La production de canneberges au Québec est l’une des plus importantes au monde. L’avancée de la production de canneberges au Québec est due, en partie, à une gestion optimisée des conditions d’irrigation et de drainage. Toutefois, il a été estimé que 75% des champs de canneberges du Centre-du-Québec ont des problèmes de drainage. Les problèmes de conception du système de drainage entraînent des réductions de 25% de rendement des canneberges tandis que le problème de colmatage des drains induit une réduction de 39%. De ce constat, le présent a pour objectif de prédire le degré de colmatage des drains à partir des hauteurs de la nappe à la mi-écartement, au-dessus du drain ainsi que du temps de rabattement de la nappe. Pour se faire, des modèles de prédiction par apprentissage supervisé et par régression linéaire multiple sont utilisés. Les expériences de drainage ont été menées en laboratoire à l’aide d’un simulateur de drainage afin de modéliser de façon analogique le degré de colmatage du drain. Les données expérimentales collectées à la fin de chaque expérience ont permis, entre autres, de générer les variables d’entrée des modèles prédictifs. Les résultats montrent qu’une augmentation du degré de colmatage du drain entraîne : (i) des augmentations du temps de rabattement de la nappe et de la résistance à l’entrée du drain, (ii) une diminution de la conductivité hydraulique équivalente du système de drainage et (iii) l’accumulation d’eau au voisinage du drain. Le modèle prédictif d’apprentissage supervisé ajusté explique 98,9% de la variation du degré de colmatage tandis que la régression n’explique que 58,9% de cette variation. Avec l’introduction de la conductivité hydraulique équivalente du système de drainage dans le modèle, la qualité de l’ajustement du modèle d’apprentissage supervisé passe de 98,9 à 99,8% et celle de régression linéaire multiple passe de 58,9 à 83,8%. / Quebec is one of the largest cranberry producer in the world. The substantial yields in cranberry production in Quebec is due in part to optimized management of irrigation and drainage conditions. However, it has been estimated that 75% of the cranberry fields in Central Quebec have drainage problems. Drainage system design problems result in 25% reduction in cranberry yields drain clogging issues are responsible for a 39% reduction. The present project proposes to predict the degree of clogging based on water table heights at the mid-spacing and above the drain in addition to the water table drawdown time. To do this, predictive models using supervised learning and multiple linear regressions are used. The drainage experiments were conducted in the laboratory using a drainage simulator to analogically reproduce the degree of drain clogging. The experimental data collected at the end of each experiment served, among other things, to generate the input variables of the predictive models. The results show that an increase in the degree of clogging leads: (i) to an increase in water table drawdown time and the drain entrance resistance, (ii) a decrease in the equivalent hydraulic conductivity of the drainage system and (iii) the accumulation of water in the vicinity of the drain. The adjusted supervised learning predictive model explains 98.9% of the variation of the clogging degree, while the regression model explains only 58.9%. With the introduction of the equivalent hydraulic conductivity of the drainage system, the quality of the supervised learning model goes from 98.9 to 99.8% and that of multiple linear regressions from 58.9 to 83.8%.

Les rendements en production de canneberge ont augmenté de près de 20% durant la dernière décennie au Québec. Les nouvelles méthodes d’irrigation ont fortement contribué à cette croissance favorisant le développement des plants de canneberge dans un sol faiblement aéré. Cette étude visait à déterminer un seuil de potentiel matriciel (φm) pour lequel l’aération du sol devient insuffisante et affecte l’activité de la plante et les rendements. Un second objectif visait à déterminer un intervalle de valeurs de porosité d’air (θa) optimales pour les plants. Pour ce faire, six traitements ont été appliqués aléatoirement et répétés quatre fois sur 24 unités expérimentales. Les résultats indiquent qu’un φm supérieur au seuil de -2,2 à -3 kPa diminue significativement l’activité de la plante, conséquence d’une aération insuffisante du sol et ce, après une semaine seulement. Étonnement, ceci met en lumière la grande sensibilité de la canneberge face à un apport d’eau excessif.

