes non-cellulaires durant le séchage convectif a été évalué. Le changement de volume, la porosité, la teneur en eau, la température du produit et les profils d'humidité des systèmes alimentaires non-cellulaires ont été étudiés durant le séchage convectif. La porosité et la réduction de volume en fonction de la teneur en humidité ont été représentées avec une grande précision par les modèles mathématiques développés par Khalloufi et al. Aucune différence significative de porosité et de rétrécissement entre les deux échantillons pendant le séchage n'a été observée. Aucune variation de la pente de la courbe de rétrécissement en fonction de la teneur en humidité durant le séchage n’a été observée Ces résultats indiquent que la transition vitreuse seule n'est pas un facteur déterminant dans les changements de porosité ou de volume pendant le séchage convectif des systèmes alimentaires non-cellulaires. Dans le chapitre 4, le rétrécissement des aliments cellulaires durant le séchage convectif a été analysé. La teneur en humidité initiale de la carotte à l'extérieur et au centre de la racine était identique, tandis que celles de la pomme de terre étaient significativement différentes. Les cellules des échantillons de pommes de terre provenant de la partie extérieure de la racine avaient un volume plus faible avec une teneur en amidon plus élevée que celle provenant de la partie centrale de la racine. La relation entre le rétrécissement de la carotte et la teneur en humidité du produit durant le séchage était linéraire. Pour la pomme de terre, une variation de la pente de la courbe de rétrécissement en fonction de la teneur en humidité durant le séchage a été observée. La température de l'air et la vitesse de l'air n'ont eu aucun effet sur le comportement de rétrécissement des deux produits. De plus, aucun impact significatif de la transition vitreuse sur le rétrécissement des échantillons n'a été observé. La différence au niveau de la teneur en amidon et au niveau de la structure cellulaire, de même que leur impact sur les propriétés mécaniques du matériau ont été identifiées comme étant fort probablement responsables des différences observées au niveau du rétrécissement. Dans le chapitre 5, l'effet de la transition vitreuse sur les profils d'humidité de deux systèmes de gel et de pomme de terre à différentes conditions de séchage a été étudié. Les profils d'humidité des échantillons ont montré une forme carrée au début du séchage. Au stade intermédiaire du séchage, les profils d'humidité sont devenus plus arrondies sur les bords de la matrice comme observé durant le transport Fickian. La loi de Fick a été utilisée pour prédire raisonnablement bien les profils d’humidité de différents matériaux ayant des températures de transition vitreuse différentes et pour différentes conditions de séchage. Mots clés: profil d'humidité, transition vitreuse, rétrécissement, porosité, amidon, propriété mécanique. / Air-drying is a frequent method used to preserve foods. The drying is affected by several phenomena, such as glass transition, shrinkage, or porosity. The quality of an air-dried product is often drastically reduced from that of the original foodstuff. Understanding the basic relationship prevailing during moisture transfer within a food will lead to better process control. The aim of this study is analyze the role of glass transition, porosity, food structure and composition on the shrinkage of food during air drying, and on the application of Fick’s law to the diffusion of water inside the product during the convective drying. In chapter 1, a literature review on air-drying, glass transition and shrinkage phenomenon, as well as specific studies on non-Fickian mass transfer during drying are presented. From the knowledge evolution in this area, it has been shown that glass transition and porosity may impact mass transfer, moisture profiles and shrinkage during air-drying, by changing the mechanical properties of the matrix where moisture is transported, as well by the formation of a glassy layer at the surface of the product during specific operation conditions. In chapter 2, glass transition temperature and sorption isotherms of potato, carrot (cellular) and two gel systems (non-cellular) were determined from experimental data and estimated from mathematical modelling. Guggenheim, Anderson, de Boer (GAB) and Gordon–Taylor (G-T) mathematical models were used to represent sorption isotherms and glass transition temperature, respectively, as a function of moisture content. Khalloufi-Ratti (K-R) equation was used for the prediction of glass transition temperature as a function of water activity. A good correlation between experimental data and GAB, G-T, and K-R models was observed. The study of different factors on shrinkage during drying was analysed in two chapters, for non-cellular and cellular foods. In chapter 3, the impact of glass transition on shrinkage of two non-cellular systems during air-drying was assessed from experimental data and the