Les tannins sont des produits issus de la chimie végétale qui possèdent une bonne réactivité et qui peuvent remplacer des produits similaires dérivés du pétrole. C’est le cas des tannins condensés qui présentent des caractéristiques de réactivité proches de celles du phénol. Utilisées depuis plusieurs années dans des colles pour les produits à base de bois, les résines de tannin n’ont pas fait l’objet de recherches approfondies pour la fabrication de matériaux composites. Le travail présenté ici est axé sur trois projets visant à développer des matériaux composites de hautes performances en utilisant à la fois des résines à base de tannins condensés et des renforts de fibres végétales. 1. Le premier projet a pour but de développer un composite thermodurcissable à base de la résine tannin/hexamine déjà employée comme colle pour panneaux de particules. Une étude avait démontré la faisabilité du principe mais de nombreux problèmes pratiques restaient à résoudre pour obtenir un processus de fabrication fiable et compétitif. 2. Le but du deuxième projet est l’étude et le développement de composites dont la matrice est constituée d’un copolymère de tannins et d’alcool furfurylique. Les propriétés des résines furaniques et la possibilité de les faire réagir avec des composés phénoliques en font des candidates potentielles à la fabrication de composites de haute performances. 3. Le dernier projet vise à produire des tannins acétylés en suivant les méthodes utilisées pour la lignine, à vérifier s’ils présentent le même caractère thermoplastique et le cas échéant à les tester pour la fabrication de matériaux composites. / Tannins are plant chemicals that show a good reactivity and so they can replace similar products from oil chemistry. This is the case for condensed tannins that have reactivity mechanism similar to that of the phenol. They have been used for several years in wood glues, but no in depth study have been carried out on their potential in composite manufacturing. The work presented here can be split into three projects aiming at the development of composite materials of high performances using both tannin based resins and natural fibers reinforcement. 1. The first project aims to develop a thermosetting composite based on the same tannin/hexamine resin already as glue for particleboards. A previous study shown that it was feasible but numerous problems needed to be solved in order to obtain a reliable and competitive manufacturing process. 2. The goal of the second project is the study and the development of composites which matrix is based on a copolymer of tannin and furfuryl alcohol. Furanic resins show good properties and their capability to react with phenolic compounds makes them potential candidates for the manufacturing of high performances composites. 3. The last project’s objective is the production of acetylated tannins by using similar methods than that used for lignin, to check if they present the same thermoplastic behavior and if yes, to test them in composite manufacturing.

L’étude des interactions entre système fourrager, santé et croissance des lapins contribuera à proposer de nouvelles pratiques pour des systèmes d’élevage cunicole alternatifs, tels que ceux en agriculture biologique (AB) incluant une gestion intégrée de la santé. Mais cette stratégie est limitée par le manque de références sur la cuniculture AB, i) sur l'alimentation au pâturage (ingestion de fourrages verts, qualités nutritionnelles pour les lapins, etc) ; et ii) sur les risques sanitaires notamment le parasitisme, identifié comme un frein important au développement de la cuniculture AB. L’emploi de plantes riches en tannins condensés (TCs) comme le sainfoin, permettrait de diminuer l’utilisation d’antiparasitaires comme cela a été montré chez les petits ruminants, tant pour la gestion des nématodes que celle des coccidies. Mais le potentiel d’activité des TCs chez le lapin, tout comme le niveau d’ingestion et les performances de croissance, restent à explorer, et pourra servir la cuniculture AB et conventionnelle. Ce travail de thèse a pour objectif i) d’étudier l’intérêt du sainfoin comme ressource pour l’alimentation du lapin, et pour ses propriétés antiparasitaires, ii) définir le niveau d’ingestion au pâturage des lapins et les conséquences sur la production et iii) d’évaluer, le risque parasitaire au pâturage pour des lapins en production. Nous avons montré qu’un aliment enrichi en sainfoin distribué à partir du sevrage, avec une teneur en tannins de 1,8% d’équivalent d’acide tannique, n’a pas réduit l’installation de L3s de Trichostrongylus colubriformis, ni la fertilité des vers adultes, mais a réduit le potentiel d’éclosion des oeufs (-27 points), contribuant à réduire l’infestation de l’environnement. Un aliment enrichi en sainfoin contenant 1,2% d’équivalent d’acide tannique, distribué aux mères et aux lapins en croissance a eu un effet coccidiostatique : l’excrétion oocystale fécale de lapins nourris avec un aliment enrichi en sainfoin a été réduite de 60% par rapport à ceux ayant reçus l’aliment témoin. Si la réduction de l’excrétion oocystale de l’espèce Eimeria magna n’a pas pu être démontrée, en revanche, la réduction d’oocystes toutes espèces confondues dans l’environnement pourrait contribuer à