La production de canneberges au Québec est l’une des plus importantes au monde. L’avancée de la production de canneberges au Québec est due, en partie, à une gestion optimisée des conditions d’irrigation et de drainage. Toutefois, il a été estimé que 75% des champs de canneberges du Centre-du-Québec ont des problèmes de drainage. Les problèmes de conception du système de drainage entraînent des réductions de 25% de rendement des canneberges tandis que le problème de colmatage des drains induit une réduction de 39%. De ce constat, le présent a pour objectif de prédire le degré de colmatage des drains à partir des hauteurs de la nappe à la mi-écartement, au-dessus du drain ainsi que du temps de rabattement de la nappe. Pour se faire, des modèles de prédiction par apprentissage supervisé et par régression linéaire multiple sont utilisés. Les expériences de drainage ont été menées en laboratoire à l’aide d’un simulateur de drainage afin de modéliser de façon analogique le degré de colmatage du drain. Les données expérimentales collectées à la fin de chaque expérience ont permis, entre autres, de générer les variables d’entrée des modèles prédictifs. Les résultats montrent qu’une augmentation du degré de colmatage du drain entraîne : (i) des augmentations du temps de rabattement de la nappe et de la résistance à l’entrée du drain, (ii) une diminution de la conductivité hydraulique équivalente du système de drainage et (iii) l’accumulation d’eau au voisinage du drain. Le modèle prédictif d’apprentissage supervisé ajusté explique 98,9% de la variation du degré de colmatage tandis que la régression n’explique que 58,9% de cette variation. Avec l’introduction de la conductivité hydraulique équivalente du système de drainage dans le modèle, la qualité de l’ajustement du modèle d’apprentissage supervisé passe de 98,9 à 99,8% et celle de régression linéaire multiple passe de 58,9 à 83,8%. / Quebec is one of the largest cranberry producer in the world. The substantial yields in cranberry production in Quebec is due in part to optimized management of irrigation and drainage conditions. However, it has been estimated that 75% of the cranberry fields in Central Quebec have drainage problems. Drainage system design problems result in 25% reduction in cranberry yields drain clogging issues are responsible for a 39% reduction. The present project proposes to predict the degree of clogging based on water table heights at the mid-spacing and above the drain in addition to the water table drawdown time. To do this, predictive models using supervised learning and multiple linear regressions are used. The drainage experiments were conducted in the laboratory using a drainage simulator to analogically reproduce the degree of drain clogging. The experimental data collected at the end of each experiment served, among other things, to generate the input variables of the predictive models. The results show that an increase in the degree of clogging leads: (i) to an increase in water table drawdown time and the drain entrance resistance, (ii) a decrease in the equivalent hydraulic conductivity of the drainage system and (iii) the accumulation of water in the vicinity of the drain. The adjusted supervised learning predictive model explains 98.9% of the variation of the clogging degree, while the regression model explains only 58.9%. With the introduction of the equivalent hydraulic conductivity of the drainage system, the quality of the supervised learning model goes from 98.9 to 99.8% and that of multiple linear regressions from 58.9 to 83.8%.

Les rations alimentaires riche en zinc (Zn) ou en arginine (Arg) sont connues pour améliorer la croissance des porcelets nouvellement sevrés mais les mécanismes d’actions ne sont pas encore bien connus. L’hypothèse à la base de ce doctorat est que le métabolisme oxydatif et la réponse anti-inflammatoire seraient impliqués dans cette réponse. Les effets de ces ajouts ont donc été évalués sur le statut antioxydant et la réponse inflammatoire des porcelets dans trois conditions différentes. Pour les trois essais, les rations étaient supplémentées ou non de Zn (2500 mg oxyde de Zn/kg) et d’Arg (1 %). Dans le premier essai, trente-deux porcelets sevrés de 20 jours ont été nourris pendant 12 jours avec l’une des quatre rations. Au jour 12, des prélèvements sanguins ont été effectués avant et 3 heures après une injection intrapéritonéale de lipopolysaccharide (LPS; 10 mg/kg) puis les porcelets ont été euthanasiés afin de prélever des échantillons de muqueuses intestinales. Les résultats ont indiqué que le Zn peut réduire l’oxydation systémique et améliorer l’état antioxydant dans les muqueuses intestinales. Par contre, les supplémentations en Zn et en Arg n’ont pas eu d’effet synergique positif sur l’état antioxydant ou l’inflammation chez les porcelets sevrés Dans le deuxième essai, quarante-huit porcelets sevrés à l’âge de 20 jours ont reçu l’une des quatre mêmes rations pendant 7 ou 14 jours. Au jour 5, les porcelets (2 par parc) ont reçu une injection intramusculaire de LPS (100 μg/kg) et des échantillons de sang ont été prélevés avant l’injection et 6h, 24h et 48h après. Au jour 7, tout de suite après avoir prélevé le dernier échantillon de sang, 1 porcelet dans chacun des parcs a été euthanasié afin de prélever des échantillons de la muqueuse de l’iléon. Au jour 12, le porcelet restant a de nouveau reçu une injection de LPS et les mêmes échantillons de sang et de muqueuse ont été prélevés. Cet essai a montré que l’ajout d’une forte dose de Zn réduisait l’oxydation des lipides et l’inflammation pendant le sevrage et que l’ajout de Zn et Arg a des effets limités sur les statuts oxydatif et inflammatoire suivant l’injection de LPS. Dans le dernier essai en conditions commerciales, des porcelets âgés de 21 jours ont été alimentés avec l’une des mêmes quatre rations alimentaires. Les échantillons sanguins ont été prélevés sur les mêmes 2 porcelets dans chacun des parcs avant la distribution des aliments le matin des jours 8 et 15. Les données ont montré que la ration avec une dose élevée en Zn