Le méthane est un gaz à effet de serre et ses principales sources d’émissions anthropiques sont les sites d’enfouissement (décomposition anaérobique de déchets) et l’élevage de bovins laitiers (fermentation entérique des ruminants). Il a été démontré que le biorecouvrement d’oxydation passive de méthane (BPOM) dans les sites d’enfouissement est une technologie techniquement et économiquement viable pour la diminution des émissions fugitives du méthane. Ce recouvrement favorise le développement et la croissance des micro-organismes (bactéries méthanotrophes). La biofiltration est une technologie qui aide à la dégradation aérobie du méthane. Pendant ce processus, la pollution de l’air passe à travers les macropores de matériau filtrant, dans notre cas le mélange de compost et de la paille. Ce mélange de matériaux a été choisi par diverses recherches dans le groupe de géo-environnement. Ces matériaux ont bien répondu au développement et à la croissance d’organismes méthanotrophes responsables de l’oxydation du CH4. C’est pour cette raison que ces systèmes sont exploités dans les sites d’enfouissement et dans le secteur de l’agriculture, car ils aident à contrôler les émissions fugitives de CH4 dans l’atmosphère. Les objectifs généraux de ce projet sont de comparer l’effet relatif d’un conditionnement à un débit de méthane en fonction d’un conditionnement à un type de racines sur le potentiel d’oxydation du méthane, de déterminer l’influence de la variation de la température dans les biofiltres et, au final, d’étudier le potentiel d’oxydation du méthane dans la rhizosphère de diverses plantes dans différents types du sol. Les quatre essais de laboratoire à l’échelle seront : les trois essais d’oxydation du méthane dans les pots Masson, l’acclimatation dans des seaux et des essais d’oxydation du CH4 en colonnes avec les systèmes de refroidissement. Les résultats ont montré que même s’il existe une différence moyenne de la consommation de CH4 pour le sol rhizosphérique qui a été modérément pré-exposé, aucune différence statistiquement significative n'a été trouvée dans les paramètres cinétiques de l'oxydation du CH4 (temps de latence et demi-vie) de tous les sols rhizosphériques, ce qui suggère que l'oxydation du méthane ne dépend pas des espèces de plantes ou des niveaux de préexposition au CH4, pour les sols et les plantes testés ici. Les valeurs de taux d'oxydation obtenues étaient plus élevées que celles rapportées dans la littérature révisée pour les sols de couverture des sites d'enfouissement. Les études scientifiques de terrain de biofiltration ont montré que la température interne des biofiltres est plus stable et supérieure à la température ambiante. Nos résultats de laboratoire de 15°C internes (qui équivaut à -30°C température ambiante) nous permettent de soupçonner une efficacité de 70% en conditions hivernales pour les fermes laitières. Les efficacités peuvent s’améliorer jusqu’à 90% en conditions estivales.

Les possibilités d'application de la modélisation mécaniste en sciences animales sont nombreuses, autant dans la pratique que pour la recherche et l'enseignement. L'une des potentialités importantes est la prédiction des lois de réponse de l'animal à son environnement. Cette approche permet la prise en compte simultanée de la croissance, la qualité des produits, l'excrétion, etc. y compris dans des conditions non standard. Chez le porc, la plupart des modèles publiés à ce jour concernent la croissance des animaux. Ces modèles intègrent les principaux déterminants de la partition des nutriments entre les fonctions d'entretien et de croissance, mais la prise en compte de l'étape digestive est peu détaillée. En outre, le pas de temps considéré est généralement la journée, ce qui ne permet pas une modélisation satisfaisante du métabolisme puisque la dynamique des apports alimentaires peut être importante. Quelques modèles décrivent partiellement certains aspects de la digestion (évacuation gastrique, transit, dégradations), mais aucun ne couvre l'ensemble de cette fonction. Un modèle simple de la digestion chez le porc a été élaboré à partir des données disponibles dans la bibliographie. Il comporte quatre compartiments anatomiques (estomac, 2 portions d'intestin grêle, gros intestin) entre lesquels le transit des digesta est représenté. Dans ces compartiments, les principaux événements digestifs (dégradations, absorption, sécrétions endogènes) sont décrits pour les différentes fractions (protéines, amidon, triglycérides, fibres, minéraux). En outre, les fermentations microbiennes sont prises en compte dans le gros intestin. Le nombre total de compartiments est de 44. Le pas de temps utilisé étant de 1 min., le modèle permet de simuler l'évolution du niveau et de la composition de chaque compartiment au cours du temps, ainsi que la cinétique d'absorption des nutriments. La comparaison des sorties du modèle avec des résultats de la bibliographie montre que le comportement global du modèle est cohérent. La structure proposée peut servir de base pour des développements ultérieurs et la prise en compte de nouveaux facteurs de variation de la digestion. Une application du modèle