La lignine est une macromolécule, constituant de la biomasse lignocellulosique, qui est composée d’unités propylphénoliques. Cette matière est produite par l’industrie papetière en tant que coproduit de la cellulose. Actuellement, sa valorisation se limite en grande partie à des applications énergétiques. Or, la lignine peut être une source alternative de phénols si elle est dépolymérisée efficacement. Ce travail porte sur la transformation de la lignine en synthons aromatiques dans l’eau et en mélange eau-alcools en conditions sous-critique (225°C et 40-80 bar). Dans un premier temps, des études de conversion sont réalisées en réacteur fermé en utilisant l’eau comme solvant sur une lignine Kraft en présence de catalyseurs (Pt, Pd, Ru sur Al2O3,TiO2, ZrO2), le catalyseur Pd/ZrO2 nous a permis d’obtenir un rendement en phénols identifiés de 2%en 3 heures. Afin d’améliorer la conversion de la lignine en minimisant les réactions de condensations entre unités phénoliques, l’eau est remplacée par un mélange eau/alcool (éthanol, méthanol, isopropanol). La combinaison eau/isopropanol sans catalyseur nous permet d’augmenter le rendement en phénols identifiés de 5%. Nous avons ensuite essayé d’appliquer notre approche en réacteur continu. Même si le mélange eau/isopropanol était le meilleur solvant en réacteur fermé, le passage en réacteur continu s’est avéré complexe par la formation de produits solides. L’utilisation d’un mélange eau/éthanol a permis d’éviter ce problème et un rendement en gaiacol jusqu’à 1% est obtenu. L’éthanol permet de stabiliser des synthons instables dans le milieu par alkylation et estérification / Lignin is a macromolecule comprising lignocellulosic biomass, and is composed of propylphenyl units. Lignin is produced in large amounts by the paper industry when cellulose is isolated from biomass. Currently, its value is largely limited to source of energy and heat in recovery boilers. Nonetheless lignin can be an alternative source of aromatics if depolymerized effectively. The present work focuses on the transformation of lignin into aromatic building blocks using sub-critical water and mixtures of water/alcohols (225°C and 40-80 bar). Preliminary studies were carried out in a batch reactor; water was used as a solvent for the conversion of a Kraft lignin in the presence of catalysts (Pt, Pd, Ru on Al2O3, TiO2, ZrO2). The Pd/ZrO2 catalyst gave the highest yield of identified phenols with 2% in 3 hours. To improve the conversion of the lignin by minimizing condensation reactions between phenolic units, the water was replaced with a mixture water/alcohol (ethanol, methanol, isopropanol). The combination water/isopropanol without catalyst allowed us to increase the yield of identified phenols to 5%. The results obtained in batch reactor were extrapolated to a trickle-bed reactor. Even though the water/isopropanol mixture gave the best results in batch reactor, the implementation on a continuous reactor proved to be complex (formation of solids clogging the reactor). The use of a water/ethanol mixture prevented this problem and a yield in guaiacol of up to 1 % was obtained. Ethanol helps stabilize unstable building blocks by alkylation and esterification. This is evidenced by the NMR and chromatographic analysis

L'impact de traitements hydrodrothermiques complémentaires au procédé classique de fabrication des pâtes alimentaires a été étudié afin de définir les relations "procédé / structure / propriétés". Des pâtes 100% blé dur, éventuellement enrichies en protéines, monoglycérides et amylose, ont été produites, puis traitées à la vapeur selon différents couples temps-température, puis cuites de façon conventionnelle ou stérilisées. Les caractéristiques structurales des pâtes ainsi obtenues ont été étudiées à différentes échelles après chaque étape du procédé pour déterminer l'influence des opérations unitaires et de leurs paramètres. Les traitements vapeur induisent principalement une perte de la structure cristalline d'amidon natif, la formation de complexes amylose-lipides avec l'augmentation de la température et de la teneur en eau des pâtes. De plus, la réticulation du réseau protéique est accrue avec la température et la durée du traitement. Ces modifications structurales ont été synthétisées dans un digramme d'état. Toutefois, lorsque les pâtes sont chauffées en excès d'eau, le réseau protéique peut être rompu, les complexes disparaître et l'amylopectine rétrograder. La mesure des propriétés de texture de ces produits a permis d'établir les contributions respectives du mécanisme de plastification par l'eau et des différentes entités structurales présentes dans la pâte. Ces dernières renforcent mécaniquement les pâtes et l'addition des ingrédients permet ainsi d'améliorer les propriétés des produits. Un diagramme de fabrication a été proposé à partir de l'ensemble des résultats obtenus et son application à une formulation appropriée devrait permettre de répondre à l'objectif technique de ces travaux. / The impact of hydrothermal treatments in addition to those of traditional process of pasta manufacturing has been studied to define the relationship "process / structure / properties". Pasta exclusively based on durum wheat semolina and other enriched in protein, amylose and lipids, were produced and then steamed for different time-temperature values, then boiled or sterilized. The structural characteristics of pasta were studied at different scales after each step of the process to determine the influence of unit operations and their parameters. The steam treatments mostly induce a loss of the crystal structure of native starch and the formation of complexes amylose-lipids with increasing temperature and moisture content of pasta. Moreover, the protein network was enhanced by cross-linking as much as temperature and duration of treatment increased. Theses structural changes are synthesized in a states diagram. When the pasta is heated in an excess of water, the protein network can be disrupted, complexes may disappear and amylopectine retrograde. The measurement of the rheological properties of these products have helped to assign the contribution of the mechanism of plasticization by water and of the presence of these structures. These latter mechanically reinforce the pasta and the additions of various ingredients may then improve their properties. based on these overall results, a diagram of the process has been proposed and its application with an appropriate formulation could allow to meet the technical objective of this work.