améliorait les performances de croissance des porcelets (ADG et ADFI) ainsi que le status oxydatif en diminuant l’oxydation des lipides. De son côté, l’ajout de Arg a eu un effet limité sur les performances de croissance et sur le status oxydatif durant l’élevage en conditions commerciales. / High level of dietary zinc (Zn) and arginine (Arg) supplementation are known to improve growth in weanling piglets but the mechanism of action is not yet well understood. We hypothesized that antioxidant metabolism and inflammatory responses were involved. The effects of high Zn supplement and Arg supplementation on the antioxidant status and inflammatory response of piglets after lipopolysaccharide (LPS) stimulation were evaluated. In a first study, thirty-two 20-day-old weanling piglets were fed diets supplemented or not with Zn (2,500 mg Zn oxide/kg) and Arg (1%) for 12 days. On day 12, blood samples were taken before and 3h after intra-peritoneal injection of LPS (10 μg/kg) and were euthanized just after the second blood sample, and samples of mucosae were taken. These results indicated that Zn may reduce systemic oxidation and improve antioxidant status in jejunal and ileal mucosae However, Zn and Arg supplementation did not appear to act synergistically to enhance antioxidant status or reduce inflammation in weanling piglets. In a second study, forty-eight 20-days-old weanling piglets were placed for 7 or 14 days on diets supplemented or not with Zn (2,500 mg Zn oxide/kg) and Arg (1%). On day 5, piglets (two per pen) were injected with LPS injection (100 μg/kg) intramuscular and blood samples were taken just before and, 6, 24 and 48 h after. On day 7, shortly after obtaining the last post-LPS blood sample, one piglet per pen was euthanized and samples of mucosa were taken from the ileum. On day 12, remaining piglet was injected again with same LPS dose and blood and ileum samples were collected as for the piglet on day 7. This study showed that high Zn diet reduced lipid oxidation and inflammation during post-weaning period. However, Zn and Arg supplementations had limited effect on oxidative and inflammatory status following LPS challenge. In a last study, weanling piglets aged 21 d were fed for 15 days a diet supplemented or not with 2500 mg/kg of ZnO and 1% Arg under commercial breeding conditions. Blood was collected from the same two piglets in each pen before morning feeding on days 8 and 15. Under these commercial conditions, high level of Zn improved piglet growth performance (ADG and ADFI) and oxidative status by decreasing lipid oxidation however Arg supplementation had a limited effect on growth performance and oxidative status

Actuellement, la demande pour trouver des sources alternatives de production d’ingrédients alimentaires de valeur tels que les protéines et les extraits riches en nutriments a augmenté de manière hautement significative. Dans ce contexte, le tourteau de soja est une source précieuse de protéines, de glucides et d'autres composés qui peuvent être valorisés et utilisés dans l'alimentation humaine. Cependant, pour extraire des substances ayant une valeur nutritionnelle élevée, on utilise généralement des procédés d’extraction conventionnels basés sur une utilisation accrue des acides forts (HCl, H2SO4) et des bases concentrées (NaOH, KOH). Sur le plan de santé et sécurité au travail, ces produits chimiques hautement dangereux et corrosifs présentent plusieurs inconvénients; notamment la nécessité de disposer de moyens hautement efficaces de protection et de gestion de risque chimique et du personnel qualifié pour leur manutention. En plus, l’utilisation de ces produits chimiques a, à son tour, un impact important sur l’environnement, car leurs effluents sont très dommageables des écosystèmes et nécessitent des moyens d’épuration très coûteux. Conséquemment, la recherche d’autres technologies de substitution partielle ou complète aux procédés d’extraction conventionnels demeure un sujet d’actualité, ce qui amène les entreprises modernes et soucieuses de la protection de l’environnement à s’intéresser au développement de nouvelles technologies durables d'extraction afin de réduire les impacts négatifs de cette industrie. Dans ce contexte, pour résoudre ces problèmes, la technologie d'électro-activation (EA) en solution, qui fait l’objet d’une programmation de recherche de grande envergure de notre équipe, a montré d’excellentes perspectives pour être utilisée comme approche efficace pour l’extraction des matières solubles à partir de résidus issus de pratiques agroalimentaires. Sur le plan environnemental, cette technologie pourrait servir à la réduction des effluents, car, elle ne nécessite que de l'eau, du sel et de l'électricité pour générer des solutions acides (anolytes) et basiques (catholytes) utilisables pour des fins d’extraction. Ainsi, ces solutions pourraient remplacer, partiellement ou totalement, les acides et bases chimiques. Ainsi, ce projet de doctorat en Sols et environnement, divisé en quatre objectifs spécifiques, visait à étudier l’intégration de la technologie d’électroactivation en solution, comme moyen de substitution aux acides et bases chimiques, dans un procédé de valorisation de tourteau de soja à des fins alimentaires humaines, tout en apportant une contribution significative à la protection de l’environnement... / Le premier objectif de ce projet de doctorat visait à étudier et comparer l’extraction acide versus l’extraction basique de la matière sèche soluble à partir de tourteau de soja. Cette matière sèche soluble est composée principalement d’un mélange de protéines, de glucides et de minéraux. L'extraction alcaline a été effectuée à pH 8, 9 et 10 alors que l'extraction acide a été effectuée à pH 2 et 3. Dans les deux modes d'extraction, différentes concentrations de NaCl ont été ajoutées au milieu d’extraction (0.01, 0.025 et 0.05 M). Les résultats obtenu sont montré que les deux méthodes étaient efficaces en termes d'extraction de matière sèche soluble avec des différences qualitatives et quantitatives significatives. L'extraction alcaline