interpretation of a ‘shrinkage’ function involved in a mathematical model. Volume change, porosity, water content, product temperature and moisture profiles of non-cellular food systems were monitored during convective drying. The porosity and volume reduction as a function of moisture content were captured with high accuracy when represented by the mathematical models developed by Khalloufi et al. No significant differences in porosity and in maximum shrinkage between both samples during drying were observed. No change in the slope of the shrinkage curve as a function of moisture content was perceived. These results indicate that glass transition alone is not a determinant factor in changes of porosity or volume during air-drying of non-cellular food systems. In chapter 4, shrinkage of cellular food during air drying was analysed. The initial moisture content of carrot at exterior and center of the root were identical while those of potato were not. The cells of the exterior potato samples had smaller volume with higher starch content than the center sample. Shrinkage of carrot had a linear relationship with moisture content during drying. For potato, a change in the slope of the shrinkage curve as a function of moisture content during drying was observed. The air temperature and air speed had no effect on the shrinkage behaviour of both products. No significant impact of glass transition on shrinkage of samples has been found. Differences in starch content, in structure of the cellular material and its relationship with mechanical properties of material are probably responsible for the different shrinkage observed. In chapter 5, the effect of glass transition on moisture profiles of two gel systems and potato at different drying conditions was investigated. The moisture profiles of samples showed a sharp form at the beginning of drying. At the middle stage, the moisture profiles became round as indicated in Fickian transport. Fick’s law can be used to predict reasonably well the profiles of different materials having different glass transition temperatures and for different drying conditions. Keywords: moisture profile, glass transition, shrinkage, porosity, starch, mechanical properties.

En raison de la compétition grandissante pour l’utilisation des ressources limitées en eau de surface entre les secteurs domestique, industriel, commercial et agricole, le développement de pratiques d’irrigation visant à rationaliser l’utilisation de l’eau revêt une importance capitale. Le fraisier à jour neutre est une culture considérée exigeante en eau et en fertilisants. Cette culture est majoritairement irriguée à l’aide de systèmes goutte-à-goutte, systèmes pour lesquels la régie de l’irrigation requiert un niveau de compétence élevé et une attention constante, sans quoi les risques de diminution de productivité et de perte d’eau sous la zone racinaire sont importants. L’objectif de cette étude est la détermination des paramètres optimaux de configuration et de régie de l’irrigation goutte-à-goutte du fraiser par une approche expérimentale et par modélisation numérique. Le premier volet de cette étude présente des expériences à grande échelle réalisées sur des sites présentant des conditions culturales, des climats et des types de sol contrastants. L’objectif de ces expériences était la détermination de seuils de déclenchement de l’irrigation basés sur la mesure du potentiel matriciel pour optimiser le rendement ainsi que l’efficacité d’utilisation de l’eau d’irrigation. Ces expériences ont été réalisées selon des dispositifs en blocs complets aléatoires sur quatre sites. Deux sites étaient localisés au Québec et deux en Californie. Pour les sites du Québec, il a été démontré que l’influence du seuil d’irrigation sur les rendements était limitée, mais que la régie basée sur le potentiel matriciel permettait de diminuer le lessivage sous la zone racinaire. Pour chacun des sites de Californie, des seuils d’irrigation permettant d’obtenir le meilleur compromis entre le rendement et l’efficacité d’utilisation de l’eau ont été déterminés. L’ensemble de ces expériences suggère qu’un seuil de déclenchement de l’irrigation de -10 kPa soit adapté à la majorité des conditions culturales. Le second volet de cette étude explore simultanément les effets de l’échelle de gestion de l’irrigation et de la méthode d’application de l’eau sur le rendement et l’efficacité d’utilisation de l’eau. Cette expérience a été réalisée au Québec, pour un loam limono-argileux présentant une proportion élevée de fragments rocheux. Les résultats obtenus ont permis de démontrer que la variabilité des propriétés du sol du site à l’étude ne présentait pas de structure spatiale permettant l’établissement de zones pour lesquelles une régie locale de / Because of the growing competition for limited water resources between the domestic, industrial, commercial and agricultural sectors, the development of water-efficient irrigation practices is very important. Day-neutral strawberry