diminuer le risque de coccidiose en élevage. Comparé à la luzerne, le sainfoin, plus riche en lignines, a une forte concentration en énergie (11,2 MJ/kg) et en protéines digestibles (110 g/kg). Au pâturage, lorsque la quantité d’herbe offerte dépasse 85 g MS/kg0,75, il semble que l’ingestion d’herbe soit régulée d’une part lorsque la teneur en énergie digestible de l’herbe dépasse 9 MJ/kg (régulation chémostatique), ou d’autre part si la teneur en lignocellulose (ADF) dépasse 350 g d’ADF/kg (régulation physique : encombrement digestif). Mais la quantité d'herbe disponible dépasse rarement 85 g MS/kg0,75. C’est-à-dire que dans la majorité des cas, une surface pâturable de 0,4 m² (minimum réglementaire) n’a pas permis de combler la capacité d’ingestion et les besoins énergétiques de lapin en croissance. De plus, si l’offre d’herbe est limitante, le lapin ne peut pas exprimer une préférence alimentaire vers des plantes plus jeunes et riches en protéines. La limitation de l’ingestion de protéines a aussi pour conséquence de réduire les potentialités de croissance des lapins et d’allonger la période d’engraissement. Au cours de trois saisons successives de pâturage (université de Perpignan), la pression parasitaire (nématodes et coccidies) a augmenté, avec des infestations par Trichostrongylus sp. et de Graphidium strigosum. Si le délai d'attente entre deux pâturages n’a pas eu d’effet visible sur l’infestation par des nématodes, cela influerait le niveau d’infection par les coccidies. Nos travaux établissent l’intérêt de l’incorporation du sainfoin dans l’alimentation du lapin et ouvrent des perspectives pour établir des pratiques innovantes et bénéfiques à la production cunicole biologique et conventionnelle. / The study of the interactions between grazing systems, health and growth in organic rabbit farming (ORF) will contribute to propose new practices including integrated management of health. However, this strategy is limited by the lack of references on ORF and in particular on rabbit intake of green fodder when grazing, nutritional qualities of forages for rabbits, the supply of grass in relation with animal’s density (stocking rate), the related parasitic challenge, etc. The acquisition of such references is a key issue for the development of ORF. The use of plants rich in condensed tannins (CTs), such as sainfoin, could reduce the use of antiparasitic agents, as shown in small ruminants, both for the management of nematodes and for coccidia. However, the potential for CTs containing resources in rabbits, as well as the intake levels and the effects on growth performances, remain to be explored in both OF and conventional rabbit breeding. The aim of this thesis was (i) to investigate the interest of sainfoin as a resource for rabbit feeding and its antiparasitic properties, (ii) to define the intake level in grazing rabbit and the consequences on production and (iii) to evaluate the parasitic risk associated with pasture for rabbits’ production. We have shown that a sainfoin-enriched diet distributed from weaning, with a feed containing 1.8% of tannic acid equivalent, did not reduce neither the establishment of Trichostrongylus colubriformis L3s, nor the fertility of adult worms. In contrast, the development of nematode’s egg to infective larvae was compromised and may reduce the risk of environmental contamination. Besides, a sainfoin-enriched diet containing 1.2% tannic acid equivalent, distributed to does and growing rabbits, had a coccidiostatic effect. With an overall fecal oocyst excretion in rabbits fed with sainfoin reduced by 60% compared to control diet. Although, the pathogenic species Eimeria magna was not concerned by these decrease, such a general reduction in oocyst excretion in the environment could help to reduce on long term the risk of coccidiosis in the rearing units. Sainfoin could constitute a real alternative to dehydrated alfalfa, since it has high digestible energy (DE, 11.12 MJ DE/kg), and protein (110 g/kg), and provide a high supply of lignins. At grazing, when the herbage allowance exceeded 85 g DM/kg0,75, it appeared that the herbage intake was limited by an increase in the DE content when it exceeds 9 MJ / kg, or else by a lignocellulose content higher than 350 g of ADF/kg. However, herbage allowance, rarely exceeds 85 g DM/kg0,75. In other words, in the majority of cases access to a 0.4 m² grazing area did not allow sufficient supply to reach the intake capacity and energy requirements of the rabbits. In addition, rabbits with limited supply cannot express their dietary preference to young and high protein plants. Limiting the intake of proteins also reduced the growth potential of rabbits and extended the fattening period. During the first three grazing seasons (University of Perpignan), the parasitic pressure (nematodes and coccidia) increased, particularly with cases of Trichostrongylus sp. and Graphidium strigosum. While rotation rhythms had no visible effects on nematode infestation, it had an influence on coccidian infection. This work enabled us to establish the advantage of sainfoin enriched diet for the rabbit. It gives prospects to further research projects regarding the establishment of beneficial and innovative practices for organic and conventional rabbit breeding.