était significativement plus efficace en termes de matière sèche totale extraite et de teneur en protéines de l’extrait avec des valeurs moyennes de 39.97 ± 0.23% à 43.35 ± 2.90%, respectivement. Les extraits acides et alcalins étaient caractérisés par une teneur élevée (mg/100 g) en minéraux spécifiques tels que le potassium (334.93 ± 41.93), le calcium (24.73± 10.32) et le magnésium (35.34 ± 10.86). Les données obtenues par électrophorèse sur gel (SDS-PAGE) ont confirmé l'efficacité du mode alcalin en termes de teneur en protéines parles bandes plus évidentes. La turbidité la plus élevée a été obtenue à pH 4-5 pour tous les extraits, tandis que le potentiel zêta indiquait un point isoélectrique pHi à pH 4-5 pour les extraits alcalins et un pHi à pH 7-8 pour les extraits acides. Les glucides extraits ont montré un profil pH-dépendant avec un potentiel d’utilisation de l’extrait comme prébiotique. Dans l’ensemble, cette étude a mis en évidence l’efficacité et l’utilisation rationnelle des extractions combinées acide-alcaline pour améliorer la valorisation du tourteau de soja dans les applications alimentaires et réduire les déchets générés par l’industrie de production de l’huile de soja. Le deuxième objectif consistait à étudier la technologie d'électro-activation permettant d'extraire la matière sèche soluble du tourteau de soja constituée d’un mélange de protéines, de glucides et de minéraux. Les extractions dans des conditions alcalines (catholyte) et acides (anolyte) ont été effectuées avec des solutions électro-activées obtenues à des intensités de courant électrique de 150, 300 et 450 mA pendant 10, 20, 30, 40 et 50 minutes d’électro-activation. Les deux méthodes ont été efficaces pour extraire la matière sèche soluble du tourteau de soja. Le catholyte était le plus efficace pour extraire les protéines avec un rendement maximal de 45.55 ± 2.77 %. De plus, la teneur en protéines augmentait avec le temps de traitement dans les extraits au catholyte, mais diminuait dans les échantillons extraits par l’anolyte. Les analyses par SDS-PAGE ont confirmé l'efficacité du catholyte à extraire davantage de protéines de meilleure qualité que l'anolyte. Des résultats similaires ont été observés pour les profils d'acides aminés, car les échantillons extraits par le catholyte étant les plus riches en acides aminés essentiels et non essentiels. Bien que l'anolyte ait extrait les quantités les plus élevées des minéraux comme le Mg2+(78 %), Ca2+(37 %) et P3-(37 %) du tourteau de soja, le catholyte s'est avéré plus efficace pour extraire le Zn2+(65 %), Fe2+(62 %), et les ions Cu2+(42 %). Les échantillons obtenus à la fois par l’utilisation des solutions anolytes et catholytes présentaient de bons profils glucidiques contenant certains monosaccharides avec un potentiel de pouvoir prébiotiques. Le profil des glucides variait avec l’intensité du courant électrique utilisé pour la production de solutions électro-activées et le temps de traitement. La teneur en stachyose et en raffinose augmentait avec l’intensité utilisée pour la production des anolytes tout en diminuant dans les échantillons des catholytes. De manière similaire, les teneurs les plus élevées en stachyose et en raffinose ont été observées pour les échantillons obtenus avec la solution catholyte électro-activée pendant 10 min, avec des valeurs respectives allant de 206.64 à 222.49 et de 31.17 à 34.29 mg/g. Les échantillons traités avec l'anolyte électro-activé pendant une plus longue période (30 à 50 min) étaient caractérisés par des teneurs plus élevées en ces sucres. Le troisième objectif visait à étudier et comparer les propriétés fonctionnelles et l'activité antioxydante de la matière sèche extraite du tourteau de soja de manière conventionnelle et comparées à celles des extraits obtenus par des solutions électro-activées. La capacité d'absorption d'eau (WAC) de l'extrait conventionnel obtenu à pH 8-0.01M NaCl présentait la valeur de WAC la plus élevée (400 ± 7 g/100 g), tandis que la WAC le plus faible (0) était celui des échantillons extraits sous NaCl pH3-0.01M et pH3-0.05M NaCl. L'extrait obtenu avec la solution électro-activée Anolyte_300mA-30min avait une valeur de WAC de 25 ± 1 g/100 g, tandis que la valeur minimale de WAC de 0 g/100 g était observée pour l'extrait obtenu avec de l'anolyte électro-activé Anolyte_450mA-50min et Catholyte_150mA-10min. La capacité d'absorption d'huile (OAC) était la plus élevée pour les échantillons extraits sous des conditions alcalines, quel que soit le mode d'extraction utilisé (conventionnelle ou électro-activation), avec des valeurs comprises entre 5,50 ± 0,54 et 6,85 ± 0,62 mL/g. Les extraits obtenus à pH3-0,05M NaCl et Anolyte_450mA-50min ont des valeurs OAC respectives de 1,85 ± 0,23 et 1,51 ± 0,13 mL/g. Les propriétés moussantes des extraits classiques étaient supérieures à celles extraites par électro-activation. La valeur maximale de 52% a été observée pour l'échantillon conventionnel obtenu à pH 9-0,025M NaCl, tandis que la capacité de moussage maximale de 28% a été détectée dans l'échantillon électro-activé obtenu avec Anolyte_450mA-50min. Les échantillons électro-activés ont été caractérisés par des propriétés émulsifiantes plus élevées. Les extraits classiques ont montré une activité antioxydante supérieure (92.31 ± 1.5%) à celle obtenue par électro-activation (47.46 ± 0.94%). Les résultats obtenus dans le présent travail mettent en évidence le pouvoir émulsifiant des solutions électro-activées, suggérant sa grande aptitude à être utilisés dans des formulations alimentaires telles que les boissons prêtes à boire et autres produits du type émulsion. Le quatrième objectif visait à étudier la qualité et le comportement des boissons contenant des extraits obtenus à partir de tourteau de soja par électro-activation. Toutes les boissons produites ont été additionnées d’une poudre de lactosérum pour une teneur final dans le produit de 0.7%. Les boissons de soja ont été codées avec des lettres allant de A à I.Les boissons ayant les codes G, H et I contenaient des particules de protéines plus grosses que