De nouvelles recommandations dans la production de canneberges suggèrent l'utilisation de l'irrigation souterraine, une méthode susceptible d’augmenter l’accumulation de sels dans le sol. Par ailleurs, le prélèvement d’eaux souterraines saumâtres dans des nappes résiduelles de la mer Champlain sous les dépôts d’argile dans la vallée du St-Laurent ou résultant du rehaussement des niveaux marins dans les zones côtières dû aux changements climatiques pourrait affecter la productivité des canneberges cultivées dans l’Est du Canada. Puisque très peu de données concernant la tolérance de la canneberge à la salinité sont disponibles, cette étude a été menée afin de déterminer si ces nouvelles recommandations pourraient éventuellement affecter le rendement de la plante. Dans une serre, des plants de canneberge ont été soumis à huit traitements obtenus à partir de deux méthodes d'irrigation (aspersion et irrigation souterraine) et quatre niveaux de salinité créés par des quantités croissantes de K2SO4 (125, 2 500, 5 000 et 7 500 kg K2O ha-1). L’irrigation souterraine a entraîné des conditions édaphiques plus sèches. Cependant, aucune différence significative de la conductivité électrique de la solution du sol (CEss) n’a été observée entre les deux types d'irrigation. Pourtant, les taux de photosynthèse et la nouaison étaient significativement plus faibles chez les plantes sous traitement d’irrigation souterraine. Les paramètres de croissance ont diminué de façon linéaire avec l’augmentation de la salinité alors que les paramètres de rendement ont connu une diminution quadratique avec l’élévation de la CEss. Une CEss moyenne de 3,2 dS m-1 pendant la floraison a provoqué une chute de 22% du taux relatif de photosynthèse et une diminution de 56% du rendement par rapport au témoin. Le suivi de la conductivité électrique du sol lors de l’implantation d’une régie d’irrigation souterraine de déficit en production de canneberges serait donc recommandable afin d’éviter le stress salin. / New recommendations in cranberry production suggest the use of sub-irrigation, an irrigation method suspected to increase the risk of salt buildup. On the other hand, the pumping of brackish waters in the residual Champlain sea waters below the clay deposits of the St-Lawrence valley or resulting from upraising of sea levels in coastal areas due to climate change could affect the productivity cranberry crops in Eastern Canada. Because very little is known about cranberry’s tolerance to salinity, this study was conducted to determine which salinity level would affect plant yield in two different irrigation strategies. Cranberry plants were grown in a greenhouse and submitted to eight different treatments obtained from two irrigation methods (overhead and sub-irrigation) and four salinity levels created by increasing amounts of K2SO4 (125, 2 500, 5 000 and 7 500 kg K2O ha-1), at the salinity levels ranging from fresh to brackish waters. Sub-irrigation resulted in drier soil conditions. However, no significant difference in soil solution electrical conductivity (ECss) was observed between the two types of irrigation. Still, photosynthetic rates and fruit set were significantly lower in sub-irrigated plants. This suggests that the difference in soil water contents influenced plant growth and development. Growth and yield parameters decreased significantly with soil salinity and an average ECss of 3.2 dS m-1 (slightly brackish) during flowering caused a 22% drop in relative photosynthetic rate and a 56% decrease in yield when compared to the control. It would therefore be recommended to evaluate in situ soil electrical conductivity when fields are submitted to deficit sub-irrigation in order to secure maximum yield and the sustainable and efficient use of water resources.