Lors de la dégustation d'un vin, les tannins sont responsables de deux propriétés gustatives, l'amertume et l'astringence, respectivement dues à des associations avec les protéines salivaires et les récepteurs au goût amer. Néanmoins, leurs intensités perçues en bouche vont dépendre de multiples facteurs, notamment la présence de molécules externes aux complexes tannin-protéine tel que les lipides, qu'ils soient situés au niveau des membranes buccales ou issus de l'alimentation. L'objectif de cette thèse a ainsi été d'examiner l'impact des lipides sur ces sensations organoleptiques. Pour ce faire, cette étude, réalisée principalement par RMN, s'est intéressée aux interactions tannin-lipide sur des modèles de membranes buccales et d'émulsions de gouttelettes lipidiques. Nous avons pu alors étudier l'interaction tannin-lipide en termes de localisation, d'affinité et de dynamique. Nos résultats montrent dans un premier temps une localisation du tannin à l'interface de tous les modèles utilisés. En outre, l'insertion de tannins au niveau des vésicules multilamellaires, modèle utilisé pour mimer les membranes buccales, entraîne une fluidification de ce système lipidique. Il a été montré que cet effet fluidifiant dépend de la structure du tannin, de la présence d'éthanol et de la teneur en cholestérol du système lipidique. Enfin, un protocole permettant d'obtenir les constantes d'associations tannin-lipide par RMN a été établi. Ces dernières se sont révélées du même ordre de grandeur que celles relatives aux interactions tannin-protéine salivaire. Ces résultats montrent que les lipides auraient une influence d'une part sur l'astringence via une compétition entre les interactions tannin-lipide et les interactions tannin-protéines salivaires et d'autre part sur l'amertume en perturbant la dynamique de la membrane, ce qui pourrait induire une perturbation des récepteurs gustatifs.

Les déchets issus de l’industrie vinicole française sont traditionnellement traités et valorisés en distilleries. Ce travail porte sur l’étude de la valorisation à échelle industrielle d’un des résidus ultimes des distilleries : le marc de raisin épuisé. Les marcs issus de différents bassins de productions français ont été caractérisés chimiquement, principalement par leur taux de tannins condensés et de sucres. Les conditions d’extraction des tannins condensés ont été optimisées en laboratoire puis le procédé a été transféré à l’échelle industrielle. Plusieurs extractions ont été menées dans trois distilleries partenaires et l’analyse chimique (en termes de polyphénols, de tannins condensés, de sucres et de matières inorganiques) des différentes fractions isolées a été réalisée. Des extraits industriels ont permis la fabrication du premier panneau de particules dont l’adhésif est constitué à 80 % de tannins de marcs de raisins et renforcé à l’aide d’une résine synthétique satisfaisant à la norme européenne de cohésion interne. Ces extraits industriels ont également partiellement substitué une résine phénol-formaldéhyde pour la production de panneaux de particules. Différents post-traitements ont été réalisés sur les extraits de marcs afin d’en augmenter la réactivité chimique vis-à-vis d’agents de réticulation. Une filtration à un seuil de coupure de 1 µm a entrainé une légère amélioration des performances adhésives, alors qu’une hydrolyse acide de l’extrait les a dégradées. Un procédé d’ultrafiltration des extraits à 5 kDa ou 1 kDa a permis d’obtenir des extraits beaucoup plus réactifs et ouvre des perspectives pour la production d’adhésifs biosourcés pour le bois / Wastes from the French wine industry are traditionally treated and upgraded in distilleries. This work deals with the study of an industrial-scale valorization of a final waste from distilleries: the spent grape pomace. Pomace from different French production areas were chemically characterized, in terms of condensed tannins and polysaccharides. An extraction process of condensed tannins has been optimized in laboratory and was then transferred to an industrial scale. Several extractions were carried out in three partner distilleries and chemical analysis (in terms of polyphenols, condensed tannins, sugars and inorganics) of the different isolated fractions were performed. Industrial extracts were used for the elaboration of the first particleboard whose adhesive constituted by 80% of grape pomace tannins and strengthened with a synthetic resin to satisfy the European standard for internal bond. These industrial extracts were also used to partially substitute a phenol-formaldehyde resin for the production of particleboards. Different post-treatments were performed on the pomace extracts in order to increase their chemical reactivity toward cross linking agents. Filtration with a cut-off of 1 µm led to a slight improvement in adhesive performances, whereas acid hydrolysis of the extract have degraded it. An ultrafiltration process of the extracts at 5 kDa or at 1 kDa enabled to get much more reactive extracts and opened up prospects for the production of bio-based adhesives for wood

Les animaux sont constamment soumis à des variations de leur environnement auxquelles ils doivent s’adapter. Au sein des systèmes d’élevage qui reposent sur la stimulation de processus naturels réduisant les intrants requis pour la production, et dans une perspective agro-écologique, l’autonomie et les capacités d’adaptation des animaux apparaissent particulièrement importantes. Au pâturage, les petits ruminants sont confrontés au parasitisme par les nématodes gastro-intestinaux, qui représente une menace majeure notamment du fait du développement de résistance aux traitements anthelminthiques chimiques, et une alternative à ces traitements est l’utilisation de fourrages bioactifs contenant des composés secondaires tels que les tannins condensés. Dans ce contexte, nous avons exploré les capacités d’automédication des ovins et des caprins via l’utilisation d’aliments riches en tannins lorsque ceux-ci sont confrontés au parasitisme