les autres échantillons. Ensuite, la viscosité de la majorité des échantillons était faible et les boissons avaient un comportement d’amincissement par cisaillement. Les solutions étaient visuellement stables même si les mesures de turbidité et de potentiel zêta ont montré que le système de produits n'est pas stable dans une plage de pH de 3 à 10. De plus, la solubilité des échantillons était bonne, en particulier pour les échantillons G (97.76 ± 0.04%) et H (97.53 ± 0.18%). De plus, les échantillons I et F ont montré une capacité de moussage très élevée avec une valeur de 98 ± 7.34% et 80 ± 5.25%, respectivement. La boisson ayant le code G présentait une capacité d'absorption d'eau élevée (530 g/100 g). De plus, les valeurs de récupération des protéines de caillé obtenues à partir du coagulum variaient de 56,57 ±2.17 à 98.57 ± 6.37%. / Recently, the demand to find the alternative sources of valuable compounds such as proteins increased. Soybean meal is a valuable source of proteins, carbohydrates and other compounds. These compounds can be valorized from soybean meal and used in human feed.However, to extract valuable substances usually conventional acids and alkalis are used. The use of these chemical solutions, in its turn, has a big impact on the environment as well as other negative consequences. As a result, modern enterprises are more interested in sustainable extraction technologies in order to reduce these negative consequences.To solve these problems the technology of electro-activation (EA) was observed and showed good abilities in extracting of the valuable substances. This technology requires only water, salt and electricity. This work was aimed to study weather this alternative type of extraction is effective for soybean meal valorization.The first objective was to study conventional extraction and its ability to extract proteins and carbohydrates. Certain parameters of conventional extraction affect the most protein extractability.Thus, from pH, meal to solvent ratio, and salt concentration parameters, the pH of the extracting medium had the most significant effect on protein extractability for conventional extracts. The procedure of extraction was carried out using alkaline (NaOH) and acid (HCl) solutions. As a result, a soluble dry matter composed of proteins, carbohydrates and minerals was extracted from soybean meal. The obtained results showed that the both alkaline and acid methods, that were used, are effective in terms of extraction of soluble dry matter with significant qualitative and quantitative differences. The alkaline extraction was significantly more effective in terms of the total extracted dry matterand protein content in the extracted material with mean values of 39.97 ± 0.23 and 43.35 %± 2.90, respectively. In fact, this study demonstrated the effectiveness and rational use of the dual acid-alkaline extraction to enhance the soybean meal valorization for food applications and provide reduction of waste generated by the soybean oil industry. Second objective was to study the influence of electro-activated solutions on proteins extracted from soybean meal and to compare them to the conventional solutions obtained in the first objective. In order to produce electro-activated samples, the optimal parameters of electro-activation for high extraction yield from soybean meal were studied. It was observed that pH changes, right after the electricity is applied, each 10 mins till 60 mins the pH increased significantly. After the extraction of compounds by electro-activation technique was performed, the comparison of the conventional and electro-activated samples took place. It was found that electro-activation is effective as protein extraction method and for extraction of other compounds with beneficial properties for environment. However, conventional extraction is harmful for the environment, even though the commercial extracts were of higher extraction yield and with the bands of bigger molecular weight. Nonetheless, it was found that when the contact time of electro-activated solution with material is increased, the extraction yield and quality of protein is significantly higher. While for conventional extracts treated by the same time there was no significant difference.Third objective aimed to study the comparison of functional properties and antioxidant activity of soybean meal extracts obtained by conventional extraction and using electro-activated solutions.The commercial samples were characterized by superior water absorption and foaming capacity. In contrast, electro-activated samples were characterized by superior emulsification properties. Therefore, conventional samples showed higher antioxidant activity (92.31±1.5%) than electro-activated ones (47.46±0.94%). Overall, this study demonstrated favorable functional and antioxidant properties of samples made by electro-activation method.The fourth objective was to evaluate the behaviour of functional beverage by using protein-carbohydrate extract obtained from soybean meal produced by electro-activation technology. The results showed that the particle size value was ≤ 0.2μm for majority of thesamples. However, with an increasing of the flow the particle size also increased due to large protein particles formed as complexes of a definite size. Furthermore, the behaviour of systems had Newtonian nature and shear-thinning behavior with the low viscosity which is good for such products as beverages. In addition, the turbidity and z-potential measurements showed that the system of products is not stable in pH range 3-10. Moreover, solubility of samples was quite good, especially for certain samples, it was 97.76±0.04 % and 97.53±0.18%. To conclude, these beverages are high in protein and can serve as nutritional beverages. Regarding the result of this work it can be claimed that electro-activated solutions as extracting agents are quite powerful. Also, additional and very important advantage of electro-activation is option of rejection from conventional chemicals which is an important point for sustainable development.

