Les biosolides et les cendres de combustion de boues (CCB) constituent des sources importantes d’éléments nutritifs (particulièrement l’azote et/ou le phosphore). Bien que plusieurs auteurs aient étudié la disponibilité de ces éléments dans les biosolides, ces études se sont concentrées sur des produits spécifiques et réalisées dans des conditions expérimentales différentes, générant des résultats très diversifiés. Ainsi, il n’existe actuellement aucun modèle de prédiction de la disponibilité de ces éléments pour les cultures. Concernant les CCB, elles ont été largement caractérisées chimiquement au cours des dernières années, mais il existe très peu d'études sur la réponse des cultures à cette source de phosphore. Cette étude fournit des modèles de prédiction de la disponibilité de l’azote et du phosphore dans ces produits afin d’améliorer l'efficacité de leur recyclage agricole et éviter les risques environnementaux. Deux modèles d’évaluation et de classification de la biodisponibilité de l’azote et du phosphore dans les biosolides ont été élaborés à partir des données de la littérature scientifique nationale et internationale. Le potentiel fertilisant de 12 CCB provenant de monoincinérateurs situés au Canada et aux États-Unis a été également testé dans une expérimentation réalisée en serre en utilisant deux types de sol. Ensuite, la modélisation par la méthode de forêt aléatoire a été utilisée pour déterminer un indicateur de prédiction de la disponibilité du P dans les CCB. En fonction du rapport C/N, la disponibilité de l’azote dans les matières résiduelles fertilisantes a été classée en deux grands systèmes : un minéralisateur et un immobilisateur, pour un total de six sous-systèmes: i) forte minéralisation : coefficient d’efficacité relative de l’azote (CERN) de +66% et C/N≤5, ii) minéralisation moyenne : CERN de +33% et 5<C/N≤16, iii) faible minéralisation : CERN de +9% et 16<C/N≤38, iv) faible immobilisation : CERN de -9% et 38<C/N≤90, v) immobilisation moyenne : CERN de -27% et 90<C/N≤140, vi) forte immobilisation : CERN de -55% et C/N>140. En fonction de la concentration molaire total en aluminium et en fer, la disponibilité du phosphore dans les biosolides a été divisée en 4 classes de disponibilité: i) très élevée (230-400 mmol kg-1), ii) élevée (401-1100 mmol kg-1), iii) moyenne (1101-2800 mmol kg-1) et iv) faible (2801-5132 mmol kg-1). Suite à l'application des CCB, l'augmentation de la biomasse aérienne du ray-grass par rapport au témoin varie de 4-29% et de 15-59% dans les sols argileux et loam sableux, respectivement. Cette augmentation est en moyenne 40% inférieure à celle du triple super phosphate (TSP) pour les deux types de sols. Les plus grandes augmentations de biomasse ont été obtenues pour les CCB ayant un pourcentage de solubilité du P (PSP) ≥ 54%. Un comportement similaire a été observé pour le prélèvement du P par la plante avec des augmentations maximales de 26% et de 165% pour le sol argileux et loam sableux, respectivement. Suite à l'application des CCB, l’augmentation de la biomasse et du prélèvement en P est supérieure à celle du phosphate naturel (PN) dans le sol argileux, mais similaire dans le sol loam sableux. La modélisation par la méthode de forêt aléatoire montre que l’extraction à l’oxalate est un indicateur pratique de prédiction de la disponibilité du phosphore des CCB et que l’aluminium est le facteur influençant le plus cette disponibilité. / Biosolids and sludges incinerated ashes (SIA) are valuables sources of nutrients (N, P) and organics matter. During the last decades, a considerable amount of research has been done on biosolids nutrients availability after their application onto agricultural land. But these studies are focused on specific products and performed under different experimental conditions, generating very different results. Therefore, so far, no model has been proposed to predict nitrogen and phosphorus plant availability for biosolids land application. Although the chemical characterization of SIA has been widely examined, there are only a few studies regarding crop responses to this source of P. This study has generated prediction models to evaluate nitrogen and phosphorus plant availability in these products in order to improve their agricultural recycling and avoid environmental risks of pollution. Data were collected from national and international literature in order to design two models to assess and classify nitrogen and phosphorus availability in SIA. Twelve SIA from mono-incinerators located in Canada and the USA were tested for their fertilizing potential in a greenhouse experiment. Then, random forest modeling was used to find out an indicator of prediction of SIA phosphorus availability. Depending on the C/N ratio of non-composted by-products, six categories were defined. i) high mineralization: +66 % relative N effectiveness (RNE) and 5 ≤ C/N, ii) moderate mineralization: +33 % RNE and 5 < C/N ≤ 16, iii) low mineralization: +9 % RNE and 16 < C/N ≤ 38, iv) low immobilization: −9% RNE and 38 < C/N ≤ 90, v) moderate immobilization: −27 % RNE and 90 < C/N ≤ 140, and vi) high immobilization: −55 % RNE and C/N > 140. According to the total molar concentration of Al and Fe in biosolids, phosphorus availability were divided into 4 classes: i) very high (230-400 mmol kg-1), ii) high (401-1100 mmol kg-1), iii) medium (1101-2800 mmol kg-1), and, iv), and low (2801-5132 mmol kg-1). The biomass increases following an SIA application were as high as 29 % and 59 % more than the control for the sandy loam and clayey soil, respectively, but 40% less than for the triple super phosphate (TSP), for both soils. The ray-grass biomass and P uptake increases due to SIA applications were larger than those of rock phosphate (RP) application in the clayey soil, but similar to those in the sandy loam soil. A similar behavior was observed for P uptake, with a maximum increase of 26 % for the clayey soil, and 165 % for the sandy loam soil. The SIA with a PSP of ≥ 54% significantly increased soil available P stocks and saturation. The random forest modeling shows that oxalate extraction is a practical indicator of prediction of SIA phosphorus availability. Also, this modeling shows that SIA Al content is the most influent factor of this availability.