gastro-intestinal, en proposant plusieurs scénarios pour lesquels nous avons fait varier la complexité de l'environnement alimentaire et la charge parasitaire.Ainsi, nous avons dans un premier temps évalué les capacités des moutons à apprendre les bénéfices associés à l’ingestion d’un fourrage riche en tannins, le sainfoin, à l’aide d’une période de conditionnement, et à adapter leur sélection alimentaire suivant un changement de statut parasitaire. Dans un second temps, nous avons examiné les différences entre chèvres et moutons dans leur propension à sélectionner du sainfoin lorsque ceux-ci sont parasités, en supposant que les chèvres montreraient de meilleures capacités d’automédication. Enfin, dans une troisième expérimentation, nous nous sommes intéressés aux priorités qu’accordaient les ovins dans leur sélection alimentaire aux nutriments (énergie, protéines) et aux tannins selon leur statut parasitaire.Nos expérimentations s’accordent sur l’absence d’automédication curative. En effet, nous n’avons observé ni de sélection plus importante de l’aliment riche en tannins par les animaux parasités par rapport à ceux non parasités, ni d’augmentation de la sélection après infection. Comme nous nous y attendions, les chèvres ont montré une propension plus importante à consommer l’aliment riche en tannins que les moutons, mais n’ont néanmoins pas manifesté de meilleures capacités d’automédication. Enfin, les agneaux n’ont pas priorisé l’apport en composés bioactifs par rapport aux nutriments, mais ont considérablement augmenté leur apport en énergie après infestation. Il apparait que les niveaux de tannins que nous avons volontairement choisis modérés pour les aliments expérimentaux ont induit des bénéfices nutritionnels ayant potentiellement surpassé les effets anthelminthiques, qui étaient eux-mêmes modérés, et expliquant ainsi que les animaux parasités et les animaux sains ont sélectionné les tannins de façon similaire. Par ailleurs, des difficultés d’apprentissage peuvent également expliquer cette sélection, comme en témoigne la claire inversion de préférences pour l’aliment riche en tannins observée après que les animaux ont appris à associer l’aliment riche en tannins à ses conséquences post-ingestives, après la période de conditionnement. En ce qui concerne la flexibilité de la sélection alimentaire, les préférences alimentaires sont restées inchangées après déparasitage, probablement du fait de l’absence d’effets antinutritionnels des tannins, et du statut sécuritaire accordé aux aliments riches en tannins.Nous pensons que l’évaluation des capacités d’automédication des ruminants mérite des travaux complémentaires, notamment en explorant d’autres modèles que celui du parasitisme gastro-intestinal et des fourrages bioactifs. L’analyse de l’étiologie du comportement d’automédication, en s’intéressant à l’influence du modèle social par exemple, apparait également importante afin de favoriser un tel comportement au sein de pratiques d’élevage adaptées. / Animals are constantly facing variations in their environment to which they have to adapt. In breeding systems that rely on the stimulation of natural processes to reduce the inputs needed for production, under an agroecology perspective, animal's autonomy and adaptive abilities are particularly important. In grazing systems of small ruminants, parasitism by gastrointestinal nematodes is a major threat notably due to worms' resistance to chemical anthelminthic, and one alternative is the use of bioactive forages containing secondary compounds such as condensed tannins. Within this context, we explored the abilities of sheep and goats to self-medicate through the selection of tannin-rich feeds while facing gastrointestinal parasitism, by proposing different scenarios in which we varied the complexity of the feeding environment.We assessed the abilities of sheep to learn about the benefits of the tannin-rich sainfoin, by carrying out a conditioning period, and to adapt their diet selection according to changes in parasitic load. Secondly, we evaluated the differences between sheep and goats in their willingness to select sainfoin when parasitized, assuming that goats would show greater self-medication abilities. Thirdly, we studied the interactions between nutrients and medicines on diet selection by analyzing the way sheep selected proteins, energy and condensed tannins depending on their parasitic status.Our experiments did not support evidence for curative self-medication as we did not observe a greater selection of the tannin-rich feeds in parasitized than non-parasitized animals, nor an increase in selection following infection. As expected, kids were more willing than lambs to consume the tannin-rich feed, but they did not show greater abilities to self-medicate. Lastly, lambs did not prioritize medicine over nutrients, but greatly increased their energy intake following infection. It appears that the levels of tannins we voluntarily chose moderate for the experimental feeds, induced nutritional benefits that may have outweighed the anthelminthic ones, which were moderate, making both parasitized and non-parasitized animals select tannins in a similar way. Furthermore, learning impairment may be involved as well, as indicated by the striking reversal of preferences for the tannin-rich feed we observed once animals were helped to associate the tannin-rich feed with its consequences via conditioning. Regarding diet selection flexibility, feed preferences remained unchanged after deworming, likely because of the absence of anti-nutritional effects of tannins, and the safe status attributed the tannin-rich feeds.We think that the investigation of self-medication abilities in ruminants deserves further work, notably by exploring other models than gastrointestinal parasitism and bioactive forages. The analysis of the etiology of self-medication, by investigating the influence of the social model for example, appears also important in order to favour such behaviour by adapted farming practices.