is considered a crop with high water and fertilizers requirements. This culture is mainly irrigated with sub-surface drip irrigation systems for which irrigation management requires a high skill level and a constant attention. Otherwise, the risks of productivity losses and deep percolation of water are substantial. The objective of this study is the determination of optimal drip-irrigation system configuration and management parameters for strawberry production through experimental and numerical modelling approaches. The first part of this study describes production-scale experiments conducted at sites with contrasting cropping systems, climatic conditions and soil types. The main objective was the determination of optimal matric potential-based irrigation initiation thresholds with respect to crop productivity and water use efficiency. Randomized complete blok experiments were conducted at four sites. Two sites, (one silty-clay loam and one clay loam) were in the Province of Québec, Canada and two (one sandy loam and one clay loam) in California, USA. For the first sites, the effects on yield and water use efficiency of the irrigation thresholds were limited but matric potential-based management resulted in a reduction of deep percolation. For the Californian sites, the results showed that a threshold in the -15 to -10 kPa range lead to significant increases in crop yield and water use efficiency. Altogether, it was shown that an irrigation initiation threshold of -10 kPa was a suitable value for most soils and climatic conditions. The second part of this study simultaneously explored the effects of irrigation management scale and water application method on crop yield and water use efficiency. A field experiment was conducted in the Province of Québec; the soil type was a silty-clay loam with an important proportion of coarse rock fragments. The results showed that the soil hydraulic properties did not present any structured spatial patterns that could be used to delineate irrigation management zones. Physically based calculations of a critical matric potential in the root zone allowed to evaluate the magnitude of the differences in soil hydraulic properties required to justify a site-specific irrigation. The significant positive impact of a pulsed water application on crop yield and water use efficiency was also demonstrated. For the third part of this study, an approach allowing the simultaneous optimization of drip-irrigation system design and management parameters for strawberry production in a coarse soil was developed. A numerical model was used to predict the impacts of design and management parameters on 1) root uptake efficiency 2) applied irrigation water and 3) percolation below the root zone. The model was calibrated and validated with field observations of the root zone soil water potential. A sensitivity analysis allowed to evaluate the relative impacts of design and management parameters on single model outputs and on an optimization criterion calculated from multiple outputs. The results showed that the selection of an adapted application rate and irrigation duration had much more influence on model outputs than the irrigation threshold. Model predictions were used to identify optimal scenarios for the studied site and assess the potential of an alternate system configuration. The approached presented could be adapted to other cropping systems.

L’encrassement est un problème majeur qui affecte l’efficacité des procédés de filtration. Dans l’industrie laitière, le dépôt de constituants laitiers et le développement de biofilms sont les principaux responsables de l’encrassement des membranes. Comme la formation de biofilms est influencée par les propriétés de la surface des membranes, la sélection du matériau membranaire est un paramètre qui peut affecter l’adhésion de bactéries et la formation de biofilms. Ainsi, l'influence des propriétés de surface (hydrophobicité, potentiel zeta et rugosité) de divers matériaux (PES, PVDF, PAN) sur la performance et l’aptitude à l’encrassement des membranes a été évaluée lors de l'UF de lait et de lactosérum à 50 °C. Il a été montré que pour tous les matériaux, la résistance est globalement plus élevée lors de l'UF de lactosérum, mais que le PVDF présente la plus grande résistance irréversible lors de l'UF de lait et de lactosérum. Ces variations de résistance sont principalement attribuées à l'encrassement de la membrane par les constituants laitiers, car les résultats montrent que le nombre estimé de bactéries n’est significativement pas différent entre les trois différentes membranes. D’autre part, lors de l'UF de lactosérum, il a été montré que la rugosité de la surface des membranes affecte la diversité des communautés bactériennes adhérées aux membranes. En effet, après 20 h d'UF de lactosérum, plus de 5,04 log₁₀/cm² de bactéries sporulantes ont été dénombrées sur les membranes les plus rugueuses (PAN et PVDF) comparativement à 0,18 log₁₀/cm² sur la membrane la plus lisse (PES). Ainsi, l'utilisation d'une surface plus lisse combinée à une durée de filtration plus courte sont des éléments importants à envisager afin de réduire le nombre de bactéries sporulantes dans les systèmes de filtration et le nombre de spores bactériens dans les ingrédients du lactosérum. / Fouling of filtration membranes is a major issue affecting the efficiency of filtration processes. In the dairy industry, fouling is initiated by the deposition of dairy constituents, but also by the development of bacterial biofilms on filtration membranes. Since the formation of biofilms is primarily influenced by the surface properties, the membrane material selection may represent an important parameter to enable membrane fouling and bacteria adhesion. The influence of membrane surface properties (hydrophobicity, zeta potential and roughness) of various materials (PES, PVDF, PAN) was evaluated on both filtration performance and biofouling behavior during UF of milk and whey at 50 °C. The membrane resistance due to fouling was globally higher during whey UF, and the PVDF material had the highest irreversible resistance during both dairy fluids UF. These variations in resistance were mainly attributed to chemical fouling since no significant difference was observed when microorganisms are quantified through 16S rRNA gene copy numbers found on membranes. According to a metabarcoding approach, the membrane material did not influence the biofilms composition on membranes used for milk UF, mainly composed of water-associated bacteria. On the other hand, during whey UF, the membrane surface roughness clearly affected the bacterial diversity observed on it. Indeed, after 20 h of whey UF, more than 5.04 log₁₀ spore-forming bacteria per cm² were found on the roughest membranes (PAN and PVDF) compared to 0.18 log₁₀ per cm² on the smoothest type (PES). Thus, the use of a smoother surface combined with shorter filtration duration, may help the dairy industry to reduce the occurrence of persistent spore-forming biofilms in filtration systems and the number of bacterial spores in whey ingredients.

Une majorité d’interventions de promotion de la saine alimentation transmettent des messages à connotation biomédicale, présentant surtout les aliments comme des outils utiles au maintien ou à l’atteinte d’une bonne santé. Face à la faible efficacité de ces mesures pour provoquer des changements de comportements, plusieurs chercheurs recommandent un renouvellement des stratégies d’intervention auprès des populations, entre autres, en plaçant la notion du plaisir de manger au centre des interventions de promotion de la saine alimentation. Or, afin de pouvoir opérationnaliser ce nouveau type d’approche de manière efficace et adaptée auprès d’une population, il importe d’abord d’identifier les perceptions présentes envers l’approche chez cette population. Ce mémoire présente une étude qualitative ayant été menée auprès de Québécoises et de Québécois afin d’explorer leurs perceptions envers le plaisir de manger et la saine alimentation, dans le but d’informer de futures interventions utilisant une approche axée sur le plaisir de manger pour favoriser l’adhésion aux recommandations de saine alimentation. Les résultats suggèrent que les participantes et les participants associent le plaisir de manger à la fois à des composantes saines et malsaines de l’alimentation. Malgré l’ambivalence observée dans le discours des individus interrogés quant à l’association entre les deux concepts étudiés, les résultats de cette étude représentent des pistes d’intervention qui pourraient être exploitées afin d’aider les individus à associer la saine alimentation à une source de plaisir quotidienne. / Most interventions promoting the adoption of a healthy diet are currently communicating biomedically-oriented messages, merely presenting healthy foods as useful tools for health maintenance or improvement. Given the low effectiveness of these measures in inducing behavioural changes, several researchers have recommended a shift in the intervention strategies traditionally used with populations to make the notion of eating pleasure a central piece of nutritional interventions. However, first gaining knowledge about a population’s perceptions is necessary in order to effectively operationalize this new type of approach in a way that is adapted to a target audience. This manuscript presents a qualitative study exploring a sample of Quebecers’ perceptions about eating pleasure and healthy eating, in order to inform future interventions using an approach focused on eating pleasure to promote healthy eating. It is outlined that participants associated eating pleasure with both healthy and unhealthy components of diets. Despite the ambivalence observed in the participants’ speech about the relationship between the two studied concepts, many results from this study could be used to support the development of interventions that would help individuals associate healthy eating with enjoyment.