Dans les dernières années, l’intérêt pour les aliments locaux, et notamment pour les fruits et légumes frais du Québec a augmenté. Toutefois, malgré l’initiative des grandes chaines de distribution de la province, et contrairement à nos voisins Ontariens, le Québec ne détient pas de programme visant à soutenir et promouvoir la vente de nos produits en épicerie. Ainsi, dans le but d’aider à la mise en place d’un tel programme, l’objectif de la présente recherche est de montrer l’intention d’achat des consommateurs pour les fruits et légumes frais du Québec en épicerie, et les différents facteurs qui influencent l’intention d’achat. Nous avons fait un modèle probit ordonné avec variables instrumentales estimé en deux étapes afin de présenter dans un premier temps l’importance des différents facteurs sur l’importance accordée au prix. Dans un deuxième temps, nous avons mesuré l’intention d’achat en tenant compte de la probabilité prédite à l’étape 1 et des caractéristiques socioéconomiques des répondants. Les résultats montrent que l’intention d’achat pour les fruits et légumes frais du Québec en épicerie est statistiquement significative pour les gens qui achètent toujours les fruits et légumes frais du Québec par rapport aux fruits et légumes importés. De plus, la fraicheur et le goût sont les facteurs les plus importants pour les locavores. / In the past few years, the interest for local food, and especially for local fresh produce increased. Despite initiatives of the largest food retail chains of the province, and in contrast to our Ontarian neighbors, Quebec does not detain any program to support and promote our local products in groceries. To help in the implementation of such a program, the objective of the present research is to show the purchase intention of Quebecers for local produce in grocery stores, and present all the factors which influence the purchase intention. We used an ordered probit model with instrumental variables estimated in two stages. First, we present the importance of all determining factors when buying produce on the importance attributed to the price. Thereafter, using the predicted probability determined under step 1 and socioeconomic characteristics of the respondents, we measured purchase intention. Results indicate that purchase intention for Quebec produce in grocery stores is statistically significant for consumers who always buy local produce compared to imported produce. In addition, freshness and taste are the most important determinants for locavores.

Les quantités importantes d’aliments consommés et la proportion élevée de concentrés devant être incorporée aux rations pour soutenir les besoins des vaches hautes-productrices induisent bien souvent des perturbations de l’équilibre ruminal. Ces changements se répercutent sur la biohydrogénation ruminale des acides gras insaturés de la ration, qui entraînent à leur tour une inhibition de la synthèse des matières grasses par le tissu mammaire. Plusieurs stratégies nutritionnelles ont été mises de l’avant pour mieux tirer profit des rations riches en concentrés. Récemment, des études ont montré la capacité du carbonate de potassium (K2CO3) à prévenir la chute de matière grasse associée à des régimes à forte teneur en concentrés. Toutefois, on comprend encore mal l’origine de ces effets. Les travaux de cette thèse visaient donc, dans un premier temps, à départager si les effets observés en ajoutant du K2CO3 aux rations des vaches laitières étaient dus à une augmentation de la différence alimentaire cation anion (DACA), de la teneur en ions K+ ou encore du pouvoir tampon de la ration. Un autre objectif de cette thèse était de déterminer les effets d’un ajout de K2CO3 sur la synthèse de matières grasses du lait lorsque des sources d’acides gras polyinsaturés (AGPI) sont introduites dans l’alimentation de la vache laitière. Enfin, les travaux cherchaient à déterminer l’effet d’un ajout de K2CO3 à la ration sur les populations microbiennes du rumen, particulièrement celles reconnues pour être impliquées dans le métabolisme lipidique. Pour répondre à ces questions, une première expérience a été mise en place, où 35 vaches Holstein en début de lactation ont été distribuées selon un plan en blocs complets aléatoires. La période expérimentale était de 28 jours et précédée d’une collecte de 5 jours (covariable). Les cinq rations expérimentales étaient constituées en vue de départager les effets du K2CO3 (témoin vs K2CO3), de la capacité tampon (K2CO3 vs KHCO3), de la DACA (K2CO3 vs KCl) et du type de cations (K2CO3 vs Na2CO3). Dans cette expérience, et contrairement aux études antérieures, l’ajout de K2CO3 aux rations riches en concentrés n’a pas permis d’augmenter la production de lait ou la matière grasse des vaches en début de lactation. De plus, les résultats suggèrent qu’une augmentation du K alimentaire via l’ajout de K2CO3 pourrait induire un déséquilibre ionique cellulaire qui pourrait affecter le transport des nutriments dans les cellules épithéliales mammaires et ainsi affecter la synthèse du lait. Une seconde expérience a ensuite été menée, où 28 vaches Holstein en début de lactation ont été distribuées selon un plan en blocs complets aléatoires. La période expérimentale était également de 28 jours et précédée d’une collecte de 5 jours (covariable). Les