Ce travail de recherche s'inscrit dans une dynamique de valorisation des sous-produits industriels locaux dans l'industrie cimentière. Il porte essentiellement sur la possibilité d'utiliser la poudre de mâchefer de charbon produit par la SONICHAR au Niger pour élaborer des ciments composés. Après une caractérisation physico-chimique et environnementale de la poudre de mâchefer, nous avons déterminé sa réactivité pouzzolanique et son indice d'activité mécanique. Les résultats montrent que la poudre de mâchefer présente une pouzzolanicité dont la cinétique relativement lente ne démarre pas avant 14 jours. D'autre part, ce mâchefer peut être considéré comme une addition minérale du type Il selon la norme EN 206-1 avec un indice d'activité de 0,76. C'est pourquoi nous l'avons utilisé pour élaborer trois ciments composés de type CEM 11/A avec une classe de résistance de 42,5 lorsque le taux de substitution est de 10% et une classe de résistance de 32,5 lorsque Je taux de substitution est de 15% et 20%. Des mortiers normaux ont été élaborés à partir de ces ciments et caractérisés sur les plans physiques et mécaniques. La durabilité des mortiers a également été étudiée notamment du point de vue de la cinétique de carbonatation et de lixiviation en présence de nitrate d'ammonium. Il ressort en définitive que la poudre de mâchefer peut bien être incorporée comme addition dans l’élaboration de ciments composés. Les caractéristiques mécaniques à long terme (90 jours) et la durabilité des mortiers confectionnés à partir de ces ciments sont conservées lorsque le taux de substitution n'excède pas 10%. / This research is part of a process of valorization of local industrial by-products in the cement industry. lt focuses on the possibility f using coal bottom ash powder produced by SONICHAR in Niger as cement partial addition. After a physicochemical and environmental characterization of the coal bottom ash powder, we determined its pozzolanic reactivity and it mechanical activity index. The results show that the coal bottom ash powder presents a pozzolanicity whose relatively slow kinetics do ne start before 14 days. On the other hand, this coal bottom ash can be considered as a mineral addition of type 11 according to the standard EN 206-1 with an activity index of 0.76. This is why we used it to develop three CEM 11/A composite cements with a strength class of 42.5 when the substitution rate is 10% and a strength class of 32.5 when the rate of substitution is 15% and 20%. Normal mortars have been formulated with these cements and are characterized physically and mechanically. The durability of the mortars has also been studied, in particular from the point of view of the kinetics of carbonation and leaching in the presence of ammonium nitrate. Finally, it appears that the coal bottom ash powder may indeed be incorporated as an addition in the preparation of composite cements. The long-term mechanical characteristics (90 days) and the durability of the mortars made from these cements are preserved when the substitution rate does not exceed 10%.

Pour comprendre la gestion des déchets à Yaoundé, deux angles d’analyse ont été abordés. Il s’agit de la gestion linéaire basée sur les stratégies de collecte, de transport, de traitement, de mise en décharge des déchets et de la transition vers une économie circulaire. Le chevauchement des pouvoirs, les insuffisances organisationnelles, techniques et managériales à Yaoundé sont à l’origine d’inégalités environnementales et d’accès au service public de déchet. Ceci a engendré les risques et nuisances comme la prolifération des dépôts sauvages, les incinérations à ciel ouvert, les inondations et les pathologies liées aux déchets.Les limites de la gestion linéaire ont amené les pouvoirs publics à poser à partir de 1992 les bases d’un nouveau système basé sur le recyclage des déchets appelé aujourd’hui sous le vocable international économie circulaire. Celle-ci se développe sur le terrain à travers les filières formelles et informelles de récupération, de réparation, de réemploi/réutilisation, d’achat et de revente des déchets, de compostage et de recyclage. Cette stratégie gouvernementale, appuyée par les acteurs de la société civile et privés, se structure depuis 2010 par la création de nouvelles filières comme le projet de méthanisation à la décharge de Nkol Foulou, le recyclage des déchets d’équipements électriques et électroniques et l’adoption en 2012 d’un cadre juridique sur l’économie du déchet. L’activité de la réparation connait un dynamisme qu’il serait important de structurer. Mais la perception négative du déchet par les populations freine encore l’essor de ce domaine d’activités. D’où la nécessité de sensibiliser, d’informer et d’éduquer les yaoundéens afin d’améliorer la gestion des déchets. / In a bid to construe the issue of solid household waste management in Yaounde, two analytical frameworks were adopted. A linear management of waste based on strategies of collection, transportation, processing, dumping-ground for waste accumulation and a switch towards a circular economy. Since the overlapping of powers as well as the technical, management and organisational shortcomings stand originally as the root cause of environmental disparities, it hardly favours the public management of waste. This has entailed stakes and harm such as irregular dumping sites, open incineration, floods as well as waste related pathologies.Because of lapses in linear management, the authorities have decided to lay the foundations of a new system relying on the recycling of waste known internationally as “circular economy”. Circular economy is being developed in precise areas such as formal and informal recoveries, repair, reuse, buying and resale of waste, composting and recycling. Such a governmental strategy, supported by actors of the civil and private societies was concretised by the creation in 2010 of new sectors such as the project of methanisation in the dumping-ground of Nkol Foulou, the recycling of electrical and electronic equipment wastes. In addition, the adoption of a juridical framework of the waste economy followed in 2012. To sum up, it is evident that, as time goes by, the repairing activity is become so dynamic that there is a greater need to restructure it. However, people still have negative perception of waste that hinders the breakthrough of this area. Finally, it is compulsory to sensitize, inform and educate Yaounde city dwellers for the improvement of solid waste management in Cameroon.