La microfiltration (MF) du lait écrémé permet de séparer les caséines (CN) des protéines sériques (PS) pour la production d’ingrédients laitiers. Réalisée majoritairement à l’aide de membranes céramiques à gradient de perméabilité (MCGP), peu d’études s’intéressent à l’utilisation de membranes polymériques spiralées (MPS). Ainsi, ce projet avait pour objectifs de caractériser les performances hydrauliques et séparatives de MPS et de quantifier leur encrassement et consommation énergétique. La MF a été réalisée à 50°C en recirculation totale avec des MPS de diamètre de pores (DP) de 0,1 et 0,2 μm. Il a été démontré que bien que les flux de perméation soient similaires, des pertes en CN sont observées dans le perméat avec la MPS 0,2 μm. Ainsi, la MPS 0,1 μm a été sélectionnée pour des essais de concentration-diafiltration jusqu’à un facteur de concentration de 3.0X afin de comparer les résultats à ceux d’une MCGP. Il a été démontré que la MPS 0,1 µm générait des flux de perméation 3,5 fois inférieurs que la MCGP, mais permettait de retenir davantage de PS tout en étant 5 fois moins énergivore. Suite à ces résultats, les performances de la MPS 0,1 µm ont été comparées à celles d’une membrane d’ultrafiltration (UF) au seuil de coupure de 10 kDa. Il a été démontré que les flux de perméation de la MPS 0,1 μm étaient supérieurs à ceux de la membrane d’UF et que la rétention des protéines totales est relativement similaire. Par conséquent, l’utilisation de la MPS 0,1 µm s’avère intéressante pour la concentration des CN, tout en permettant une sélectivité similaire des protéines et des performances hydrauliques supérieures par rapport à la membrane d’UF (10 kDa). Ces résultats permettent aux industriels d’effectuer un choix technologique en MF entre les MPS et les MCGP, mais ouvre également la possibilité de substituer l’UF 10 kDa par la MF 0,1 µm pour la préparation de concentrés protéiques pour la fromagerie. / Microfiltration (MF) of skim milk makes it possible to separate the caseins (CN) from the serum proteins (SP) for the production of dairy ingredients. Generally performed with graded-permeability membranes (CGP), few studies have focused on the use of polymeric spiral-wound (PSW) membranes. The objective of this project was to characterize the hydraulic and separative performances of PSW and to quantify their fouling and energy consumption. The MF was carried out at 50°C in total recirculation mode with PSW with a pore diameter (DP) of 0.1 and 0.2 μm. It has been shown even if permeate fluxes are similar, a drastic CN loss was observed in the permeate during MF with PSW membranes of 0.2 μm DP. Thus, 0.1-μm PSW was selected for concentration-diafiltration steps up to a concentration factor of 3.0X in order to compare the results with that of a MCGP. It has been demonstrated that 0.1-μm PSW had permeation fluxes 3.5 times lower than CGP but increased rejection of SP while consuming 5 times less energy. Following these results, the performances of the 0.1 μm MPS were compared with those of an ultrafiltration membrane (UF) with a cutoff threshold of 10 kDa. It has been demonstrated that the permeation fluxes of the 0.1-μm MPS are greater than those of the UF membrane and that the retention of the total proteins is relatively similar. Following these results, the performances of the 0.1-μm PSW were compared with those of a 10 kDa ultrafiltration membrane (UF), demonstrating that permeate fluxes of the 0.1-μm PSW were higher compared to the UF membrane while total protein rejection was relatively similar. Consequently, the use of 0.1 μm MPS proves to be advantageous for CN concentration, while allowing a similar selectivity of the proteins and higher hydraulic performances compared to the UF membrane (10 kDa). These results enable manufacturers to make a technological choice in MF between MPS and MCGP, but also opens the possibility to substitute the 10 kDa UF by the 0.1 μm MF in the preparation of milk protein concentrates for cheese milk standardisation.