L’oignon est riche en composés phénoliques antioxydants qui sont largement étudiés pour leurs effets sur la santé, notamment sur les maladies cardiovasculaires et le diabète, etc. La récupération des polyphénols à partir de la matière première ayant été exposés à l’application de pesticides présente un risque d’enrichir les fractions en ces composés toxiques. L’objectif de la présente étude était d’optimiser les paramètres d’extraction des polyphénols d’oignons jaune et rouge afin d’obtenir un produit riche en composés phénoliques et sans pesticides. Cette étude a été menée sur différentes parties d’oignons : tige, racine, bulbe et pelure. Les analyses des extraits de pesticides pour les différentes parties d’oignon jaune et rouge ont été faites par GC/MS. Les résultats obtenus ont montré que seules les racines des oignons jaunes contiennent 0,7 mg/kg matière sèche de PENDIMETHALIE, une teneur qui dépasse la norme européenne exigée (0,1 mg/kg de matière sèche). Par conséquent, l’étude de la caractérisation des polyphénols des différentes parties d’oignons jaune et rouge a été faite sur des variétés d’oignons n’ayant pas reçu de pesticides. Ainsi, l’analyse des polyphénols par UPLC-MS a montré que la tige des oignons rouges, en contenait beaucoup et contenait en particulier de grande quantité de quercétine (7810,33 mg équivalent quercétine/kg matière séchée). Afin d'augmenter le rendement en polyphénols, quatre paramètres d’extraction ont été optimisés : le temps de macération (0h, 0,5h et 1h), la température (22, 50 et 78 °C), la concentration en éthanol (0%, 50% et 100%) et le ratio soluté/solvant (1:10,1:30 et 1:50g/ml) en utilisant un plan d’expérience statistique D-optimal. Le travail d’optimisation a été fait sur le plateau de tallage des oignons rouges dépourvue en pesticides et riche en polyphénols. L’extrait éthanolique a montré un meilleur rendement pour un temps d’extraction de 50 minutes et une concentration en éthanol de 53,75%. L’extraction a été répétée avec les conditions optimisées et a donné un rendement de 119,45g polyphénols/kg matière sèche. / The onion possesses a specificity by the antioxidant phenolic compounds. The latter is widely studied for their diverse effects on the health in particular on the cardiovascular diseases, the diabetes, etc. The objective of the present study was to optimize the parameters of extraction of the polyphenols from yellow and red onions to obtain a product rich in antioxidizing molecules without pesticides. This study was led on the various parts of onions : stalk, root, bulb and peel. The analyses of the extracts of pesticides for the various parts of yellow and red onions was made with GC / MS. The result showed that only the roots of the yellow onions contain a pesticide : the PENDIMETHALIN with a quantity of 0,7 mg / kg dry material, which exceeds the European require standard (0,1 mg / kg of dry material). Consequently, the study of the characterization of the polyphenols of the various parts of yellow and red onions established was made on varieties of onions devoid of pesticides. So, analysis of the polyphenols by UPLC-MS/MS showed the wealth of the part stalk of the red onions in the latter, in particular in quercetin (7810,33 mg / kg in dry material). To increase the kinetics of extraction of polyphenols, four parameters of extraction were optimized : the time (0h, 0,5h and 1h), the temperature (22°C, 50°C and 78°C), the ethanol concentration (0%, 50% and 100%) and the solute/solvent ratiog / ml (1:10, 1:30 and 1:50) by using a plan of statistical experience D-optimal. After the statistical study, the ethanolic extract showed a better yield for awhile on extraction of 50 min and a ethanol concentration in 53,75%. The extraction was repeated with the optimized conditions and gave a yield on 119,45g of polyphenols totals / kg dry material.

La culture de sphaigne est la production durable de biomasse de sphaigne sur une base renouvelable et cyclique. Un système de contrôle de l’eau est nécessaire pour maintenir le niveau de la nappe phréatique à une valeur définie au cours de la saison de croissance dans un contexte de conditions climatiques variables. Peu d’information et de documentation sont disponibles concernant la conception et l’opération de systèmes de contrôle de l’eau dans les bassins de culture de sphaigne. Les objectifs de ce projet sont de définir, concevoir et réaliser le système de drainage et d’irrigation souterraine pour la culture de sphaigne et de développer un système de contrôle correspondant aux contraintes du site de Shippagan au Nouveau-Brunswick installé en 2014. La définition d’un système d’irrigation et de drainage adapté est basée sur les connaissances du drainage et de l’irrigation en agriculture et des besoins physiologiques de la sphaigne. Le développement des équipements a été réalisé en adaptant les concepts du système aux contraintes du site. L’analyse du système comprend les mesures à effectuer, les éléments à contrôler et les consignes d’opération. Les appareils de mesure du niveau de l’eau permettent d’évaluer et de transmettre au contrôle central les niveaux d’eau des fossés et de la nappe phréatique. Le contrôle central analyse les conditions et contrôle les pompes et les barrages à hauteur variable. L’énergie est fournie par un système de panneaux solaires et de batteries. Les barrages à hauteur variable permettent d’ajuster le niveau d’eau dans les fossés. Le système et les équipements développés répondent aux objectifs de conception. Des améliorations et une optimisation sont à faire. Le système permettra de continuer les travaux notamment au niveau de la modélisation de l’écoulement de l’eau et du contrôle prédictif. / Sphagnum farming is the cultivation of Sphagnum mosses to produce biomass of non-decomposed Sphagnum fibers on a cyclic and renewable basis. A water control system is required to maintain the water table level through the season, in the context of variable weather conditions. A drainage and sub-irrigation system has been designed and installed in 2014 on the Sphagnum farming site near Shippagan (N.B). The objectives of this project are to define the drainage and irrigation system for Sphagnum farming and develop an adapted system for the site. The design of the system is based on the Sphagnum requirements, agricultural knowledge of drainage and irrigation and respect of site constrains. Water level measurement equipment allows evaluation and transmission of the water table level and the water level in ditches to the central control. The central control analyzes the conditions and control the pumps and the variable level dams. The energy is supplied by a system of solar panels and batteries. The variable level dam adapts the water output level in the control structure. The developed system achieves the design objectives. Improvement and optimization are planned. The system will be the basis of future research, in particular about flow modeling and predictive control.

356891\u Le dynamisme des cours d’eau peut avoir des effets dévastateurs sur les infrastructures à proximité et la stabilisation des berges. L’enrochement a longtemps été utilisé comme technique d’aménagement des berges, jusqu’à une période récente où le génie végétal a été reconnu comme une technique de replacement. Toutefois, les connaissances sont limitées concernant la réponse des espèces pionnières des zones riveraines soumises à différents régimes hydriques. Dans le cadre de la présente étude, la survie et la croissance végétative des boutures de saule (Salix) sous divers régimes hydriques ont été étudiées. Les résultats indiquent un taux de survie supérieur à 88% pour l’ensemble des trois espèces, peu importe le régime hydrique. Les trois espèces testées, soit S. discolor, S. eriocephala et S. interior, ont présenté une bonne tolérance au stress hydrique, bien que S. eriocephala ait produit la plus grande biomasse aérienne et racinaire des trois espèces. La présente étude jette ainsi les premières bases pour assurer une bonne utilisation de ces espèces dans les ouvrages à partir des techniques de génie végétal. Sur la base de la présente étude, l’usage de ces espèces et plus particulièrement du S. eriocephala pourrait contribuer à la réussite des projets de génie végétal pour la stabilisation des bergesau Québec.