Au cours de ce travail, le taux d’extractibles de cinq essences camerounaises a été évalué par la technique d’extraction accélérée ASE 200 et au Soxhlet. Le taux d’extractibles varie de 4,4 à 17,7%. Le screening des extraits a révélé la présence de polyphénols, de saponines, de flavonoïdes, de stérols et de terpènes. Les phénols totaux contenus dans les extraits ont été évalués par la méthode de Folin–Ciocalteu en utilisant l’acide gallique comme standard. La teneur varie de 16,5 à 165,83 mg éq acide gallique / g d’extrait. Le dosage des tannins condensés par la méthode colorimétrique a permis de montrer que ces derniers varient de 0,15 à 23,61 g cyanidin équivalents / 100 g de matière sèche. L’identification des composés contenus dans les extraits par GC-MS a permis d’identifier de l’homopterocarpine et de la pterocarpine dans les extraits de padouk. Les extraits de tali contiennent de la catéchine, l’acide gallique et du pyrogallole. L’acide gallique, le squalène et les triterpènes sont les composés majoritairement identifiés dans les extraits de movingui. La durabilité naturelle des bois a été évaluée par la norme européenne EN 350-1, 1994. Il ressort que les pertes de masse deviennent plus importantes lorsque les éprouvettes de bois ont été extraites. La perte de masse des éprouvettes non extraites varie de 0,1 à 59% (le hêtre a été pris comme référence). Les essais d’inhibition de croissances sur les champignons de pourriture ont montré qu’à des concentrations de 250 ppm, nos extraits étaient fongistatiques et qu’à des concentrations de 500 ppm certains extrait étaient fongicides (extrait de tali). L’évaluation des propriétés antioxydante et colorante des extraits pour envisager de potentielles applications industrielles a été effectuée. Le pouvoir antioxydant des extraits a été évalué par la méthode d’inhibition du linoléate de méthyle induite par l’azobisisobutyronitrile (AIBN). Les résultats obtenus sont satisfaisants car l’activité antioxydante varie de 10 à 86%. Le pouvoir anti-radicalaire des extraits a été évalué en utilisant le radical 2,2-diphényl-1-picrylhydrazyl (DPPH.). Les concentrations nécessaires pour consommer 50% du radical varie de 2,7 à 60,5 mg/L. La capacité des extraits aqueux et alcalins à teindre les fibres naturelles et artificielles a été évaluée. La mesure de la coloration prise par les fibres s’est faite à l’aide d’un colorimètre Datacolor D65°10. Les résultats montrent que ces extraits donnent une coloration jaune avec les extraits de movingui et une coloration rouge avec les extraits de padouk. L’utilisation des extraits pour inhiber la croissance bactérienne a montré que les extraits étaient bactériostatiques pour les concentrations testées / In this work, the accelerated technical ASE 200 and Soxhelet was used to evaluate the amount of extractives contained in five Cameroonian wood species. The amount of extractives ranged from 4.4 to 17.7% with respect to oven-dry matter. Phytochemical screening of the extractives revealed the presence of polyphenols, saponins, flavonoïds, sterols and terpenes. The total phenolic content of the extracts was measured by the Folin-Ciocalteu method using gallic acid as standard. The phenolic content ranged from 16.5 to 165.83 mg eq gallic acid/g of extract. The condensed tannins, evaluated by colorimetric method, ranged from 0.15 to 23.61 g cyanidin equivalents/100 g of dry matter. GC-MS identified the homopterocarpine and pterocarpin as major compound in extracts of padouk. Catechin, gallic acid and pyrogallole were the major compounds found in the extracts of tali. Extracts of movingui consisted mainly of diterpenes and several compounds not readily identifiable. Gallic acid, squalene and triterpenes were the predominant compounds identified in the extracts of movingui. The natural durability of wood was evaluated using the European Standard EN 350-1. Mass losses increased when the wood samples were extracted. Mass losses of non-extracted samples ranged from 0.1 to 59% (with beech taken as a reference). The effect of extractives on fungal growth showed that at 250 ppm concentrations, the extracts were fungistatic and that at 500 ppm concentrations, the extracts of tali were fungicidal.Valorization of the extractives in the food and the textile industries was attempted. In food, the antioxidant activity of the extracts by inhibition of methyl linoleate induced by AIBN was evaluated. The results obtained were satisfactory because all the extracts showed antioxidant activity which varied from 10 to 86%. Then the anti-radical capacity of our extracts was assessed by the DPPH method. The concentration necessary to consume 50% of DPPH varied from 2.7 to 60.5 mg/L. Aqueous and alkaline extracts were used to dye natural and artificial fibers. The coloration taken by the fibers was measured using a Datacolor D65°10 apparatus. These extracts gave a yellow color with extracts of movingui and a red color with extracts of padouk. The effect of extractives on bacteria growth showed that the extracts were bacteriostatic at the tests concentrations