Les marcs de raisin issus de la viniculture constituent un gisement de ressource naturelle abondant, sous valorisé et riche en polyphénols. Une méthode d?extraction de ces tannins condensés a été développée et optimisée en vue d'une application en adhésif pour les produits dérivés du bois. Les tannins ont été caractérisés par Résonance Magnétique Nucléaire, spectroscopie Infra Rouge (FTIR), spectrométrie de masse (MALDI TOF) et Analyse Thermomécanique (TMA). Des panneaux de particules ont été fabriqués à l'aide des colles élaborées en laboratoire et testés suivant les normes françaises en vigueur, plusieurs dépassent largement les valeurs seuils / The extraction of condensed tannins from grape pomace was examined using water medium in the presence of different bases as catalyst (NaOH, Na2CO3, NaHCO3 and Na2SO3). Two different extraction processes and the influence of 4 parameters (i.e., temperature, reaction time, chemical reagents and concentration of the chemical reagents) on the tannin extracts yields and properties were studied. The tannin fractions were characterized by Fourier transform-infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, carbon nuclear magnetic resonance spectroscopy and matrix assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry ( MALDI-TOF ). It was demonstrated that it is possible to extract reactive tannins from grape pomace in basic medium. The tannin extracts obtained by precipitation in acidic conditions display a high phenolic content (Stiasny number higher 95%) but low water solubility and low reactivity toward formaldehyde because of the formation of catechinic acid phlobatannins during the acidification step. The tannins extracts obtained by lyophilization of the liquid, despite of their lower phenolic contents, displayed promising properties for adhesive applications. The optimum temperature of the extraction process was 100 °C, reaction time was 120 min; the best concentration of reagent was 10% (w/w). It was also shown that addition of sulphite ions during the extraction step improved the process :y the introduction of a sulfonic group through sulfitation increased both tannin solubility and reactivity as a result from the opening of the heterocyclic ring during extraction The structure of grape pomace sulfited tannin extracts did not present noticeable discrepancy exception of the ratio of the opening pyran ring which was different as a function of the catalyst used. The opening of pyran ring during the tannins extraction seem to be more important by using Na2CO3 and NaHCO3 than when using NaOH. The FT-IR bands assigned to aromatic ring vibration and carbonyl groups were stronger and no bands attributed to sulfited groups were tested detected in acidified tannins compared to lyophilized tannins. The TG2 results showed that the weight lost of these tannin extracts mainly composed of two steps. The first step starts from room temperature to 200 °C. It is attributed to the mass lost of water and some easy-degraded small low molecules. The secondly steps which is the mainly degradation step of tannin extract samples from 200 to 400 °C. The results from 13C-NMR showed that condensed tannin extracts from grape pomace were consistent with dominant procyanidin units with a minor amount of prodelphinidin units that are linked together by a C4-C8 bond. Relatively low carbonhydrate and high catechinc acid content was observed in acidified tannins compared to lyophilized tannins. It was shown by MADI-TOF experiments that grape pomace tannin extracts are mainly composed of flavoinoid oligomers up to 6 repeating units in lyophilized tannins and 10 repeating units in acidified tannins respectively, with dominant procyanidin units. A small proportion of substitution with glucose and gallic acid was detected in procyanidin units of polyflavonoid oligomers. The degree of polymerization of acidified tannins is higher than lyophilized tannins. Two different formulations (nonfortified tannin adhesive and fortified with addition of 20% of polymeric 4, 4'-diphenyl methane diisocyanate (p-MDI)) were used to press one layer wood particle board. It was shown that the nature of the extraction reagent (NaOH, Na2CO3 or NaHCO3) greatly impacts the properties of the resins and the mechanical properties of the panel internal bonding strengths. The particleboards bonded by the tannins extracted using Na2CO3 as catalyst give the best performance and were good enough to pass relevant international standard specifications for interior grade panels. Formaldehyde emission of these panels was below the European Norm requirements (<= 6.5 mg/ 100g panel)