L’application de 1 à 5 cm de sable est une pratique des plus communes dans la production de canneberge (Vaccinium macrocarpon). Cette opération est effectuée à un intervalle de 2 à 5 ans afin d'ancrer les stolons et stimuler leur enracinement. Les essais aux champs ont permis de mettre en évidence que dans la majorité des cas l’application de sable n’a pas d’impact direct sur la gestion des plantes nuisibles vivaces; ce fut particulièrement le cas dans les champs ayant plus de 60% de recouvrement de canneberges avant l’application du sable (%CAN). D’un autre côté, l’application de 1,9 cm de sable a permis la répression d’annuelles (Digitaria sanguinalis, Hypericum mutilum) et d’une vivace de courte durée (Agrostis scabra), après une première application pour un site avec moins de 25% CAN et lors de la deuxième saison pour un site avec moins de 60% CAN.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / La canneberge à gros fruits (Vaccinium macrocarpon) est un arbuste vivace cultivé principalement au Canada et aux États-Unis. Au cours des dernières années, le Québec est devenu un important producteur de canneberge ce qui en fait le plus grand producteur au Canada et le plus grand producteur de canneberge biologique au monde. Avec cette augmentation de la production, la pourriture des fruits de la canneberge (PFC), une maladie causée par 12 espèces de champignons, est devenue l'un des principaux facteurs affectant le rendement. Tirant partie de la technique moléculaire pour identifier l'agent pathogène en cause, cette étude s'est fixée pour objectif d'évaluer l'évolution temporelle de la PFC en déterminant et en comparant l'abondance des espèces fongiques sur deux années de production, 2018 et 2020, à partir de trois fermes (biologique, transition - sans fongicides depuis 2015, conventionnelle - trois applications de fongicides par année) réparties dans trois régions distinctes du Québec (respectivement, Saguenay - Lac - St - Jean, Lanaudière, Centre du Québec). Comme prévu, des variations significatives de la diversité fongique et de l'abondance relative ont été observées entre les années et les fermes. Cependant, les champignons prédominants au Québec sont demeurés les mêmes au fil des sites et des périodes d'échantillonnage, à l'exception d'une diminution de Colletotrichum fructivorum couplée à une augmentation de Strasseria geniculata entre 2018 et 2020. De plus, Monilinia oxycocci a été retrouvé presque exclusivement dans la ferme biologique, les deux années à l'étude, ce qui indique que les fongicides peuvent réprimer cet agent pathogène efficacement avec un effet durable. De plus, la plus grande diversité de champignons identifiés dans la ferme biologique confirme que les applications de fongicides ont réduit l'incidence de la PFC et la composition fongique. Bien que la température et les précipitations soient connues pour influencer le développement des maladies fongiques des plantes, les connaissances sur l'impact des facteurs environnementaux sur la dynamique spatio-temporelle des PFC sont limitées. Sur la base des données climatiques obtenues d'Environnement et Changement climatique Canada pour les trois fermes enquêtées, les effets des facteurs climatiques sur les variations observées de l'abondance des espèces ont été évalués en utilisant la modèle d'amplification du gradient d'apprentissage automatique, qui est un algorithme d'apprentissage automatique supervisé robuste. Étonnamment, la température et les précipitations n'étaient pas les facteurs les plus importants influençant l'incidence des champignons pathogènes causant la PFC au Québec. Les analyses ont révélé l'impact inattendu de pression de l'air sur la présence des espèces tout en corroborant celui des applications de fongicides. L'étude de l'effet des facteurs climatiques sur l'incidence de la PFC a abouti aux premiers résultats sur l'impact de leur évolution dans l'espace et dans le temps. En raison de leur influence sur les espèces de la PFC, le présent travail confirme qu'une estimation plus poussée de leur importance pourrait mener à une meilleure gestion de cette maladie. / Large cranberry (Vaccinium macrocarpon) is a perennial shrub grown mainly in Canada and the United States. In recent years, Québec has become a major producer of cranberry making it the largest in Canada and the largest of organic cranberry in the world. With this increase in production, cranberry fruit rot (CFR), a disease caused by 12 fungal species, has become one of the major factors affecting yield. Taking advantage of molecular techniques to identify the pathogens involved, this study set for objective to assess the temporal evolution of CFR by determining and comparing the abundance of CFR fungal species in two years, 2018 and 2020, from three cranberry farms (organic, transitional - without fungicides since 2015, conventional - three fungicide application per year), located in three distinctive regions of Quebec. As expected, significant variations in both fungal diversity and species relative abundance (SRA) were observed between years and farms. However, the predominant CFR fungi in Québec remained the same over the sampling sites and periods, with the exception of a decrease of Colletotrichum fructivorum coupled with an increase of Strasseria geniculata between 2018 and 2020. In addition, Monilinia oxycocci was almost exclusively found in the organic farm for the two years under study, indicating that fungicides can control this pathogen efficiently with a lasting effect. In addition, the higher diversity of fungi identified in the organic farm confirms that fungicide applications lowered CFR incidence and fungal composition. Although temperature and precipitations are known to influence the development of fungal plant diseases, there is limited knowledge of the impact of environmental factors on the spatio-temporal dynamics of CFR. Based on climatic data obtained from Environment and Climate Change Canada for the three surveyed farms, the effects of climatic factors on the observed variations in species abundance were evaluated by using the extreme gradient boost method, which is a robust supervised machine learning algorithm. Surprisingly, temperature and precipitations were not the most important factors influencing the incidence of CFR fungal pathogens in Québec. Analyses revealed the unexpected impact of air pressure on the presence of CFR species while corroborating that of fungicide applications. Investigating the effect of climatic factors on the incidence of the CFR resulted in the first outcomes on the impact of their evolution over space and time. Because of their influence on CFR species, the present work confirms that further estimation of their importance could result in better management of this disease.