La tendance au retour vers le naturel encourage les scientifiques à rechercher de nouvelles sources d'actifs biologiques, notamment de nouveaux conservateurs et antimicrobiens biodégradables, pour les substituer aux additifs synthétiques. Ce travail est le résultat de la combinaison de l'étude chimique et biologique des huiles essentielles issues de 15 espèces aromatiques camerounaises du genre Aframomum (Zingiberaceae), utilisées couramment comme épices mais également en médecine traditionnelle.Les extraits volatils obtenus par hydrodistillation des feuilles, graines, péricarpes et racines d'échantillons représentatifs de ces 15 espèces d'Aframomum récoltés au Cameroun dans diverses zones géographiques et à différentes périodes de récolte ont été analysés par chromatographie en phase gazeuse (GC/FID), chromatographie couplée à la spectrométrie de masse (GC/MS) ou chromatographie chirale pour préciser la distribution énantiomérique de certains composés caractéristiques (113 échantillons d'huiles essentielles analysés au total).Le potentiel antibactérien de 41 extraits volatils et de leurs composés majeurs, isolés à partir de ces huiles essentielles et caractérisés, a été testé sur deux bactéries : Escherichia coli (Gram-) et Micrococcus luteus (Gram +) par une technique de dilution en milieu liquide; les résultats montrent une plus grande efficacité des dérivés oxygénés tels que le linalol, le géraniol, le myrténol ou le (E)-nérolidol avec l'observation, dans certains cas, d'une potentialisation de ces effets, dans les huiles essentielles, probablement par effet de synergie avec d'autres composés présents dans le mélange.Globalement, les essences des graines sont les plus efficaces, notamment celles de: A. citratum, A. dalzielii, A. pruinosum, A. letestuianum et A. polyanthum, ce qui justifie l'intérêt de leur utilisation traditionnelle dans l'alimentation ou dans la confection des préparations médicinales et ouvre des perspectives d'applications comme conservateurs naturels en agroalimentaire et dans les industries cosmétiques ou pharmaceutiques. / The antimicrobial properties of plant volatile oils have been assessed and there appears to be a revival in the use of traditional approaches to protecting livestock and food in industrial countries. This work is the result of combined chemical and biological studies of essential oils obtained from 15 Cameroonian aromatic species of the genus Aframomum (Zingiberaceae), commonly used as spices or as ingredients in traditional medicine.The volatile extracts were obtained by hydrodistillation of leaves, seeds, pericarps and rhizomes of representative samples of these 15 Aframomum species collected in different geographical zones of Cameroon; their chemical analysis was performed by gas chromatography (GC/FID), by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/MS) and chiral chromatography to assess the enantiomeric distribution of some characteristic components (113 samples of essential oils were analyzed in the total).The antimicrobial activities of 41 volatile extracts and of their main components, after isolation and characterization, were tested against two bacteria: Escherichia coli (Gram-) and Micrococcus luteus (Gram +) by a broth dilution technique; the results show a higher efficiency of oxygenated compounds such as linalol, geraniol, myrtenol or (E)-nerolidol, with possible synergistic interactions between components in essential oils.Globally, the seed essential oils are the most efficient, in particular those extracted from: A. citratum, A. dalzielii, A. letestuianum, A. pruinosum and A. polyanthum, justifying their traditional use in food as well as in medicinal preparations or their potential application as natural preservatives in the cosmetic, food or pharmaceutical industries.