Lors de la dégustation d’un vin, les tannins sont responsables de deux propriétés gustatives, l’amertume et l’astringence, respectivement dues à des associations avec les protéines salivaires et les récepteurs au goût amer. Néanmoins, leurs intensités perçues en bouche vont dépendre de multiples facteurs, notamment la présence de molécules externes aux complexes tannin-protéine tel que les lipides, qu’ils soient situés au niveau des membranes buccales ou issus de l’alimentation. L’objectif de cette thèse a ainsi été d’examiner l’impact des lipides sur ces sensations organoleptiques. Pour ce faire, cette étude, réalisée principalement par RMN, s’est intéressée aux interactions tannin-lipide sur des modèles de membranes buccales et d’émulsions de gouttelettes lipidiques. Nous avons pu alors étudier l’interaction tannin-lipide en termes de localisation, d’affinité et de dynamique. Nos résultats montrent dans un premier temps une localisation du tannin à l’interface de tous les modèles utilisés. En outre, l’insertion de tannins au niveau des vésicules multilamellaires, modèle utilisé pour mimer les membranes buccales, entraîne une fluidification de ce système lipidique. Il a été montré que cet effet fluidifiant dépend de la structure du tannin, de la présence d’éthanol et de la teneur en cholestérol du système lipidique. Enfin, un protocole permettant d’obtenir les constantes d’associations tannin-lipide par RMN a été établi. Ces dernières se sont révélées du même ordre de grandeur que celles relatives aux interactions tannin-protéine salivaire. Ces résultats montrent que les lipides auraient une influence d’une part sur l’astringence via une compétition entre les interactions tannin-lipide et les interactions tannin-protéines salivaires et d’autre part sur l’amertume en perturbant la dynamique de la membrane, ce qui pourrait induire une perturbation des récepteurs gustatifs. / When tasting a wine, tannins are responsible of two gustative properties, bitterness and astringency, respectively due to association between tannins and salivary proteins or bitter receptors. However, perceived intensities depend on several factors, including the presence of external molecules such as lipids, either located in the buccal membranes or from food. The main objective of this thesis was to study the effect of lipids on these two organoleptic properties. For that, this study, carried out mainly by NMR, is interested in tannin-lipid interaction using several models of buccal membranes and lipid droplets. We have studied these interactions in terms of localization, affinity and dynamics. Our results show a localization of tannins at the interface of all studied lipid models. Then, the insertion of tannins in multilamellar vesicles, used to mimic buccal membranes, causes a fluidification effect on these systems. This effect depends on the structure of the tannin, the presence of ethanol and the cholesterol content of the lipid system. Finally, a protocol to determine the tannin-lipid association constants was developed. The latter have proved to be in the same order of magnitude as those for tannin-salivary protein interaction. These results show that lipids could have an influence on the one hand on astringency, due to the competition between tannin-lipid interaction and tannin-salivary protein interaction, and on the other hand on bitterness due to the disturbance of the buccal membrane dynamics, which could induce a disturbance of the gustative receptors.

Les légumineuses permettent de réduire les intrants en élevage (engrais, concentrés) en raison notamment de leurs niveaux élevés en protéines. Cependant, à la fois pendant le processus d'ensilage et celui de fermentation dans le rumen, les protéines peuvent subir une importante dégradation, ce qui affecte la valeur nutritive des fourrages et induit des rejets d'azote (N) importants, notamment dans l'urine. Certaines légumineuses peuvent alors être d'un intérêt particulier car elles produisent des composés secondaires qui peuvent modifier positivement les processus fermentaires et digestifs. Ainsi, les tannins condensés (CT) présents dans le sainfoin (SF, Onobrychis viciifolia) sont capables de se lier aux protéines, réduisant leur dégradation dans le silo et le rumen et se traduisant par un transfert de l'excrétion d'azote de l'urine vers les fèces. Le trèfle violet (RC, Trifolium pratense) contient la polyphénoloxydase (PPO), une enzyme qui catalyse l'oxydation de différents composés phénoliques en quinones. Comme les CTs, les quinones sont capables de former des complexes avec les protéines permettant de réduire leur dégradation dans le silo et le rumen. L'objectif de cette thèse était alors d'étudier et de quantifier les bénéfices potentiels de l'utilisation de ces deux espèces de légumineuses bioactives sur i) la qualité et la conservation des ensilages, ii) la fermentation ruminale, l'efficacité digestive et les performances des ovins, et iii) l'empreinte environnementale (excrétion d'N et de CH4). Nous avons effectué deux essais in vitro et deux essais in vivo, basés sur des ensilages composés de ces deux légumineuses, seules ou en mélange avec une graminée (la fléole- T, Phleum pratense L.) qui nous a servie de contrôle. Les essais in vitro nous ont permis de nous focaliser sur la qualité et la conservation des ensilages ainsi que sur la fermentation ruminale, tandis que les essais in vivo se sont concentrés sur la performance et l'efficacité digestive des agneaux, ainsi que sur leur bilan azoté et leurs émissions de CH4. L'inclusion de légumineuses bioactives dans les ensilages d'herbe a amélioré la qualité du fourrage, la