Les légumes font partie de la catégorie d’aliments subissant le plus de pertes au court de la chaîne alimentaire. La transformation de ces légumes moches en purée et l’incorporation de cette purée dans divers aliments demeure une solution au gaspillage alimentaire. À ce jour, peu de travaux se sont intéressés à l’incorporation de purées de légumes, mais aussi de leurs fractions (pulpe ou sérum) dans des matrices gélifiées. Les connaissances sur la fonctionnalité des purées végétales dans des matrices alimentaires sont la base pour appuyer le développement de nouvelles formulations intégrant les légumes. Dans le cadre de cette maîtrise, une purée de panais et ses fractions (pulpe et sérum) ont été caractérisées puis incorporées dans trois gels alimentaires (agar-agar, gélatine et un mélange agar-gélatine) pour évaluer leur impact sur l’apparence et la texture du médium. Alors que l’incorporation de sérum a eu des effets limités sur la structure des gels, l’incorporation graduelle de purée oude pulpe de panais a contribué à augmenter la rigidité des matrices. Cette rigidité a été en partie expliquée en s’appuyant surla théorie des gels remplis. Ensuite, suivant sur une méthodologie de recherche qualitative, des cuisiniers innovateurs ont été interviewés pour recueillir des idées créatives d’utilisation de ces gels de panais et mieux comprendre comment ils pourraient être valorisés. L’étude a permis de recenser de multiples usages potentiels, et de relever sept formes d’application et douze techniques distinctes pour mettre en valeur ces aliments en cuisine.L’évaluation de l’impact d’une purée de panais et de ses fractions sur des systèmes gélifiées a d’abord permis de mieux comprendre leur fonctionnalité. Puis, l’implication de cuisiniers innovateurs a non seulement permis d’identifier une grande diversité d’idées pour développer des applications à base de légumes, mais a aussi ouvert la voie à de nouvelles approches de travail. Ce projet se veut une initiative combinant les sciences alimentaires et le savoir-faire culinaire en appui à l’innovation culinaire/alimentaire. / Vegetables are the category with the most losses along the food chain. Transforming these imperfect vegetables into puree and incorporating it into food matrices could be a solution to food waste. At this point, limited information is available on the incorporation of vegetable purees, or their fractions (pulp and serum) into gel-type food matrices. The knowledge on the vegetable puree’s functionality in food matrices is a starting point for improving or developing novel foods made with plant-based purees. In this research, parsnip puree and its fractions (pulp and serum) were characterized and then incorporated into three food gels (agar-agar, gelatin and a mixture of agar-gelatin) to evaluate their impact on gel’s appearance and texture. Addition of parsnip serum had limited effects ongels structure, whereas the addition of parsnip puree orpulp increased gels rigidity. This rigidity could be partly explained based on the filled gel theory. Following a qualitative research methodology, students from an advanced professional cooking program were interviewed to gather creative ideas for using these parsnip gels and better understand how they could be valued in a gastronomic context. This study allowed to inventory multiple potential uses and identified seven application shapes and twelve distinct techniques for valorising these foods in the kitchen. Study of the impact of parsnip puree and its fractions on gelled matrices provided relevant information on their functionality. Involving cooks to identify parsnip gels culinary applications allowed to identify several creative ideas that may be potential concepts to develop new plant-based food products. This project is an initiative combining food sciences and culinary know-how in support toculinary / food innovation.

L’industrie agroalimentaire est un secteur économique d’envergure mondiale. L’élargissement des marchés a forcé les industries de transformation à développer des méthodes pour augmenter la durée de conservation des aliments. L’augmentation de l’importation et de l’exportation a été possible grâce au développement de méthodes de conservation comme la stérilisation, la congélation, la réfrigération, le séchage, la concentration, les emballages intelligents ainsi que l’utilisation d’agents de conservation. Cependant, les aliments sont sujets aux contaminations microbiennes pouvant causer des maladies d’origine alimentaires et des pertes de produits. Les pertes alimentaires représentent un énorme enjeu économique et environnemental pour l’industrie agroalimentaire mondiale. En 2010, la FAO a réalisé un rapport mondial sur le gaspillage alimentaire ciblant les principales causes et les secteurs les plus touchés. Dans les pays industrialisés comme le Canada, plus de 40 % des pertes alimentaires ont lieu pendant la transformation des aliments. De plus, en Amérique du Nord les produits laitiers représentent le deuxième secteur le plus touché par les pertes après les fruits et légumes. Une des principales causes est la contamination des produits laitiers transformés due à la présence de moisissures et de levures. Ces contaminations occasionnent des pertes alimentaires directement à l’usine, mais elle peut aussi occasionner le rappel d’aliments. Pour une industrie, un rappel peut couter entre 10 et 30 millions de dollars US chaque fois. De plus, la perte de confiance des consommateurs envers les produits lors d’un rappel alimentaire est non négligeable dans le calcul des impacts économiques. Pour limiter l’occurrence des contaminations microbiologiques, les transformateurs utilisent des méthodes de contrôle diversifiées incluant l’utilisation agents antimicrobiens traditionnels comme le sel, les acides organiques et les agents antifongiques comme la natamycine. Cependant, les consommateurs sont de plus en plus réticents à acheter des produits contenant des agents de conservation. Ils demandent des produits naturels qui sont sans risque pour la santé, réduits en sel et bons pour l’environnement. De plus, les agents de conservation sont très limités dans les produits laitiers notamment lors de la production de yogourt. Les yogourts sont surtout sujets aux contaminations par les moisissures et les levures par leur pH acide qui limite la croissance des autres contaminants. L’utilisation des cultures lactiques bioprotectrices ainsi que leurs métabolites antimicrobiens pour la conservation des aliments est une solution naturelle très prometteuse dans le contexte de l’utilisation d’agents de conservation traditionnels. Cette étude visait à évaluer le potentiel d’utilisation d’un métabolite