[EN] Sustainability is nowadays an investment for the future of any economic activity. The current situation of crisis has had an adverse impact in most industries, including the agri-food sector. However, this industry has been relatively the least affected when compared with other industrial sectors. This is mainly attributed to the fact that food products continue to be basic for consumers despite the economic downturn. Therefore, the agri-food sector is a key element in the European economy and can play a crucial role in the achievement of the objectives set in the EU's strategy for 2020: ensuring a sustainable framework of growth of a more competitive economy. The European agri-food industry has focused on energy efficiency and on reducing greenhouse gases emissions, along with better management of their resources as a way to improve its industrial competitiveness. In this sense, the search for solutions to transform the by-products generated in high value-added ingredients, is a priority. In this context, the juice industry, as fundamental sub-sector within the food sector, and large waste generator, must exploit the opportunity to transform their by-products into useful and profitable products for society. This transformation presents some difficulties which impede the profitability of the process. These difficulties are associated with the by-product, such as its compositional variability and its seasonality, and current techniques of transformation as the high energy cost in dehydration processes. This thesis represents an innovative and sustainable solution for overcoming the disadvantages associated with the high costs of stabilization, turning this by-products into high value-added ingredients, from both, nutritional and technological, points of view. The aim is to develop a microwave coupled with hot air drying technique allowing maximizing profits by using the following strategy: reducing time and operational costs, producing a new ingredient rich in dietary fiber, with interesting technological properties for the development of healthy foods, studying the proposed comprehensive process and analyzing the new generated by-products. The methodological approach of the thesis been focused, on the one hand, on studying phenomena that govern the internal transport of water and energy through the orange peel during its dehydration applying thermodynamics. On the other hand, the energy consumption of the drying process, the technological and sensory properties of the fiber obtained and its potential use as a fat substitute have been compared with the conventional hot air drying method. Finally, the integrated process, including both the combined drying technique and the pretreatments needed for colour and bitter compounds extraction, is proposed as a new route of valorization, in which the new by-products obtained, polyphenols and carotenoid rich extracts, are analysed. This study has analyzed the microwave coupled with hot air process, developing tools that allow the adequate upscaling of the drying operation by adapting it to the best standards of quality of the final product. A monitoring system that ensures these standards has been designed. The quality and the energy consumption of the dietary fiber production process has been improved. The properties associated with its inclusion in food matrices have been optimized. An innovative and sustainable process for the stabilization of industrial by-products and for their further conversion into dietary fiber and other bioactive compounds, applying microwave coupled with hot air drying, has been developed. / [ES] La sostenibilidad es una de las apuestas de futuro en cualquier actividad económica. La situación de crisis ha tenido un impacto adverso en la mayoría de las industrias, incluyendo las de ámbito agroalimentario. Sin embargo, ésta ha sido relativamente la menos afectada cuando se compara con otros sectores industriales. Esto se atribuye al hecho de que los productos alimenticios continúan siendo básicos para los consumidores a pesar de la desaceleración económica. Por lo tanto, esta industria es un pilar fundamental en la economía europea y puede jugar un papel crucial en la consecución de los objetivos marcados en la Estrategia de la UE para 2020: asegurar un marco sostenible de crecimiento de una economía más competitiva. La industria agroalimentaria europea ha apostado por la eficiencia energética y la reducción de emisiones de gases invernadero, junto con una mejor gestión de sus recursos como vía para la mejora de su competitividad industrial. La búsqueda de soluciones para transformar los subproductos generados en ingredientes de alto valor añadido, es una de las prioridades. En este contexto, la industria productora de zumos, como subsector fundamental dentro del sector alimentario, y gran generador de residuos, tiene la oportunidad de transformar sus subproductos en productos útiles y rentables para la sociedad. Esta transformación presenta algunas dificultades que impiden la rentabilidad del proceso. Estas dificultades están asociadas al subproducto, como su variabilidad composicional o su estacionalidad, y a las técnicas actuales de transformación como el elevado coste energético en procesos de deshidratación. Esta tesis se plantea como una solución innovadora y sostenible para, más allá de superar los inconvenientes asociados a los altos costes de estabilización, transformar este subproducto en un ingrediente de alto valor añadido, tanto nutricional como tecnológico. Para ello se propone desarrollar una técnica de secado combinado por aire caliente y microondas que permita maximizar beneficios mediante la siguiente estrategia: reducir el tiempo y el coste energético de la operación, produciendo un nuevo ingrediente rico en fibra dietética con propiedades tecnológicas de interés para el desarrollo de alimentos más