Cette recherche a pour objectif principal d'estimer les paramètres de Van Genuchten en utilisant une grille manuelle ainsi que la méthode inverse d'HYDRUS-1D et de PEST. Elle vise à gérer l’irrigation dans un champ de canneberges. L’optimisation des paramètres hydrauliques dépend des variables d’entrées, des données initiales et des limites imposées par Mayer (1999). Toutefois, l’existence du phénomène d’hystérèse dans un sol sableux de texture grossière, la distribution racinaire linéaire ou uniforme et le choix de l’optimisateur numérique peuvent influencer la qualité de l’optimisation des paramètres hydrauliques ainsi que la calibration du modèle. L’efficacité numérique du modèle a été évaluée à partir de critères statistiques. Le modèle calibré par HYDRUS-1D, à partir des données du potentiel matriciel obtenues sur le terrain, a fourni des analyses numériques plus précises. / This study’s main objective is to estimate Van Genuchten's parameters by using a manual grid as well as the inverse method of HYDRUS-1D and PEST. It aims to determine irrigation requirements in a cranberry field. Hydraulic parameter optimization depends on input variables, initial data and imposed constraints such as mentioned by Mayer (1999). However, hysteresis in coarse texture soil, linear or uniform root distribution and simulation numerical code selection may influence hydraulic parameter optimization quality and the model calibration program responsible for the simulation. Model digital efficiency has been evaluated based on statistical criteria. The calibrated model by HYDRUS-1D taken from pressure head field data provides more accurate digital analyses.

L’objectif principal de ce projet est de valoriser les résidus de canneberge dans le but d’en produire un jus secondaire riche en antioxydants. Pour cela, la matière sèche soluble extraite, riche en polyphénols et sucres, a été concentrée par cryoconcentration à une température de congélation de -20 ± 2 °C. Le premier objectif spécifique de cette étude consistait à déterminer le temps de congélation et de décongélation de solutions modèles de sucres qui sont naturellement présents dans la canneberge comme le sucrose, glucose, fructose et de leur mélange au ratio semblable à celui du jus de canneberge. Quant au deuxième objectif spécifique, il consistait à extraire la matière sèche soluble des résidus de canneberge et de la concentrer par cryoconcentration, puis d’en quantifier la teneur en polyphénols totaux et leur répartition dans les différentes phases lors du processus de décongélation de trois fractions dont chacune représente le tiers du volume initial de la solution. La cryoconcentration en cascade a été utilisée et trois fractions ont été récoltées. Pour les solutions modèles, le degré °Brix initial était fixé à 2,5, 5, 7,5 et 10 °Bx. Dans le cas des résidus de canneberge, des concentrations de 2,5 et 10 % des résidus de canneberge broyés et non broyés ont été utilisés. Les résultats obtenus ont montré que le temps de congélation du mélange des sucres simples (glucose + fructose) et du sucrose seul est plus court que celui des solutions individuelles de fructose et du glucose. Le degré Brix (°Brix) des solutions a été doublé dans la première fraction décongelée. Concernant le deuxième objectif spécifique de ce projet, deux volets ont été considérés : le volet 1 dont les résidus de canneberge n’ont pas été broyés et le volet 2 dont les résidus de canneberge ont été broyés. Les résultats relatifs au volet 1 ont montré que la concentration de la première fraction en polyphénols totaux est passée de 0,183 mg/ml à 0,238 mg/ml pour la solution initiale d’une concentration de 10 % et de 0,056 mg/ml à 0,067 mg/ml pour la solution initiale d’une concentration de 2,5 % de matière sèche totale. La matière sèche de la première fraction est passée de 1,09 ± 0,02 % à 2 ± 0,01 % pour la solution initiale dont la concentration était de 10 %. Concernant le volet 2, la teneur en polyphénols de la première fraction est passée de 0,187 mg/ml à 0,252 mg/ml avec une solution initiale d’une concentration de 2,5 % de matière sèche totale et de 0,475 mg/ml à 0,720 mg/ml pour la solution d’une concentration de 10 %. Pour ce qui est de la matière sèche, elle est passée de 0,94 ± 0,076 % à 1,86 ± 0,05 % pour la solution de canneberge dont la concentration en matière sèche totale était de 10 %. Le volet 