bactérien antifongique naturel, la réutérine, dans un yogourt brassé pour éliminer la présence de levures et de moisissure. Les résultats ont montré que la réutérine avait un large spectre d’action contre les moisissures et les levures. L’utilisation de la réutérine dans les yogourts brassés s’est avérée plus efficace que la natamycine pour lutter contre les moisissures, mais la réutérine a aussi réduit la population des cultures lactiques utilisées dans la fabrication du yogourt. Des études supplémentaires doivent être réalisées pour limiter l’action de la réutérine sur les ferments lactiques. / Food industry is now a worldwide economic sector. Market expansion and the increase of import and export have forced food industries to develop methods to increase shelf life of food products. Freezing, refrigeration, drying, concentration, modified atmosphere packaging and the used of preservatives are examples of technologies used in food industries. However, food is still prone to microbial contamination that can cause foodborne illness and food losses and waste. Food losses and waste represent a huge economic and environmental challenge for the global agri-food market. In 2010, FAO produced a global report reporting the main causes of food losses and the sector most affected by the crisis. In industrialized countries such as Canada, more than 40% of food losses occur during processing. In addition, in North America, dairies are the second most affected sector for losses after fruits and vegetables. One of the main causes of dairy contamination is the presence of yeasts and molds in products. This contamination causes waste directly at the plant, but it can also causes food recalls. For an industry, one recall can cost between $10 M US and $30 M US each time. In addition, the loss of consumer trust in products is significant in the balance of negative impacts. To limit the occurrence of microbiological contamination, processors used diversified control methods including the use of traditional preservatives such as salts and antifungal compounds as natamycin. But tendency showed that customers are more reluctant to buy products containing preservatives. They ask for natural products that are safe for health, reduced in salt and good for the environment. In addition, preservatives are very limited in dairy products, particularly in yogurt. The yogurts are more prone to mold and yeast contamination than other dairy products because of their composition and the presence of potential contaminants in flavoring ingredients and in production environments. The use of bioprotective lactic cultures and their antimicrobial metabolites in food preservation is a very promising natural solution in the context of reducing the use of traditional preservatives and maintaining the quality of food products. This study investigated the use of an antifungal bacterial metabolite, reuterin, in a stirred yogurt to meet the needs of dairy processors for an effective and natural antifungal solution. Results showed that reuterin have a great spectrum of action against both yeasts and molds. The used of reuterin in stirred yogurt was more efficient than natamycin for mold control when used as an antifungal ingredient. However, reuterin have reduced the population of lactic culture used in yogurt processing. Future studies have to be achieved to limit the action of reuterin on lactic culture starters to use it as an antifungal in yogurt. The used of reuterin as an antifungal is promising to reduce potential mold contamination in dairies.

La fertilisation du pâturin des prés (Poa pratensis L.), utilisée fréquemment comme graminée à gazon, requiert un dosage de N, de P et de K permettant de répondre aux attentes d’entretien extensif, intermédiaire ou intensif des espaces verts établis sur des sols de diverses classes texturales mais généralement variant de loameuse à sableuse telles les verts et les allées des terrains de golf, les terrains sportifs et municipaux, les champs de gazonnières, les terrains de jeux, les espaces verts résidentiels et scolaires, les abords de routes, les cimetières, les cours de tennis, etc. Beaucoup d’études sur la fertilisation du pâturin des prés ont été menées aux États-Unis sous climat tempéré chaud. De plus, le diagnostic nutritif du pâturin des prés, basé sur des concentrations critiques, ne tient pas compte des interactions entre les éléments nutritifs, conduisant à des diagnostics peu fiables. Afin de guider la fertilisation des gazons au Québec, il y a un double besoin de calibrer les besoins nutritifs du pâturin des prés selon la texture du sol et de développer des normes diagnostiques qui intègrent les interactions multiples à l’aide de méthodes numériques robustes telles le diagnostic nutritif compositionnel (Compositional Nutrient Diagnosis CND). Cette thèse vise donc à produire de nouvelles connaissances sur la fertilisation azotée, phosphorique et potassique du pâturin des prés pour l’entretien extensif, intermédiaire ou intensif des espaces engazonnés sous climat tempéré froid, également à développer et à valider des normes nutritives permettant de détecter tout déséquilibre nutritif. Le but ultime de l’entretien du pâturin des prés en espace vert est de produire un gazon de haute qualité visuelle. En fait, le rendement maximum des rognures de tonte n’est pas un attribut recherché. L’équilibre nutritif N : K est particulièrement nécessaire pour atteindre ce but. Une étude en plein champ fut réalisée pendant trois années consécutives pour évaluer les réponses quantitatives (le rendement des rognures de tonte et la biomasse souterraine) et qualitatives (la densité de tallage et la couleur du feuillage) du pâturin des prés (Poa pratensis L.) aux ajouts de 0 ou 50 à 300 kg N ha-1 an-1, de 0 ou 21,8 à 87,3 kg P ha-1 an-1, et de 0 ou 41,7 à 250 kg K ha-1 an-1, épandus également six fois par période de croissance sur un site en sol sableux qualifié de Norme U.S.G.A. pour les verts de golf et sur un autre site adjacent d’un sol natif loameux. Les normes CND ont été élaborées à l’aide des essais de fertilisation et validées à l’aide d’une base de données sur 318 spécimens provenant des gazonnières commerciales. Une réponse quadratique significative du rendement des rognures de tonte fut obtenue avec un maximum à 200 kg N ha-1 en loam et 300 kg N ha-1 en sable. Aux deux sites, l’ajout d’azote a réduit linéairement la biomasse souterraine et a significativement augmenté de façon quadratique la densité de tallage et la couleur du feuillage. Les ajouts de P et de K ne montraient aucune réponse significative sur le rendement des rognures de tonte ni sur la biomasse souterraine aux deux sites, non