saludables, estudiando el proceso integral propuesto y analizando los nuevos subproductos generados. El enfoque metodológico de la tesis ha estado dirigido, por una parte, a estudiar los fenómenos que gobiernan el transporte interno de agua y energía a través de la piel de naranja durante su deshidratación, aplicando termodinámica. Por otra parte, el consumo energético del proceso de secado, las propiedades tecnológicas y sensoriales de la fibra obtenida y su potencial uso como ingrediente sustituto de grasa, se han comparado con el método de secado convencional por aire caliente. Finalmente, el proceso integrado, incluyendo tanto el secado combinado como las etapas previas de extracción de color y compuestos amargos, se propone como una nueva ruta de valorización, en la que se analizan posibles subproductos de interés tales como extractos ricos en polifenoles y carotenoides. En este estudio se ha analizado el proceso combinado de secado con aire caliente y microondas, desarrollando herramientas que permiten dimensionar adecuadamente la operación de secado adaptándola a los estándares óptimos de calidad del producto final. Se ha diseñado un sistema de monitorización que asegure dichos estándares. Se ha mejorado el proceso de obtención de fibra alimentaria respecto a su calidad y a su gasto energético. Se han optimizado las propiedades asociadas a su inclusión en matrices alimentarias. Se ha desarrollado un proceso innovador y sostenible para la estabilización de subproductos vegetales de origen industrial y para su posterior conversión en fibra dietética y otros compuestos bioactivos, aplicando la tecnología de secado por aire caliente y / [CAT] La sostenibilitat és una de les apostes de futur en qualsevol activitat econòmica. L'actual situació de crisi ha tingut un impacte advers en la majoria de les indústries, incloent les d'àmbit agroalimentari. No obstant això, la indústria agroalimentària ha sigut relativament la menys afectada quan es compara amb altres sectors industrials. Açò s'atribuïx principalment al fet de que els productes alimentaris continuen sent bàsics per als consumidors a pesar de la desacceleració econòmica. Per tant, esta indústria és un pilar fonamental en l'economia europea i pot jugar un paper crucial en la consecució dels objectius marcats en l'Estratègia de la UE per a 2020: assegurar un marc sostenible de creixement d'una economia més competitiva. La indústria agroalimentària europea ha apostat per l'eficiència energètica i la reducció d'emissions de gasos d'efecte hivernacle, junt amb una millor gestió dels seus recursos com a via per a la millora del seu vaig competirtu En este sentit, la busca de solucions per a transformar els subproductes generats en ingredients d'alt valor afegit, és una de les prioritats. En este context, la indústria productora de sucs, com subsector fonamental dins del sector alimentari, i gran generador de residus, té el deure i l'oportunitat de transformar els seus subproductes en productes útils i rendibles per a la societat. Esta transformació presenta algunes dificultats que impedixen la rendibilitat del procés. Estes dificultats estan associades al subproducte, com la seua variabilitat composicional o la seua estacionalitat, i a les tècniques actuals de transformació com l'elevat cost energètic en processos de deshidratació. Esta tesi es planteja com una solució innovadora i sostenible per a, més enllà de superar els inconvenients associats als alts costos d'estabilització, transformar este subproducte en un ingredient d'alt valor afegit, tant nutricional com tecnològic. Per a això es proposa desenvolupar una tècnica de'assecat combinat per aire calent i microones que permeta maximitzar beneficis per mitjà de l'estratègia següent: reduir el temps i el cost energètic de l'operació, produint un nou ingredient ric en fibra dietètica amb propietats tecnològiques d'interés per al desenvolupament d'aliments més saludables, estudiant el procés integral proposat i analitzant els nous subproductes generats. L'enfocament metodològic de la tesi ha estat dirigit, d'una banda, a estudiar els fenòmens que governen el transport intern d'aigua i energia a través de la pell de taronja durant la seua deshidratació, aplicant termodinàmica. D'altra banda, el consum energètic del procés de d'assecat, les propietats tecnològiques i sensorials de la fibra obtinguda i el seu potencial ús com a ingredient substitut de greix, s'han comparat amb el mètode d'assecat convencional per aire calent. Finalment, el procés integrat, incloent tant l'assecat combinat com les etapes prèvies d'extracció de color i compostos amargs, es proposa com una nova ruta de valoració, en la que s'analitzen possibles subproductes d'interés com ara extractes rics en polifenoles i carotenoides. En este estudi s'ha analitzat el procés combinat d'assecat amb aire calent i microones, desenvolupant ferramentes que permeten dimensionar adequadament l'operació d'assecat adaptant-la als estàndards òptims de qualitat del producte final. S'ha dissenyat un sistema de monitorització que assegure els dits estàndards. S'ha millorat el procés d'obtenció de fibra alimentaria respecte a la seua qualitat i al seu consum energètic. S'han optimitzat les propietats associades a la seua inclusió en matrius alimentàries. S'ha desenvolupat un procés innovador i sostenible per a l'estabilització de subproductes vegetals d'origen industrial i per a la seua posterior conversió en fibra dietètica i altres compostos bioactius, aplicant la tecnologia d'assecat por aire calent i microones. / Talens Vila, C. (2015). DESARROLLO DE TÉCNICAS COMBINADAS DE SECADO CON AIRE CALIENTE Y MICROONDAS EN LA PRODUCCIÓN DE FIBRA ALIMENTARIA A PARTIR DE SUBPRODUCTOS CÍTRICOS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54114 / TESIS