quatre rations expérimentales étaient offertes selon un arrangement factoriel 2 × 2, soit 0 ou 1,5 % K2CO3 et 0 ou 2 % d’huile de soya, comme source d’acides gras polyinsaturés. Les résultats ont montré que l’ajout de K2CO3 peut entraîner une augmentation de la sécrétion des matières grasses laitières chez des animaux recevant de grandes quantités de concentrés. Cette augmentation dépend toutefois de la teneur en lipides de la ration. Cette étude a également permis de mettre en lumière une relation positive entre la production laitière et la teneur en chlore du lait. Lors de cette seconde expérience, des échantillons de contenu ruminal ont également été prélevés chez 24 vaches (n = 6) afin d’étudier l’impact d’un supplément de K2CO3 sur l’environnement et les populations microbiennes du rumen des vaches en début de lactation recevant des rations riches en concentrés avec ou sans huile de soya. Ces travaux ont permis de comprendre que le K2CO3 et l’huile de soya ont des effets distincts sur les populations microbiennes. L’ajout de K2CO3 a stimulé la croissance de Butyrivibrio hungatei, bactérie productrice de 18:1 trans-11. L’ajout d’huile de soya a, quant à elle, réduit la présence de Butyrivibrio/Pseudobutyrivibrio, un groupe de bactéries productrices de 18:1 trans-11, de Fibrobacter succinogenes, une bactérie fibrolytique, de Butyrivibrio proteoclasticus, une bactérie productrice de 18:0, et de Streptococcus bovis, une bactérie amylolytique Les travaux regroupés dans cette thèse apportent un éclairage nouveau sur le rôle de la supplémentation minérale sur les performances de production des vaches laitières / Negative energy balance typically appears in early-lactation dairy cows as a consequence of a reduction of dry matter intake, as well as of an increase in energy demand for milk production. To compensate this energy deficit, cows are fed with high-concentrate diets. However, highly fermentable carbohydrates introduced in diets can result in a decreased milk fat synthesis. Previous studies reported that addition of potassium carbonate (K2CO3) to high-concentrate diets helps to maintain milk fat, although the mechanism is yet to be established. Consequently, the objective of the current thesis was, firstly, to investigate the effects of dietary cation-anion difference (DCAD), cation source, and buffering ability of the mineral supplement on rumen biohydrogenation of fatty acids (FA) and production performance of dairy cows fed a high-concentrate diet. Secondly, this thesis aimed at evaluating the effect of K2CO3 on production performance, biohydrogenation of fatty acids, and mineral composition of milk in early-lactation dairy cows fed a high-concentrate diet with or without soybean oil (SBO), as a source of polyunsaturated fatty acid. A third objective of this thesis was to evaluate the effect of K2CO3 supplementation, in diets containing soybean oil (SBO) on rumen microbial population associated with lipid metabolism. Consequently, a first experiment was set up, where 35 early-lactation Holstein cows were used in a randomized complete block design with 33-d periods, including a 5-d pretreatment collection period used as a covariate. Five different dietary treatments were used to assess the effects of K2CO3 (control vs. K2CO3), buffering ability (K2CO3 vs. KHCO3), DCAD (K2CO3 vs. KCl), and cation type (K2CO3 vs. Na2CO3). In this experiment, and as opposed to previous studies, supplementing high-concentrate diets with K2CO3 did not increase milk or milk fat yield in early-lactation cows. Also, results suggested that increasing dietary K through the addition of K2CO3 could lead to a disequilibrium in cellular ion composition that can impair nutrient transport into and out of the mammary epithelial cells, and consequently affect milk synthesis. A second experiment was conducted where 28 ruminally fistulated Holstein cows were used in a randomized complete block design. The experiment lasted 33 d, including a 5-d pre-treatment collection period used as a covariate. Experimental treatments were arranged as a 2 × 2 factorial with 0 or 1.5% K2CO3 and with 0 or 2% SBO. Results of this experiment revealed that potential effect of K2CO3 on milk fat synthesis is dependent on the levels of dietary polyunsaturated FA. Moreover, a positive relation was established between milk Cl concentration and milk yield, suggesting that the equilibrium of this ion is linked to the efficiency of lactogenesis Finally, rumen samples were collected from the rumen of 24 cows enrolled in the second experiment (n = 6) to assess treatment effects on rumen microbial population associated with lipid metabolism. Feeding K2CO3 and SBO had distinct effects on rumen bacteria. Dietary K2CO3 stimulated the growth of Butyrivibrio hungatei, a bacterium recognized to produce trans-11-18:1 during biohydrogenation. Conversely, feeding SBO reduced the growth of Butyrivibrio/Pseudobutyrivibrio bacterium group, known to produce trans-11-18:1, of Fibrobacter succinogenes, a fibrolytic bacterium, of Butyrivibrio proteoclasticus, a bacterium involved in 18:0 production, and of Streptococcus bovis, an amylolytic bacterium. Overall, the experiments conducted and reported in this thesis provide new insights on the impact of mineral supplementation on milk performance in dairy cows.