est l'étude de la sécrétion endogène d'azote. La littérature comporte des résultats variables et parfois contradictoires sur le passage d'azote d'origine endogène à l'iléon. Ce paramètre est important pour l'interprétation des données de digestibilité iléale des acides aminés. Une étude quantitative sur une centaine de résultats publiés montre toutefois que certains grands facteurs de variation (niveau d'ingestion, teneur en NDF) peuvent être identifiés et quantifiés en prenant en compte les différences dues aux techniques d'investigation. Le profil des protéines endogènes passant à l'iléon est par contre moins variable et une estimation de la partie de l'endogène non spécifique à l'aliment est proposée. Une approche complémentaire a consisté à recenser les sources d'apport de l'azote endogène dans le tube digestif et à adapter notre modèle de digestion pour en suivre le transit, la dégradation et l'absorption. Les résultats permettent de retrouver un certain nombre de résultats de la compilation bibliographique. De plus, la simulation donne une estimation de grandeurs difficilement mesurables expérimentalement : cinétique de l'absorption des acides aminés d'origine endogène, suivi dans le temps des quantités de protéines endogènes présentes aux différents niveaux de l'intestin. Des perspectives de développement et d'amélioration de ce type de modèle sont ensuite discutées : comment conserver une représentation simple du transit qui rende compte le plus précisément possible de la cinétique des événements en en particulier du temps minimal nécessaire au franchissement de l'intestin grêle; dans quelle mesure un modèle de digestion peut-il servir à la prédiction de la digestibilité des aliments; quelles sont les perspectives d'utilisation de cette approche dans des modèles de croissance et de métabolisme des animaux, et dans la modélisation de l'excrétion.

Le travail présenté porte sur le développement d’une nouvelle technologie innovante, nommée PAT Friday®, visant à produire des protéines recombinantes au sein des sécrétions extracellulaires de plantes carnivores génétiquement modifiées. Deux objectifs ont été fixés : Réaliser la preuve de concept de la technologie sur le modèle expérimental Drosera rotundifolia, en transformant la plante avec des gènes marqueurs et humains afin de mettre en évidence la présence des protéines recombinantes dans la glu ; et développer, après évaluation, la technologie sur un modèle potentiellement industrialisable, Nepenthes alata. Les résultats ont indiqué la présence des deux protéines marqueurs GFP et GUS dans les tissus et dans la glu de Drosera rotundifolia transformées. Les plantes ont également été transformées génétiquement avec les gènes humains de l’interféron gamma et du facteur intrinsèque. Les protéines recombinantes humaines ont été mises en évidence au sein des tissus végétaux. Le potentiel industriel du modèle Nepenthes alata a ensuite été étudié : 10 à 15 kg de protéines totales par hectare et par an peuvent être produits, grâce notamment à des récoltes successives non destructrices, et la possibilité de contrôler l’activité des protéases digestives naturelles. L’élaboration d’un protocole de régénération de la plante a été entreprise par embryogénèse somatique et organogénèse indirecte, en vue de sa transformation génétique. La technologie PAT Friday®, avec des étapes simplifiées d’extraction et de purification des protéines d’intérêt produites dans le liquide digestif, offre de nouvelles perspectives dans le domaine des protéines thérapeutiques produites à partir de plantes / The present work focuses on the development of a new innovating technology, called PAT Friday®, aiming at producing recombinant proteins into the extra-foliar fluid of modified carnivorous plants. Two objectives were assigned to this work : 1- to realize a proof of concept of the technology on the experimental model Drosera rotundifolia, transformed with marker and human genes, to confirm the occurence of the recombinant proteins into glu ; and 2 - to evaluate and develop, the technology on the model Nepenthes alata, more adapted to industrial scaling-up. The results indicate the presence of two marker proteins GUS and GFP inside the tissues and into the glu of modified Drosera rotundifolia plants. The same plant species has also been transformed with human gamma interferon and intrinsic factor genes. The corresponding human recombinant proteins have been detected into the plant tissues. Potential industrial scaling-up has been studied with the species Nepenthes alata. The results show a potential productivity of 10 to 15 kg of total proteins per hectare per year, thanks to non-destructive repeated harvests, and possibility to efficiently control the natural proteinase activity. The elaboration of a regeneration protocol has been undertaken through indirect organogenesis and somatic embryogenesis, with a view to transform genetically this plant. PAT Friday® technology, with simplified extraction and purification methods of the proteins of interest targeted into the liquid secretions, opens new perspectives in the field of therapeutical proteins produced in plants