This diploma thesis deals with the use of various types of bran as a by-product in the milling of cereals. Mills create a huge amount of this material per year. The most common way of processing bran is mostly incineration and to a lesser extent it is used as feed for livestock. Depending on the type of cereal, bran contains 10-20% of protein, which disappears from the food chain due to combustion. Within the framework of sustainability and valorisation of waste, which has recently been largely discussed, great emphasis is placed on waste minimization whether in the field of its production or further processing. Due to the relatively high protein content, bran appears to be a suitable starting material to produce protein supplements. Proteins can be extracted from bran based on their different solubility at different pH. In the alkaline method, the proteins are first dissolved in an alkaline pH and then precipitated in an acidic medium. Lyophilization is followed by characterization of the extract in terms of yield, protein content, moisture, amino acid profile and digestibility. The highest yield was obtained with the oat bran isolate (13,5 ± 0,6 g of isolate per 100 g of bran). In terms of protein content, the best protein isolate was also obtained from oat bran (95,2 ± 0,4% protein in the isolate). Another determination was the analysis of the amino acid profile, in which a high content of arginine was found in all analyzed protein isolates from bran. Determination of digestibility showed very good digestibility of all produced protein extracts from bran.

Le glycérol, principal coproduit de l’industrie du biodiesel (10% massique), représente un solvant et un réactif d’un grand intérêt pour la chimie verte. La déshydratation du glycérol en acroléine est une voie intéressante pour sa valorisation. En effet, cet aldéhyde constitue une molécule plate-forme pour de nombreuses applications. En revanche, il s’agit d’un produit instable, toxique et inflammable, ce qui rend sa manipulation et sa manutention particulièrement dangereuses. Cette difficulté peut être surmontée par une transformation in-situ de l’acroléine formée par déshydratation du glycérol, telle que la réaction de Skraup pour la synthèse de la quinoléine à partir du glycérol et de l’aniline. Le noyau quinoléique se trouve dans des alcaloïdes de plantes médicinales et constitue un composant structurel essentiel de nombreux produits pharmaceutiques. Vu l’intérêt de ces molécules, la réaction de Skraup pour la synthèse des quinoléines s’avère un choix intéressant. Cependant, cette réaction a souvent lieu dans des conditions dures, notamment en utilisant l’acide sulfurique comme solvant, en présence d’un agent oxydant souvent toxique, à hautes températures (T>150°C) pendant plusieurs heures.D’autre part, le chauffage par micro-ondes représente une technologie intéressante capable d’offrir un chauffage volumique efficace du milieu réactionnel, et de réduire les dépenses énergétiques du processus dues aux pertes thermiques et au temps de réaction relativement long. Cette technologie alternative, couplée à l’axe de valorisation du glycérol, représente une voie intéressante de développement pour la chimie verte, et pour l’intensification de procédés plus surs et durables. Dans ce contexte, Le travail présenté dans ce mémoire s’intéresse à la synthèse de quinoléines via la réaction de Skraup en utilisant une technologie alternative de chauffage : les micro-ondes. Une procédure expérimentale plus «verte» est mise au point. A l’échelle du laboratoire, un processus expérimental de synthèse des quinoléines via la réaction de Skraup a été mis au point. A partir de cette étude, l’intensification du procédé à l’échelle pilote a été réalisée. Un réacteur micro-ondes fonctionnant en batch et en continu a été conçu et installé. Le pilote développé permet d’étudier la réaction de Skraup dans les conditions de température et de pression nécessaires. / Glycerol, the main byproduct of the biodiesel industry (10% w/w), is a solvent and a reagent of great interest for green chemistry. Glycerol dehydration to acrolein is an interesting way for its valorization. Indeed, this aldehyde is a platform molecule for many applications. However, it is an unstable, flammable and toxic product, which makes its handling and storage particularly dangerous. This difficulty can be overcome by in-situ conversion of acrolein resulting from glycerol dehydration, such as Skraup reaction for quinoline synthesis starting from glycerol and aniline. Quinoline moiety is found in alkaloids medicinal plants and is an essential structural component of many pharmaceuticals. Since the importance of these molecules, Skraup reaction for the synthesis of quinolines is an interesting choice. However, this reaction requires often harsh conditions, by using sulfuric acid as solvent, in the presence of a toxic oxidizing agent, at high temperatures (T > 150 °C) for several hours.Moreover, microwave irradiation is an interesting technology for chemistry since it can heat homogeneously and quickly a reaction mixture, which can reduce process energy costs resulting from thermal losses and relatively long reaction time. This alternative technology, coupled with glycerol valorization axis, is an interesting development way for green chemistry, and for intensification of safer sustainable processes. In this context, this thesis focuses on the quinolines synthesis via Skraup reaction using an alternative heating technology: microwaves. A greener experimental procedure was developed. At laboratory scale, a greener experimental procedure for quinolines synthesis via Skraup reaction was proposed. On the basis of this investigation, the intensification of a microwave pilot scale apparatus was studied. A microwave reactor operating in batch and continuous conditions was designed and installed. The developed device allowed us to perform the Skraup reaction in the required temperature and pressure conditions.