fermentation pendant le processus d'ensilage ainsi que la protection des protéines contre une dégradation au sein du silo et du rumen. Globalement, l'alimentation des agneaux avec des mélanges comportant ces légumineuses s'est traduite par une augmentation de l'ingestion de matière sèche, en comparaison des agneaux alimentés avec la graminée pure. Néanmoins, en raison de la digestibilité nettement plus faible de T-SF, probablement due à une composition et une nature des fibres différentes ainsi qu'à la présence de CT, les agneaux ayant reçu T-SF ont montré une ingestion et des performances plus faibles que ceux ayant reçu les ensilages contenant RC. Dans le rumen, il semble que les protéines de RC aient été plus protégées de la dégradation que celles de SF, tandis que dans la suite du tractus digestif, les complexes formés entre protéines et CT (avec SF) se seraient moins dissociés que ceux formés entre protéines et quinones (avec RC), ce qui pourrait en partie expliquer le transfert d'excrétion de l'N de l'urine vers les fèces, observé chez les agneaux alimentés avec T-SF et bénéfique pour l'environnement. SF a également permis de réduire légèrement les émissions de CH4. Ainsi, utiliser des légumineuses bioactives dans les pratiques d'alimentation des ruminants apparaît une stratégie prometteuse pour fournir des produits animaux de façon plus durable. Nos résultats montrent que chaque espèce apporte des avantages différents, plutôt orientés vers la qualité de l'aliment et les performances animales pour RC mais plutôt orientés vers la réduction des rejets pour SF. Des recherches complémentaires sont donc nécessaires pour mieux caractériser ces avantages et élargir les investigations à d'autres espèces, d'autres mélanges et d'autres bénéfices potentiels. (...) / Fodder legume species allow to reduce inputs in livestock breeding systems (fertilizer, concentrates) notably because they contain high levels of crude proteins which are of primary importance in ruminant nutrition. However, during both silage and rumen fermentation processes, proteins are submitted to degradation which affects forage nutritive value and leads to nitrogen (N) losses notably via urine. Some specific legumes can then be of particular interest as they produce plant secondary compounds that can positively affect silage and digestive processes. Condensed tannins (CTs) present in sainfoin (SF, Onobrychis viciifolia) are able to bind with proteins thereby reducing their degradation in the silo and the rumen, resulting in a shift in N excretion from urine to faeces. Red clover (RC, Trifolium pratense) contains polyphenol oxidase (PPO), an enzyme that catalyses the oxidation of different phenolics into quinones. As CTs, quinones are able to form complexes with proteins that will similarly reduce their degradation in the silo and the rumen. The aim of this thesis was to investigate and quantify the potential benefits of using these two bioactive legume species on i) quality and conservation of silages, ii) rumen fermentation, digestive efficiency and sheep performance, and iii) environmental footprint (N excretion and CH4 emissions). We conducted two in vitro and two in vivo trials which were based on silages of pure legumes or of different mixtures with the grass species (timothy T, Phleum pratense L.), which served as control. In the in vitro trials, we focussed on silage quality, silage conservation and rumen fermentation, while in the in vivo trials, we focussed on lambs' performance, digestion efficiency, N balance and CH4 emissions. Including bioactive legumes in mixtures with grass improved, compared to pure grass, forage quality and fermentation during the silage making process, as well as proteins' protection from degradation within both the silos and the rumen. Lambs fed with the mixtures involving legumes responded with an increase in DM intake compared to their counterparts fed with T. Nevertheless, due to a possibly different fibre composition and to the presence of CT which impaired SF digestibility, lambs that consumed T-SF showed lower intake and performance than those that received RC-containing silages. In the rumen, RC proteins appeared more protected from degradation than SF ones, while in the subsequent parts of the digestive tract, the proteins-CT complexes (from SF) might less dissociate than the proteins-quinones ones (from RC). This could partly explain the environment-friendly shift in N excretion from urine to faeces when animals are fed with T-SF. SF also allowed to slightly reduce CH4 emissions. Thus, utilizing bioactive legumes in livestock feeding practices is a promising strategy to produce animal products more sustainably. Our results show different benefits relative to the bioactive legume species involved, directed towards boosted forage quality and animals' performance for RC but towards lowered wastes for SF. Further research is thus needed to better characterize these benefits and enlarging investigations to other plant species, mixtures and potential benefits (e.g. health). This will help to determine the appropriate choice of plant species according to the objectives.