La culture de canneberges, étant intensément drainée souterrainement, peut accélérer le transport des particules fines dans le sol. Ce projet vise à évaluer la migration des particules fines dans les sols de canneberges. Cette expérience a été mise en place sur 3 sites (A, B, C) de production au Québec. Un traceur physique inerte, l'oxyde de zirconium (ZrO2), a été appliqué sur des parcelles de 25 x 25 cm au début de l'été 2014. Les parcelles étaient munies de puits d'observation de la nappe et de tensiomètres (TX3) positionnés sur le drain, au quart de l'écartement et à demi-écartement, à 10 et à 20 cm de profondeur. De plus, deux puits d'observation de la nappe supplémentaires par site ont été installés dans le milieu naturel à côté du champ. Des colonnes de sol de 60 cm de long et de 6 cm de diamètre ont été échantillonnées sur chacun des sites en août 2014 (T1) et juillet 2015 (T2), pour un total de 18 colonnes. Celles-ci ont été coupées et séchées en segments de 2 cm d'épaisseur, donnant ainsi 30 échantillons de sol par colonne. La concentration de ZrO2 a été mesurée par spectromètre de fluorescence rayon-X (EDXRF). La granulométrie a aussi été mesurée sur les mêmes segments afin d'identifier des zones d'accumulation de particules fines. Les résultats obtenus par EDXRF ont montré une migration de ZrO2 sur toutes les colonnes à 10 cm de profondeur au T1, soit la profondeur racinaire de la canneberge. Cependant au T2, les colonnes du site C ont montré une migration entre 15 à 30 cm de profondeur. Le site A et B sont plus susceptibles au problème de colmatage que le site C.

L’ultrafiltration (UF) est utilisée en industrie laitière pour la production de concentrés protéiques laitiers. Récemment, des études ont démontré que l’utilisation des hautes pressions hydrostatiques (HPH) permet d’améliorer la durée de vie du lait mais a un effet important sur les protéines (diminution de la taille des micelles de caséine, dénaturation/agrégation des protéines sériques). Ces effets peuvent ainsi altérer les performances du procédé d’UF. Cette étude avait donc pour but de déterminer l’impact d’un prétraitement du lait par HPH (300 et 600 MPa, 5 min) sur les performances du procédé d’UF. L’effet des HPH a d’abord été étudié sur les différentes fractions protéiques du lait. Ensuite, l’UF a été réalisée en mode recirculation totale afin de déterminer les paramètres de filtration optimaux et l’effet des HPH sur les valeurs de flux critiques et limites. Des filtrations en mode concentration ont également été réalisées afin d’évaluer l’effet des HPH sur les flux de perméation et le colmatage. Il a été observé que la taille des micelles de caséine diminue de 32% et 38% et le taux de dénaturation de la bêta-lactoglobuline (β-LG) atteint 30% et 70% après une pressurisation respective à 300 et 600 MPa durant 5 min. En mode recirculation totale, et comparativement au lait témoin, les flux de perméation ont diminué de 25% suite à la filtration des laits pressurisés. En mode concentration, les flux initiaux étaient 30% plus faibles pour les deux traitements HPH comparativement au lait témoin. Le calcul des résistances membranaires a montré un colmatage irréversible plus important à 600 MPa. Finalement, une caractérisation de la couche de colmatage a permis de confirmer que la caséine et la β-LG étaient responsables des baisses de flux. Les résultats démontrent ainsi qu’un traitement HPH altère drastiquement les performances d’UF et modifie la composition de la couche colmatante. / In dairy industry, ultrafiltration (UF) is largely used to produce milk protein concentrates. Recently, it was demonstrated that high hydrostatic pressure (HHP) extended shelf-life of milk but decreased the casein micelle size and induced denaturation and aggregation of whey proteins. Therefore, these modifications could negatively impact UF performances. Consequently, this study aims to determine the impact of skim milk pre-treatment by HHP (300 and 600 MPa, 5 min) on UF performances. Firstly, impact of HHP was studied on proteins which composed the colloidal and serum phases. Afterwards, UF was performed in full recycle mode to determine optimal parameters for the concentration mode and to characterize the impact of pressurization on critical and limiting fluxes. Then, pressure-treated milks were ultrafiltrated in concentration mode to evaluate permeate flux decline and fouling phenomenon. It was observed that casein micelle size decreased by 32% and 38% while β-LG denaturation reached 30% and 70% at 300 and 600 MPa during 5 min, respectively. During pressure-treated milk concentration by UF, initial fluxes were 30% lower at 300 and 600 MPa compared to control. Moreover, hydraulic resistance of membrane indicate a significant irreversible deposition for milk treated at 600 MPa. Finally, the characterization of the fouling layer confirmed that casein and β-LG proteins represented major fouling species at membrane surface after UF of pressure-treated milks, especially at 600 MPa. Consequently, our results demonstrated that HPP treatment of skim milk had major negative impact on UF performance and modified the composition of membrane fouling layer.