Cette thèse explore la possibilité d'utiliser des déchets solides carbonatés issus du procédé Solvay de fabrication de carbonate de sodium (Na2CO3) comme réactifs pour le traitement de l'H2S à des concentrations trouvées typiquement dans des stations d'épuration des eaux usées. Dans un premier temps, la réactivité de deux résidus issus du procédé Solvay ont été évalués en termes d'efficacité d'abattement d'H2S dans un réacteur gaz-liquide-solide à l'échelle laboratoire (250 ml). Ce réacteur fonctionne en mode semi-continu (passage continu du gaz à travers un volume fixe de suspension). L'influence des paramètres opératoires comme la teneur en solide de la suspension, la concentration en H2S, la vitesse d'agitation et le volume de suspension a été examinée. Les processus cinétiques et physico-chimiques mis en jeu ont été identifiés et expliqués malgré le milieu réactionnel complexe. Dans un deuxième temps, l'étude du traitement d'H2S a été réalisée à l'échelle pilote sur un site industriel de Solvay en utilisant une colonne à bulles avec passettes (170 L) qui fonctionne également en mode semi-continu. Les résultats de l'étude paramétrique à l'échelle laboratoire ont été confirmés à l'échelle pilote. Finalement, la colonne a été évaluée avec un effluent gazeux réel issu d'une station d'épuration d'eaux usées à Graulhet (81) qui contient jusqu'à 200 ppmv d'H2S. En présence d'autres gaz comme le méthane (0,4 % vol.), le dioxyde de carbone (2,5 % vol.), le système s'est révélé efficace pour l'abattement sélectif d'H2S. Un abattement quasi-total (100 %) a pu être maintenu pendant au moins deux semaines avec un batch de la suspension à base de résidu. Cette étude démontre la compétitivité du procédé en termes d'efficacité et de coût pour le traitement d'H2S dans des conditions ambiantes. Les résultats obtenus démontrent également la possibilité de transposition du procédé à l'échelle industrielle. / The purpose of this study to valorize solid wastes from the Solvay process for the production of sodium carbonate as reagents for the treatment of H2S in air at concentrations typically found in wastewater treatment plants (tens to hundreds of ppmv of H2S). Firstly, the reactivity of two residues was evaluated in a gas-liquid-solid reactor at laboratory scale (250 ml). This reactor operates semi-continuously (continuous passage of gas through a fixed volume of slurry). The influence of operating parameters including the solid content of the suspension, the concentration of H2S, the stirring speed and the volume of suspension was discussed. The kinetics, physicochemical processes as well as mechanism involved have been identified despite the complex reaction medium. Secondly, the H2S treatment was investigated at pilot scale using a bubble column with trays (170 L) which also operates in semi-continuous mode. The results of the parametric study obtained at laboratory scale were checked at pilot scale. Finally, the column was evaluated with a real gaseous effluent from a wastewater plant in Graulhet (Tarn, France) which contains up to 200 ppmv of H2S. In the presence of other gases as methane (0.4% vol.) and carbon dioxide (2.5% vol.), the system has proven to be effective for the selective elimination of H2S. A near total abatement (100%) was maintained for at least two weeks with only one batch of suspension. Stable and non-volatile sulfur compounds (sulfates, sulfites, thiosulfates) were formed as products of the process. This study demonstrates the competitiveness of the process in terms of cost-effectiveness for the treatment of H2S in ambient conditions. The results obtained also demonstrate the possibility of scaling-up the method to an industrial scale.