Les nématodes parasites du tube digestif demeurent une contrainte majeure pesant sur la santé, le bien être et les productions des petits ruminants élevés à l’herbe. Le mode usuel de maîtrise de ce parasitisme repose sur l’emploi répété de molécules chimiques anthelminthiques. Toutefois, le développement et la diffusion généralisée de résistances à ces molécules dans les populations de vers imposent désormais d’utiliser ces traitements avec discernement et de trouver des solutions complémentaires ou alternatives. L’incorporation dans la conduite d’élevage (ration des moutons ou des chèvres) de légumineuses fourragères riches en tannins condensés dotées de propriétés anthelminthiques s’est avérée une option prometteuse pour réduire le recours aux molécules chimiques. Toutefois, une des difficultés d’application de ces plantes tient à la variabilité des résultats observés. En prenant le sainfoin comme modèle de légumineuse contenant des tannins et en s’appuyant essentiellement sur des méthodes in vitro basées sur les larves 3 infestantes, l’objectif général de cette thèse est d’analyser le rôle respectif de facteurs liés à l’environnement, aux variétés génétiques ou aux modes de préservation technologiques sur les propriétés anthelminthiques. Quelque soit le critère envisagé, une forte variabilité a été observée. Les principales variations liées à l’environnement dépendaient de l’année et du cycle de coupe, ainsi que du site d’exploitation. Parmi les 38 variétés testées, 9 se sont avérées à forte activité AH, alors que 22 étaient à très faible activité. Enfin, les résultats ont aussi surtout souligné une plus forte activité antiparasitaire dans des formes séchées ou ensilées par comparaison à des échantillons frais. La comparaison des profils biochimiques liés à cette variabilité a permis une exploration des composés phénoliques expliquant l’activité anthelminthique. L’existence d’une relation dose-réponse a été précisée. Le rôle des tannins condensés a été confirmé, notamment ceux à faible degré de polymérisation et à faible poids moléculaire. L’importance des prodelphinidines qui seraient plus actives que les procyanidines reste à confirmer. De plus, il a été montré que d’autres flavonoides peuvent jouer un rôle, notamment les flavan-3-ols et les flavonols. La différence d’activité entre les échantillons de sainfoin ensilés ou fanés par comparaison aux échantillons frais s‟expliquerait en partie par la présence de formes non glycosidés de flavonols. Ces résultats devraient conduire à développer des méthodes de dosage pour identifier les échantillons de sainfoin, et plus généralement de légumineuses riches en tannins, dotés de propriétés anthelminthiques significatives. / Gastrointestinal nematodes remain a major constraint on the health, welfare and production of small ruminants. Over the past decades, the usual mode of control of this parasitism has mainly relied on the repeated use of chemical anthelmintics. However these treatments are nowadaysfacing some limits among which the most important is the development and widespread diffusion of resistance to these chemical molecules within worm populations. Consequently, the need to find complementary or alternative solutions is becoming urgent. The possible exploitation of forage legumes, rich in condensed tannins, with anthelmintic properties, by incorporation in the diet of sheep or goats, seems a promising option to reduce the reliance on chemical molecules. However, one of the main difficulties to use these plants as nutraceuticals relates to the variations in results. By using sainfoin (Onobrychis viciifoliae) as a model of tannin-containing legume and based on in vitro methods on the infective third stage larvae, the main objectives of this PhD were i) to examine the influence of environmental, genetic (40 different varieties) and technological (mode of preservation) factors on the anthelmintic properties of sainfoin and ii) to analyse whether differences in phenolic compounds might explain the variations. Whatever the factor considered, a high variability in results was observed. The main variations due to the environmental factors depended on the year and the cycle of cutting, as well as on the site of cultivation. Among the 38 varieties tested, only 9 have shown AH activity over 50 %. Last, a higher antiparasitic activity was found in the dried or ensiled forms compared to the fresh samples. A comparison of the biochemical profiles associated with these variations indicated a role of proanthocyanidins plus other phenolic compounds in the anthelmintic properties. The dose-response relationship between the AH activity and the ability to form complex with proteins was defined. The role of condensed tannins was confirmed, particularly those with a low degree of polymerization. The respective importance of prodelphinidins vs procyanidins remains to be further investigated. Moreover, the possible role of other flavonoids, in particular of flavan-3-ols and flavonols was also confirmed. The difference in activity between dried or ensiled forms compared to fresh sainfoin samples was partly explained by the presence of flavonol aglycosides. These results should favour the development of measurements in order to identify sainfoin samples with higher anthelmintic properties.