"Thèse en cotutelle, Doctorat en sciences et technologie des aliments, Université Laval, Québec, Canada Philosophiæ doctor (Ph. D.) et Université de Bordeaux, Talence, France." / Les études épidémiologiques récentes montrent une consommation insuffisante d’acides gras polyinsaturés (AGPI) dans les pays occidentaux. Cependant, la sensibilité des AGPI à l’oxydation est l’une des premières causes de détérioration des qualités organoleptique et nutritionnelle dans les produits alimentaires. Parallèlement, les lipides présents dans les produits alimentaires se trouvent le plus souvent sous forme émulsionnée. Ainsi, les entreprises désirant formuler des produits alimentaires enrichis en AGPI adoptent des stratégies technologiques pour les stabiliser chimiquement et physiquement, tout en assurant leur biodisponibilité. Une de ces stratégie consiste à rechercher, dans la nature, des systèmes émulsifiés stables afin d’en extraire des molécules tensioactives d’intérêt et de mimer l’organisation des lipides. C’est dans ce contexte que des études portent, depuis quelques années, sur les corps lipidiques (Oil Bodies, OB), structures végétales naturelles de stockage des lipides des plantes oléagineuses, composées de phospholipides (PL) et de protéines (OBP). L’objectif général de ce projet de thèse vise à maitriser la formulation d’émulsions préparées uniquement à base de colza (huile, PL et OBP) par une meilleure connaissance des interactions PL : OBP, d’étudier la stabilité des émulsions d’un point de vue physicochimique en conditions de stockage et dans des conditions mimant les conditions gastro-intestinales et, enfin, d’évaluer l’influence de la composition de l’interface des émulsions sur la bioaccessibilité des acides gras insaturés in vivo chez le rat. Les études spectroscopiques des interactions PL modèles : OBP ont mis en évidence des interactions favorables à la stabilisation des émulsions entre les PL anioniques, les PL insaturés et les OBP. Ces résultats ont orienté le choix vers une lécithine de colza spécifique. Les interactions PL : OBP, modulées par le pH et le rapport PL : OBP, influencent la réalisation des émulsions, la quantité d’OBP adsorbées à l’interface et la stabilité physique des émulsions, avec un crémage prononcé pour les émulsions riches en protéines. La synergie PL : OBP à l’interface semble être un facteur décisif pour ralentir l’oxydation de l’huile de colza émulsifiée. Le comportement des émulsions, dans des conditions mimant celles du milieu gastro-intestinal, montre que la présence d’OBP à l’interface favorise la floculation des émulsions à pH acide (mimant celui de l’estomac), mais que cette floculation est réversible lorsque le pH est ramené à des valeurs proches de celle de l’intestin. La présence des OBP favorise l’activité de la lipase pancréatique in vitro. Finalement, l’interface composée de PL et d’OBP améliore la bioaccessibilité lymphatique des AGPI in vivo chez le rat. En conclusion, nous avons montré qu’il est possible de formuler des émulsions uniquement à base de colza. Elles pourraient présenter une alternative intéressante aux émulsions stabilisées par des émulsifiants d’origine synthétique (politique clean label) ou d’origine animale (alimentation végane). Mots-clé : Émulsions, bioaccessibilité, oxydation, colza, interactions phospholipides-protéines / Recent epidemiologic studies show an insufficient intake of polyunsaturated fatty acids (PUFA) in occidental countries. Besides, the sensibility of PUFA to oxidation is one of the major causes of organoleptic and nutritional quality deterioration in food products. Moreover, lipids in food products are often in an emulsified stage. Therefore, industrials that care to formulate PUFA enriched food products adopt technological strategies to protect and stabilize the lipids while improving their bioavailability. One of those strategies consists in looking for stable emulsified systems that already exist in nature, extract tensioactive molecules of interest and mimic the lipid state. In this context, several studies deal with oil bodies (OB), that are natural occurring structures involved in lipid storage in oleaginous plants, composed of proteins (OBP) and phospholipids (PL). Therefore, the main objective of this PhD work is to manage emulsion formulation only based on rapeseed (oil, PL and OBP). This goes through: 1) an understanding of the interactions between PL and OBP; 2) a study of the stability of the emulsions under storage and gastrointestinal conditions, and finally, 3) an investigation of the influence of the emulsion interfacial composition on the bioavailability of PUFA in rats. Spectroscopic studies of the model PL:OBP interactions showed favorable interactions for stabilizing the emulsions based on anionic PL, unsaturated PL and OBP. These results allowed choosing an adequate canola lecithin. The PL:OBP interactions, modulated by the pH and the PL:OB ratio, influences the formation of the emulsions, the quantity of OBP adsorbed at the interface and the physical stability of the emulsions while a pronounced creaming in emulsions rich in proteins is observed. The PL:OBP synergy at the interface seems to be a decisive factor to slow down the oxidation of the emulsified canola oil. The emulsion behavior in conditions that mimic those of the gastrointestinal track, shows that the presence of OBP at the interface favored the emulsion flocculation in gastric conditions at acid pH. However, the flocculation was reversible when the pH was readjusted to a value close to that of the intestine. OBP also increased the activity of the pancreatic lipase in vitro. Finally, the presence of PL and OBP at the interface increased the lymphatic bioaccessibility of the PUFA in rats. On the whole, we showed that it is possible to manage emulsion formulation only based on canola products. This could be of great interest for clean labeling or vegan nutrition by subtracting synthetic emulsifiers or emulsifiers from animal origin, respectively. Keywords : Emulsions, bioaccessibility, oxidation, canola/rapeseed, interactions phospholipids-proteins