L’extraction par fluide supercritique en particulier à l’aide du dioxyde carbone, présente plusieurs avantages par rapport aux procédés d’extraction classiques tels que le gain du temps, la sélectivité et l'absence de dégradation des substances extraites. Dans ce contexte, l’extraction des fleurs de Myrte et de Pisticia a été étudiée en déterminant leurs conditions optimales pour avoir un bon rendement. Cette étude a montré pour les deux plantes un rendement élevé en travaillant à des pressions importantes à l'ordre de 200 bars, à une basse température de 40°C et pour des particules de petites tailles de l’ordre de 220 µm. L'extrait de Myrte a montré une activité antioxydante meilleure que celle de l’huile essentielle de la même plante avec un IC50 de l‘ordre de 30 µg/ml. L'optimisation du pouvoir antioxydant des extraits de Pistacia par CO2 supercritique a montré un comportement différent de celui du rendement et pour des faibles pressions d’extraction (80 bars), l'activité antioxydante est meilleure. A 84 bars, l'étude a montré la possibilité d'obtenir un extrait présentant un rapport qualité prix meilleur pour des installations supercritiques industrielle de grandes tailles. Afin de valoriser nos recherches et de les concrétiser, l’ajout des extraits et des huiles essentielles a des produits agroalimentaires a enrichi et a donné une valeur ajoutée qui peut représenter ure innovation dans le domaine agroalimentaire. Finalement, les résultats expérimentaux de l’extraction par CO2 supercritique d'extrait de Pistacia, ont été modélisés par le biais du modèle de Sovova (1994) et les résultats numériques de simulation obtenus sont en accord avec les travaux expérimentaux réalisés. / The supercritical fluid extraction, using carbon dioxide, has several advantages over conventional methods of extraction such as the gain of time, selectivity and absence of extracted substances degradation. In this context, the extraction of myrtle flowers and Pistacia were studied by determining their optimal conditions for a good performance. This study showed for both plants high efficiency when working at high pressures in the order of 200 bars, at a low temperature of 40 ° C and for small particle sizes of the order of 220μm. The myrtle extract showed a better antioxidant activity than the essential oil of the same plant with an IC50 of about 30 μg / ml. The optimization of antioxidant extracts from Pistacia supercritical using CO2 showed different results from those for performance and we have good antioxidant activity for pressures of about 80 bars. At 84 bars, the study showed that we can have an extract with a better price-quality ratio for industrial supercritical installations of large sizes. The addition of extracts and essential oils to food products was enriching and has given an added value which can represent an innovation in the food industry. Finally, the experimental results for the extraction with supercritical CO2 of Pistacia extract were modeled through Sovova model (1994) for its reliability and the obtained numerical results agree with previous studies in the literature.

La criticité du réchauffement climatique incite à chercher des solutions pour réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO₂). Le développement de catalyseurs qui peuvent aider à capturer, activer, réduire et valoriser le CO₂ est au cœur de ce défi. Cette thèse a répondu à cet appel en développant des mimétismes moléculaires inspirés de la Nature, dans le cadre plus large de la photosynthèse artificielle. Au début il s'agissait de suivre le parcours d'un photon de lumière visible et de déterminer comment il peut réduire la molécule de CO₂. Ensuite afin de réaliser des catalyseurs plus efficaces, de nouvelles molécules ont été synthétisées en s’inspirant de l’enzyme CO déshydrogénase (CODH) qui présente des performances exceptionnelles pour la réduction du CO₂. Enfin, une autre propriété du CODH a conduit à une validation de principe pour la valorisation immédiate du CO photo-produit dans la synthèse des liaisons amides marqués, une caractéristique courante des médicaments. / The criticality of global warming urges for the advancement of science to reduce carbon dioxide (CO₂) emissions in the atmosphere. At the heart of this challenge is the development of sustainable catalysts that can help capture, activate, reduce, and eventually valorize CO₂. This PhD work tried to respond to this call by developing molecular mimics inspired by natural systems in the larger scheme of artificial photosynthesis. Firstly, it involved tracking the journey of a photon of visible light and how it is transformed to a reducing power able to reduce CO₂. Secondly, in search for more efficient and stable catalysts, new mimics were synthesized inspired by the exceptional performance of CO dehydrogenase enzymes (CODH) in reducing CO₂. Lastly, further understanding of CODH also led to a proof-of-concept that directly valorizes the photo-produced CO for the synthesis of isotopically-labelled amide bonds, a common motif in pharmaceutically-relevant drugs.