plus sur la densité de tallage et la couleur du feuillage au site loameux. Par contre, les ajouts de P et de K ont montré de faibles effets significatifs sur la couleur foliaire au site sableux. La transformation logarithmique centrée (clr = centred log ratio) des concentrations d’azote des rognures de tonte a réduit le degré d’inter-corrélation de 0,6 à 0,1 entre les éléments nutritifs lors de l’analyse en composantes principales, facilitant ainsi l’atteinte d’une distribution χ2 des indices du diagnostic nutritif compositionnel CND. En utilisant l’indice de déséquilibre critique CND r2 de 5,6 et un indice critique CND IN 2 de 1,5 pour un simplexe de cinq éléments nutritifs (N, P, K, Ca, Mg), la méthodologie CND a diagnostiqué 179 spécimens provenant des gazonnières commerciales à succès de 99 % comme étant déséquilibrés dont 110 en azote. Le diagnostic CND s’est avéré efficace pour déceler les niveaux d’azote des rognures de tonte chez le pâturin des prés en régie de gazon. La composition minérale foliaire du pâturin des prés, particulièrement la variable azote (N), influence significativement la qualité esthétique telle la densité de tallage et la couleur du feuillage. L’excès d’azote diminue la biomasse souterraine du gazon tout en augmentant la couleur du feuillage et la densité de tallage. Pour une croissance harmonieuse, il ne faut pas que l’amélioration de la qualité esthétique soit au détriment de la biomasse souterraine du pâturin des prés. À cette fin, un modèle de diagnostic nutritif compositionnel comprenant onze éléments nutritifs (N, S, P, K, Ca, Mg, B, Cu, Zn, Mn, Fe) a été développé en se servant des ratios logarithmiques centrés clr ainsi que des ratios logarithmiques isométriques ilr par lesquels les intervalles critiques établis d’après la qualité esthétique (la densité de tallage et la couleur du feuillage) ont été assujettis à la biomasse souterraine du pâturin des prés en phase d’entretien. / The fertilization of Kentucky bluegrass (Poa pratensis L.), managed as turfgrass, requires a dosage of N, P and K to sustain the performance of extensive, intermediate or intensive maintenance of turfgrass grounds established in diverse soil textures from loam to sand such as golf greens and fairways, sports fields, commercial sod farms, road sides, tennis courts, municipal grounds, play grounds, residential and school green space... A three-year field study was conducted to evaluate the quantitative (clipping yield and underground turf biomass) and qualitative responses (shoot density and foliage colour) of Kentucky bluegrass turf to added (0 or 50 to 300 N); (0 or 21.8 to 87.3 P), and (0 or 41.7 to 250 K) kg ha-1 yr-1 equally broadcast six times per growing season on sand site that met the U.S.G.A. specifications and native loam site. Many studies related to fertilization of Kentucky bluegrass were conducted in the United States under a temperate climate. On the other hand, the nutritional diagnosis of Kentucky bluegrass, usually based on critical nutrient concentrations, does not account for nutrient interactions leading to less reliable conclusions. In order to obtain a fertilizer guide for turfgrasses in Quebec, calibration of nutrient needs must relate to soil texture to develop diagnostic norms for Kentucky bluegrass that include multiple interactions based on robust numeric methods such as the compositional nutrient diagnosis (CND). This thesis puts forth a new knowledge in nitrogen, phosphorus and potassium fertilization of Kentucky bluegrass under extensive, intermediate or intensive green space management in the cold area of the temperate climate then develops and validates nutritional norms enabling the user to identify any unbalanced nutrition. The ultimate goal in Kentucky bluegrass maintenance is to produce a visual high-quality turf from an aesthetic point of view. The maximum clipping yield is not a characteristic to strive for. Rather, nutritional balance N: K is necessary to reach this objective. A threeyear field study was carried out to evaluate the quantitative (clipping yield and underground biomass) and qualitative (shoot density and foliage colour) responses of Kentucky bluegrass (Poa pratensis L.) to added 0 or 50 à 300 kg N, 0 or 21.8 à 87.3 kg P and 0 or 41.7 à 250 kg K ha-1 yr-1 equally spread six times per growing period on a sand site that met the U.S.G.A. sand specifications for golf greens (United States Golf Association) and another site of native loam. CND norms were developed based on fertilization responses and validated using data of 318 qualified specimens from commercial sod farms in Quebec. Clipping yields showed significant quadratic responses at 200 kg N ha-1 in the loam and 300 kg N ha-1 in the sand. On both sites, added nitrogen linearly reduced the underground biomass and showed a quadratic increase in shoot density and foliage colour. Added P and K did not show any significant response on clipping yield and underground biomass on both sites, nor on shoot density and foliage colour in the loam. However, added P and K showed some weak significant effects on foliage colour in the sand. The centred logarithmic transformation (clr = centred log ratio) of nitrogen concentrations in the clippings have reduced the degree of inter-correlation between nutrients from 0.6 to 0.1 in the principal component analysis and was amenable to a χ2 distribution of CND indices. Using a critical imbalance index CND r2 of 5.6 as χ2 value and a critical CND IN 2 of 1.5 for a five-nutrient simplex (N, P, K, Ca, Mg), CND diagnosed 179 qualified specimens as imbalanced of which 110 specimens were excessively high in N level (with a success rate of 99 %) among the total 328 qualified specimens taken from commercial sod farms. Consequently, CND norms proved to be effective in diagnosing the N status in Kentucky bluegrass clippings. The composition of foliar nutrients in Kentucky bluegrass, particularly nitrogen (N), can significantly influence its aesthetic quality such as shoot density and foliage colour. As a result, an overdose of added nitrogen can increase shoot density and foliage colour while reducing the underground biomass. For a balanced growth, the improvement of aesthetic quality should not be at the expense of the underground biomass. To this end, a diagnostic compositional model of eleven nutrients (N, S, P, K, Ca, Mg, B, Cu, Zn, Mn, Fe) has been developed using log-centered ratios clr and log-isometric ratios ilr whereby the critical ranges found in the aesthetic quality (shoot density and foliage colour) have been subjugated to the underground biomass of Kentucky bluegrass during its maintenance stage.

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