"Thèse en cotutelle, Doctorat en sciences et technologie des aliments, Université Laval, Québec, Canada Philosophiæ doctor (Ph. D.) et Université de Bordeaux, Talence, France." / Les études épidémiologiques récentes montrent une consommation insuffisante d’acides gras polyinsaturés (AGPI) dans les pays occidentaux. Cependant, la sensibilité des AGPI à l’oxydation est l’une des premières causes de détérioration des qualités organoleptique et nutritionnelle dans les produits alimentaires. Parallèlement, les lipides présents dans les produits alimentaires se trouvent le plus souvent sous forme émulsionnée. Ainsi, les entreprises désirant formuler des produits alimentaires enrichis en AGPI adoptent des stratégies technologiques pour les stabiliser chimiquement et physiquement, tout en assurant leur biodisponibilité. Une de ces stratégie consiste à rechercher, dans la nature, des systèmes émulsifiés stables afin d’en extraire des molécules tensioactives d’intérêt et de mimer l’organisation des lipides. C’est dans ce contexte que des études portent, depuis quelques années, sur les corps lipidiques (Oil Bodies, OB), structures végétales naturelles de stockage des lipides des plantes oléagineuses, composées de phospholipides (PL) et de protéines (OBP). L’objectif général de ce projet de thèse vise à maitriser la formulation d’émulsions préparées uniquement à base de colza (huile, PL et OBP) par une meilleure connaissance des interactions PL : OBP, d’étudier la stabilité des émulsions d’un point de vue physicochimique en conditions de stockage et dans des conditions mimant les conditions gastro-intestinales et, enfin, d’évaluer l’influence de la composition de l’interface des émulsions sur la bioaccessibilité des acides gras insaturés in vivo chez le rat. Les études spectroscopiques des interactions PL modèles : OBP ont mis en évidence des interactions favorables à la stabilisation des émulsions entre les PL anioniques, les PL insaturés et les OBP. Ces résultats ont orienté le choix vers une lécithine de colza spécifique. Les interactions PL : OBP, modulées par le pH et le rapport PL : OBP, influencent la réalisation des émulsions, la quantité d’OBP adsorbées à l’interface et la stabilité physique des émulsions, avec un crémage prononcé pour les émulsions riches en protéines. La synergie PL : OBP à l’interface semble être un facteur décisif pour ralentir l’oxydation de l’huile de colza émulsifiée. Le comportement des émulsions, dans des conditions mimant celles du milieu gastro-intestinal, montre que la présence d’OBP à l’interface favorise la floculation des émulsions à pH acide (mimant celui de l’estomac), mais que cette floculation est réversible lorsque le pH est ramené à des valeurs proches de celle de l’intestin. La présence des OBP favorise l’activité de la lipase pancréatique in vitro. Finalement, l’interface composée de PL et d’OBP améliore la bioaccessibilité lymphatique des AGPI in vivo chez le rat. En conclusion, nous avons montré qu’il est possible de formuler des émulsions uniquement à base de colza. Elles pourraient présenter une alternative intéressante aux émulsions stabilisées par des émulsifiants d’origine synthétique (politique clean label) ou d’origine animale (alimentation végane). Mots-clé : Émulsions, bioaccessibilité, oxydation, colza, interactions phospholipides-protéines / Recent epidemiologic studies show an insufficient intake of polyunsaturated fatty acids (PUFA) in occidental countries. Besides, the sensibility of PUFA to oxidation is one of the major causes of organoleptic and nutritional quality deterioration in food products. Moreover, lipids in food products are often in an emulsified stage. Therefore, industrials that care to formulate PUFA enriched food products adopt technological strategies to protect and stabilize the lipids while improving their bioavailability. One of those strategies consists in looking for stable emulsified systems that already exist in nature, extract tensioactive molecules of interest and mimic the lipid state. In this context, several studies deal with oil bodies (OB), that are natural occurring structures involved in lipid storage in oleaginous plants, composed of proteins (OBP) and phospholipids (PL). Therefore, the main objective of this PhD work is to manage emulsion formulation only based on rapeseed (oil, PL and OBP). This goes through: 1) an understanding of the interactions between PL and OBP; 2) a study of the stability of the emulsions under storage and gastrointestinal conditions, and finally, 3) an investigation of the influence of the emulsion interfacial composition on the bioavailability of PUFA in rats. Spectroscopic studies of the model PL:OBP interactions showed favorable interactions for stabilizing the emulsions based on anionic PL, unsaturated PL and OBP. These results allowed choosing an adequate canola lecithin. The PL:OBP interactions, modulated by the pH and the PL:OB ratio, influences the formation of the emulsions, the quantity of OBP adsorbed at the interface and the physical stability of the emulsions while a pronounced creaming in emulsions rich in proteins is observed. The PL:OBP synergy at the interface seems to be a decisive factor to slow down the oxidation of the emulsified canola oil. The emulsion behavior in conditions that mimic those of the gastrointestinal track, shows that the presence of OBP at the interface favored the emulsion flocculation in gastric conditions at acid pH. However, the flocculation was reversible when the pH was readjusted to a value close to that of the intestine. OBP also increased the activity of the pancreatic lipase in vitro. Finally, the presence of PL and OBP at the interface increased the lymphatic bioaccessibility of the PUFA in rats. On the whole, we showed that it is possible to manage emulsion formulation only based on canola products. This could be of great interest for clean labeling or vegan nutrition by subtracting synthetic emulsifiers or emulsifiers from animal origin, respectively. Keywords : Emulsions, bioaccessibility, oxidation, canola/rapeseed, interactions phospholipids-proteins