L'effet des traitements hydrothermiques et l’effet des arômes sur la structure de l'amidon et de ses propriétés physiques ont été étudiés. L’amidon de blé natif a été traité à 2 hydratations différentes (rapports eau-amidon: 50/50 et 80/20 g/g) et à 2 températures (65 et 85 °C) en présence d’ arômes (hexanoate d'éthyle et de 2-hexanone). Les échantillons fraîchement préparés ont été soumis à l’analyse calorimétrique (AED) et au dosage d’ arôme. Aucun complexe d'inclusion entre amidon et arôme n’a pu être détecté par AED cependant le résultat de l'analyse aromatique a prouvé qu'il y avait des interactions arôme-amidon. Les deux composés d’arôme (hexanoate d'éthyle et 2-hexanone) ont interagi avec l'amidon à des teneurs comparables. Les pertes d’arômes ont été trouvées les plus élevées dans les échantillons traités aux plus hautes hydratation et température . La perte d’arôme était principalement liée à l’évaporation lors des traitements hydrothermiques. Après les traitements hydrothermiques, les échantillons ont été lyophilisés ont montré une stabilité d’arôme à la lyophilisation. Les échantillons lyophilisés ont été soumis à diverses études: DSC (Tg), RVA, la taille des granules, XRD, WAXS, SAXS étude et de stockage. Les traitements hydrothermiques ont conduit à des échantillons avec des propriétés différentes. A haute hydratation, la température influence la taille des granules et des propriétés rhéologiques à la cuisson (pasting). Les échantillons chauffés à 65 °C présentaient des tailles de granules significativement plus importantes, une viscosité maximale (en RVA) inférieure à celles des échantillons chauffés à 85 °C mais de significative différence en % de cristallinité. A faible hydratation, la température de chauffage n’avait pas d’influencer significative sur la taille des granules, mais un effet significatif sur les propriétés rhéologiques à la cuisson, le degré de cristallinité et le profil SAXS. Les échantillons chauffés à 65°C avaient une viscosité maximale supérieure , un degré de cristallinité plus élevé et des pics SAXS plus importants qu’après un chauffage à 85 °C. La teneur résiduelle en arôme n'a eu aucune influence significative sur la structure, mais semble affecter les propriétés rhéologiques à la cuisson. En ce qui concerne l'étude à la conservations, les échantillons ont été stockés à 58 et 75% d'humidité relative et étudiés par analyse SPME, par extraction d’arôme et par AED pour un suivide relaxation d’enthalpie après de 2, 4 et 14 semaines de stockage. Les échantillons avaient une plus grande libération de l'arôme à 75% HR et l’hexanoate d’éthyle montré une plus grande libération de 2-hexanone. Les échantillons ont montré une augmentation de relaxation d'enthalpie de lors d'un stockage. / The effect of hydrothermal treatments and flavours addition on starch structure and its physical properties were studied. Native wheat starch was treated at 2 different hydrations (water-starch ratios: 50/50 and 80/20 g w/w) and temperatures (65 and 85 °C) in the presence of flavours (ethyl hexanoate and 2-hexanone). The freshly prepared samples were subjected to DSC and flavour analysis. Flavour inclusion complex could not be detected by DSC, however the result of flavour analysis proved that there were flavours interactions with starch. Both ethyl hexanoate and 2-hexanone interacted with starch at similar rates. The highest flavour loss was found in the samples at high hydration and heated at 85 °C. The loss of flavour was mainly due to vaporisation during hydrothermal treatments. After hydrothermal treatments, the samples subjected to freeze-drying and they showed flavour stability upon freeze-drying. The freeze-dried samples were subjected to various studies: DSC (Tg), RVA, granule size, XRD, WAXS, SAXS and storage study. The hydrothermal treatments resulted in samples with different properties. At high hydration, temperature influenced granule size and pasting properties. The samples heated at 65 °C had significantly greater granule diameter, lower peak viscosity than samples heated at 85 °C and no significantly difference in % crystallinity. At low hydration, heating temperature had no significantly influence on granule diameter but significantly affected pasting properties, % crystallinity and SAXS profile. The samples heated at 65 °C had a greater peak viscosity, % crystallinity and greater peak on SAXS than after a treatment at 85 °C. The residual flavour contenthad no significant influence on structure but affected pasting properties. Regarding storage study, the samples were stored at 58 and 75 % RH and withdrawn for SPME, flavour residual extraction and DSC (enthalpy of relaxation) at 2, 4 and 14 weeks of storage. The samples had greater flavour release at 75% RH and ethyl hexanoate showed greater release than 2-hexanone. The samples showed increasing of enthalpy relaxation upon storage.