La situation économique difficile des fermes québécoises suscite beaucoup d’intérêt. Plusieurs études se sont consacrées à l’analyse technico-économique des entreprises agricoles, toutes productions confondues. C’est aussi le cas du présent mémoire. L’objectif général est d’analyser la santé financière des entreprises laitières, céréalières et de fruits et légumes sur la période 2005-2015. Pour y parvenir, les méthodes d’analyses comparatives, de régressions paramétriques et non paramétriques sont combinées. Les données sont issues de l’enquête financière sur les fermes co-réalisée par Statistique Canada et Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC). L’absence de données sur le coût de vie des exploitants a contraint l’étude à se limiter aux entreprises en compagnie. Ces dernières sont tout de même assez bien représentatives de l’échantillon total. Les résultats ont montré que les producteurs laitiers ont une meilleure santé financière bien qu’elle soit instable et évolue en se dégradant. Les producteurs de fruits et légumes affichent une santé financière acceptable avec une tendance prometteuse. Les céréaliers sont en mauvaise posture avec une mauvaise santé financière et une tendance à l’aggravation de la situation. Les analyses ont montré aussi que les producteurs laitiers doivent leur bonne santé financière à une excellente maîtrise des coûts de production. L’excellente productivité du capital des producteurs de fruits et légumes justifie leurs résultats malgré les coûts de production élevés auxquels ils font face. La faible productivité du capital, ajoutée aux coûts de production élevés, explique la mauvaise santé financière des céréaliers. La grande entreprise de fruits et légumes est en meilleure santé financière. Inversement, la grande entreprise laitière est moins rentable. La taille n’explique pas la santé financière des céréaliers. L’expérience n’impacte pas significativement la santé financière des entreprises laitières, céréalières et de fruits et légumes. Mots clés : santé financière, entreprise agricole, lait, céréales, fruits et légumes. / The difficult economic situation of Québec farms inspires much interest. Several studies are devoted to the technical and economic analysis of farms, all production combined. This is also the case of the current thesis. Its overall objective is to analyze the financial health of dairy, cereals and fruit & vegetable enterprises over the period 2005-2015. To achieve this, comparative analysis, parametric and nonparametric regressions have been combined. Data analyzed were from the “Farm Financial Survey” conducted both by Statistics Canada and Agriculture and Agri-Food Canada (AAC). The absence of the “cost of living” data forced the study to be limited to farming enterprises that were organized in corporation. The latter were nonetheless quite enough representative of the total sample. Results showed that dairy farmers have the best results although their financial health was unstable and was gradually degrading. Fruit and vegetable producers have an acceptable financial health with an improving trend over the years. Cereal farmers were in a bad position with poor financial health and a worsening trend. Our results also showed that dairy farmers owed their good financial health to an excellent control of production costs. The excellent productivity of cash investments (capital) of fruit and vegetable producers justifies their results despite the high production costs they face. The low productivity of capital, coupled with high production costs, explains the poor financial health of cereals. The large fruit and vegetable enterprise is in better financial health. Conversely, the large dairy enterprise is less profitable. Size does not explain the financial health of cereal farmers. Experience does not significantly impact the financial health of dairy, cereals and fruit and vegetable enterprises. Keywords: financial health, farming enterprise, milk, cereals, fruits and vegetables