L’une des principales maladies attaquant le soya est la pourriture phytophthoréenne, causée par l’agent pathogène Phytophthora sojae. La méthode de lutte la plus efficace à ce jour pour contrer cet agent pathogène est la lutte génétique. Des gènes de résistance (Rps) se trouvant naturellement dans certaines lignées de soya sont introgressés dans des cultivars ayant un attrait pour l’agriculture. Cependant, pour définir quel gène Rps utiliser, il est essentiel de connaître les pathotypes de P. sojae se trouvant dans le sol, puisque les gènes Rps reconnaissent les gènes Avr caractérisant les différents pathotypes. Actuellement, les méthodes d’identification des nombreux pathotypes de l’agent pathogène sont des techniques de phénotypage longues et parfois imprécises. Cette étude présente donc le premier outil moléculaire ayant pour but de diagnostiquer rapidementet précisément les pathotypes de P. sojaese trouvant dans un échantillon de sol ou de tissus végétaux infecté. Une étude exhaustive de 31 isolats de P. sojae préalablement réalisée a permis d’identifier des marqueurs discriminants entre les haplotypes de virulence et d’avirulence pour les sept principaux gènes Avr retrouvés en Amérique. Des amorces spécifiques aux différents marqueurs ont été créées. Elles ont par la suite été adaptées afin de pouvoir être utilis.es simultanément dans une PCR multiplexe. Un taux d’efficacité à identifier les gènes d’avirulence présents chez différents isolats de P. sojae de 96% a été atteint lors de l’étude, Avr3a étant le seul gène à présenter des résultats aléatoires. Cela a donc ouvert la porte à d’éventuelles études plus approfondies sur l’interaction entre les gènes Rps3a et Avr3a. Le test sera de plus un outil précieux dans la prise de décision du cultivar à semer pour les producteurs, qui auront désormais accès à plus d’informations quant aux souches de P. sojaese trouvant dans leurs champs.

Le maïs sucré requiert de nombreuses applications d’insecticides pour lutter contre son principal ravageur : la pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis) (Lepidoptera: Crambidae). La lutte biologique à l’aide de trichogrammes s’avère une alternative efficace afin de réduire l’usage excessif des pesticides dans la culture du maïs sucré. Toutefois, l’introduction manuelle des trichocartes nécessite beaucoup de temps lorsqu’elle est utilisée à grande échelle et son usage demeure marginal au Québec. La mécanisation des introductions de pupes de trichogrammes à l’aide d’un pulvérisateur à rampe constitue une solution innovatrice et avantageuse pour les producteurs agricoles. L’objectif de cette étude était de concevoir et de mettre à l’épreuve un pulvérisateur pour l’introduction de pupes de Trichogramma ostriniae (Hymenoptera: Trichogrammatidae) sous des conditions réelles au champ. Pour ce faire, des pupes de T. ostriniae ont été pulvérisées à une dose de 800 000 pupes par hectare à l’aide d’un pulvérisateur à rampe conçu au Département des sols et de génie agroalimentaire de l’Université Laval. Des trichocartes ont également été introduites à une dose de 500 000 pupes par hectare. Huit lâchers ont été effectués durant la saison 2016. Les résultats des essais au champ ont démontré une réduction du taux d’émergence des trichogrammes pulvérisés de 17,21% par rapport à celui des trichocartes. La fécondité totale et la longévité des femelles T. ostriniae n’ont pas été négativement affectées par la pulvérisation, ce qui indique que la pulvérisation n’a aucun impact sur leur qualité. Les taux de parasitisme sur les masses naturelles et sur les masses sentinelles ont été comparables pour les deux méthodes d’introduction. Dans les parcelles pulvérisées, toutes les masses naturelles dépistées à partir du cinquième lâcher ont été parasitées tandis qu’aucune masse dépistée avant le cinquième lâcher n’a été parasitée. À la récolte, les traitements par pulvérisation et par trichocartes ont permis un contrôle adéquat de la pyrale du maïs pour la saison 2016 démontrant que les doses utilisées étaient appropriées. De plus, l’introduction de pupes de trichogrammes a été 1,7 fois plus rapide que celle des trichocartes. Toutefois, le coût de pulvérisation par hectare par introduction était 30% plus élevé que celui de l’introduction manuelle de trichocartes en raison des coûts reliés aux gommes de guar et de xanthane qui composent la solution de pulvérisation. En somme, les résultats indiquent que la pulvérisation est une technique prometteuse pour une introduction efficace et viable des pupes de trichogrammes. Des recherches subséquentes sur de plus grandes parcelles avec un fort historique de pyrale du maïs sont recommandées pour optimiser davantage les paramètres de pulvérisation et ainsi rendre son utilisation plus économique. Le système de pulvérisation de pupes de trichogrammes utilisé avec succès dans la culture du maïs sucré pourrait être adapté à d’autres cultures aux prises avec la pyrale telles que celles du poivron, des haricots et de la pomme de terre. / Sweet corn requires many applications of insecticides to control its main pest: the European corn borer (Ostrinia nubilalis) (Lepidoptera: Crambidae). The biological control using Trichogramma is an effective alternative to reduce excessive use of pesticides in sweet corn. However, manual introduction of trichocards is time consuming when used at a large scale and its use remains marginal in Quebec. The mechanized introduction of Trichogramma pupae using a boom sprayer is an innovative and advantageous solution for growers. The objective of this study was to design and test a boom sprayer to introduce Trichogramma ostriniae (Hymenoptera: Trichogrammatidae) pupae under real field conditions. For this purpose, T. ostriniae pupae were sprayed at a rate of 800,000 pupae per hectare using a boom sprayer designed at the Department of Soils and Agri-Food Engineering of Université Laval. Trichocards were also introduced at a rate of 500,000 pupae per hectare. Eight releases were made during the 2016 season. Field trials results showed a reduction of 17.21% in the emergence rate of sprayed Trichogramma pupae compared to that of trichocards. Total fertility and longevity of sprayed T. ostriniae females were not negatively affected by spraying; indicating that spraying does not have any impact on their quality. The parasitism rates observed on natural and on sentinel masses were comparable for both methods. In the sprayed plots, all natural masses detected starting from the fifth release were parasitized whereas no mass detected before the fifth release was parasitized. At harvest, spray and trichocards treatments resulted in an adequate control of the European corn borer during the 2016 season. In addition, spraying was 1.7 times faster than the manual introduction of trichocards. However, the spraying cost per hectare per release was 30% higher than that of the use of trichocards due to the costs associated with the guar and the xanthan gums, the main components of the spray solution. Overall, the results indicate that spraying is a promising technique for an efficient and viable introduction of Trichogramma pupae. More research on larger plots with a strong history of European corn borer is recommended to further optimize the spraying parameters and thus make this technique more affordable. The spraying system successfully used in sweet corn could also be adapted to other crops such as pepper, beans, and potatoes to control the European corn borer.

Le nématode à kyste du soya (NKS), Heterodera glycines, est la principale cause de pertes économiques chez le soya aux États-Unis. Au Canada, on le retrouve en Ontario depuis 1988 et il continue à gagner du terrain chaque année. Il a été répertorié pour la première fois au Québec en 2013, et les producteurs de soya québécois ont déjà commencé à déployer des outils pour sa répression. La méthode de lutte la plus utilisée contre cet organisme est l’utilisation de gènes de résistance quantitative combiné à la rotation des cultures. Par contre, l’organisme causant le plus de dommages chez le soya à l’heure actuelle au Québec est la pourriture phytophthoréenne, causée par l’oomycète, Phytophthora sojae. Cette maladie racinaire peut, elle aussi, être réprimée grâce à des cultivars génétiquement résistants (résistance qualitative à gènes Rps). Sachant que le NKS se retrouve déjà dans certaines régions du Québec où sévit également P. sojae, il devient urgent de déterminer si les cultivars de soya présentement utilisés exprimeront une résistance satisfaisante contre ces agents pathogènes majeurs. Dans ce contexte, l’objectif principal de ce projet était d’évaluer l’interaction entre ces deux agents pathogènes du soya en fonction de la résistance (qualitative à gènes Rps / résistance quantitative au NKS) des cultivars utilisés. L’étude, réalisée en système hydroponique, a permis de démontrer qu’en présence d’un cultivar sensible aux deux organismes, P. sojae a un impact négatif sur la capacité du NKS à produire des kystes. Cela suggère que P. sojae pourrait influencer le développement du NKS. La présence du nématode, quant à elle, n’a pas influencé l’efficacité de la résistance qualitative à gènes Rps contre P. sojae. En conséquence, les cultivars résistants aux deux agents pathogènes représentent une bonne option pour prévenir et lutter contre ces affections. / The soybean cyst nematode (SCN), Heterodera glycines, is the leading cause of economic losses in soybean in the United States. In Canada, it has been found in Ontario in 1988 and continues to spread every year. It was identified for the first time in Quebec in 2013 and soybean growers have already begun to deploy management tools. The most commonly used control method against SCN is the use of quantitative resistance genes and crop rotation. However, the most damaging organism in soybean in Quebec currently is Phytophthora root rot, caused by Phytophthora sojae. This root disease can also be controlled by genetically resistant cultivars (qualitative resistance with Rps genes). Because SCN is now present in regions struggling with P. sojae, it is important to determine if the cultivars will express sufficient resistance against these two major pathogens. In this context, the main objective of this project was to evaluate the interaction between these two organisms on soybean, according to the resistance (qualitative Rps genes/ or quantitative resistance to SCN) of the cultivars used. This study, in a hydroponic system, demonstrated that P. sojae has a negative impact on SCN capacity to produce cysts produced. This suggests that P. sojae might influence SCN development. On the other hand, resistant cultivars were not affected by the presence of both pathogens and the presence of the nematode did not influence the efficacy of qualitative Rps resistance gene against P. sojae. As a result, cultivars resistant to both pathogens are a good option for preventing and controlling these diseases.

Les travaux de sous-solage qui améliorent le drainage interne et décompactent des horizons rendus pratiquement imperméables par la compaction profonde seraient bénéfiques aux sols de faible perméabilité. Le sous-solage profond exécuté perpendiculairement aux drains avec un bélier (bulldozer) pourrait être plus efficace pour temporairement améliorer le drainage de ces sols qu’une sous-soleuse conventionnelle attelée à un tracteur et opérée en mode parallèle aux drains. Toutefois, les aménagements réalisés pour améliorer le drainage de surface et interne de ces sols rendent complexe l’évaluation de ces pratiques en dispositif expérimental. L’objectif principal de ce projet était de comparer les forêts d’arbres décisionnelles (FAD) à la régression linéaire multiple (RLM) pour détecter les effets du sous-solage et des systèmes de drainage souterrain et de surface sur la hauteur des plants et la profondeur moyenne de la nappe durant la saison de croissance. Un essai de sous solage a été réalisé à l’automne 2014, dans une argilelimoneuse Kamouraska naturellement mal drainée, remodelée en planches arrondies et souffrant de compaction importante. L’essai comparait un témoin sans sous-solage à quatre traitements de sous-solage, soit une sous-soleuse sur bélier ou sur tracteur, opérées parallèlement ou perpendiculairement aux drains. Chaque traitement a été répété trois fois et disposé aléatoirement en autant de blocs. Au printemps 2016, 198 puits ont été creusés à 60 cm de profondeur pour enregistrer la profondeur de la nappe sous chaque traitement entre juin et juillet 2016. La photogrammétrie a été utilisée pour estimer la hauteur des plants de maïs. Les FAD et la RLM permettent de détecter les principaux facteurs affectant la hauteur des plants de maïs et la profondeur moyenne de la nappe, soit les aménagements antérieurs pour améliorer le drainage interne et le drainage de surface des sols. Les coefficients de détermination obtenus avec les FAD (R2 ≥ 0,94) étaient toutefois plus élevés que ceux obtenus avec la RLM (R2 ≥ 0,28). Aucun traitement de sous-solage n’a amélioré significativement le drainage interne ni la hauteur des plants de maïs par rapport au témoin sans sous-solage. Les FAD permettent en outre de mieux visualiser les relations non linéaires entre les variables prédites et les autres variables, notamment la position sur la planche et la distance aux drains souterrains, et finalement de déterminer les distances aux drains souterrains optimales (< 2 m) et critiques (> 4 m), la distance optimale à la raie de curage (> 8 m) et la profondeur moyenne critique de la nappe (< 0,25 m). Les FAD permettent ainsi de prédire la hauteur des plants de maïs et la profondeur moyenne de la nappe avec une plus grande précision qu’avec la RLM.

L’urbanisation est l’une des causes principales du déclin de la biodiversité à l’échelle mondiale, mais ses conséquences sur les milieux humides urbains n’ont que rarement été étudiées. Nous examinons ici comment la richesse spécifique et la diversité bêta des marécages varient en fonction de l’urbanisation dans l’agglomération de Québec, Canada. Nous avons échantillonné 34 marécages distribués le long d’un gradient d’urbanisation, évalué en fonction de la couverture de canopée dans une zone tampon d’un rayon de 100m à la périphérie des marécages. Les espèces vasculaires ont été recensées et des variables environnementales furent mesurées dans 92 quadrats. Nous avons testé la variation de la richesse spécifique selon le gradient d’urbanisation en tenant compte du statut des espèces (indigène indicatrice de milieux humides, indigène terrestre, et exotique). La diversité bêta a été calculée comme la similarité de la composition floristique entre les sites et les différences obtenues furent évaluées en utilisant un test de dispersion de l’homogénéité de la variance. Nous avons également effectué un partitionnement la diversité bêta en ses deux composantes (remplacement et différence de richesse) afin d’expliquer la variation de la composition en espèces selon le niveau d’urbanisation. Nos résultats ont montré que la richesse en espèces exotiques augmentait avec l’urbanisation alors que la richesse en espèces indigènes demeurait constante. Nous avons également constaté une plus grande diversité bêta dans les marécages urbanisés et que cette différenciation biotique était principalement causée par le remplacement d’espèces. Ces patrons, combinés à une augmentation des espèces exotiques terrestres avec l’urbanisation, suggèrent un relâchement de la contrainte anoxique au moins dans quelques sites, ce qui a pu contribuer à la diversification biotique à l’échelle régionale. Cependant, ce résultat pourrait n’être que temporaire et refléter les premières étapes de la colonisation des espèces exotiques dans les marécages. / Urbanization is one of the main drivers of biodiversity decline worldwide, but this process has seldom been evaluated for urban wetlands. Here, we examine how plant species richness and beta diversity of swamps varied with urbanization in the Quebec City, Canada. We inventoried 34 swamps distributed along an urbanization gradient (forest cover between 25 and 87% in a 100m radius buffer zone). Vascular species were sampled in 92 plots and abiotic variables as well as proxies (bryophyte abundance, microtopography, and pedologic data) were measured. We tested whether species richness varied along the urbanization gradient and according to the species type (native wetland, native upland or exotic species). Beta diversity was calculated as between-site similarities in composition, and differences were evaluated using tests for homogeneity in multivariate dispersion. We also partitioned beta diversity into its component (turnover and richness difference) for each species type to better understand their response to an increase of urbanization. We found that exotic species richness increased with urbanization while native wetland and upland species richness were similar to each other and remained constant along the same gradient. Yet, exotics were six to 27 times less diversified than native species. We also found a greater beta diversity in urbanized swamps, mostly caused by species turnover. We also observed a decrease of bryophyte abundance and a decrease of microtopography, thus fewer microhabitats, with an intensification of urbanization. These changes, combined with an increase of exotic upland species suggest the release of the anoxia constraint at least in a few sites, which might have favored spontaneous colonization by exotics, and enhance diversification at the regional scale. This result might reflect only the first stages of exotic colonization and thus might be temporary.