1 et le volet 2 à 2,5 % ont montré des résultats presque constants de la matière sèche et des polyphénols totaux. S’agissant de la couleur, la première fraction de la cryoconcentration a iv montré une couleur plus vive par rapport à la couleur de la solution initiale. Ceci a été constaté au volet 1 et au volet 2 pour les mêmes concentrations. Ces résultats montrent qu’il est possible de produire un jus secondaire riche en polyphénols par la valorisation des résidus de canneberge dans un processus combinant l’extraction solide-liquide avec la cryoconcentration par congélation en bloc complet suivie d’une décongélation gravitationnelle. Pour améliorer la qualité du jus secondaire ainsi que la quantité produite (efficacité quantitative du procédé), une synergie entre l’affinité avec l’éthanol des polyphénols et la cryoconcentration pourrait être appliquée. En effet, cette combinaison pourrait permettre une augmentation de la quantité de sucre dans le jus avec une augmentation significative de la concentration des polyphénols dans la fraction cryoconcentrée. / The main objective of this project was to valorize the cranberry residues in order to produce a secondary juice rich in antioxidants. For this, the extracted soluble dry matter, rich in polyphenols and sugars, was concentrated by cryoconcentration at a freezing temperature of -20 ± 2 ° C. The first specific objective of this study was to determine the time of freezing and thawing of model solutions of sugars that are naturally present in cranberries such as sucrose, glucose, fructose and their mixture at a ratio similar to that of cranberry juice. The second specific objective was to extract the soluble dry matter from the cranberry residues and concentrate it by cryoconcentration, then to quantify the total polyphenol content and their distribution in the different phases during the thawing process of three fractions each of which represents one third of the initial volume of the solution. Cascade cryoconcentration was used and three fractions were harvested. For model solutions, the initial ° Brix degree was set at 2.5, 5, 7.5 and 10 ° Bx. For cranberry residues, 2.5% and 10% crushed and unmilled Cranberry residues were used. The results obtained showed that the freezing time of the mixture of sugars and sucrose is shorter than that of fructose and glucose. The degree Brix of the solutions were doubled to the first thawed fraction. Regarding the second specific objective of this project, two steps were considered: in the step # 1, cranberry residues were not crushed and in the step # 2, the cranberry residues were crushed. The results obtained in the step # 1 showed that the concentration of the total polyphenols in the thawed first fraction increased from 0.183 mg/ml to 0.238 mg/ml for the initial solution at a concentration of 10% of total dry matter, and from 0.056 mg/ml to 0.067 mg/ml for the initial solution with a concentration of 2.5% total dry matter. Moreover, the results showed that the dry matter of the thawed first fraction increased from 1.09 ± 0.02% to 2 ± 0.01% for the initial solution with a concentration of 10% total dry matter. Concerning the step # 2 of this specific objective, the polyphenol content of the thawed first fraction increased from 0.187 mg/ml to 0.252 mg/ml when the used initial solution was at a concentration of 2.5% total dry matter, and from 0.475 mg/ ml to 0.720 mg/ml for the initial solution with a concentration of 10% total dry matter. Regarding the total dry matter of the cryoconcentrated solutions, it increased from 0.94 ± 0.076% up to 1.86 ± 0.05% for the cranberry solution with an initial total dry matter concentration of 10%. The results obtained in the step # 1 and the step # 2 with the initial solution of 2.5% total dry matter showed almost constant results regarding the dry matter and total polyphenols. Regarding the color, the first thawed fraction of the vi cryoconcentration procedure showed a brighter color compared to the color of the initial solution. These results showed that it is possible to produce a secondary juice rich in polyphenols by valorizing cranberry residues combined with cryoconcentration. To improve the quality of the secondary juice as well as its yield, a synergy of ethanol and cryoconcentration could be applied. Indeed, this combination could allow an increase of the amount of total sugars and polyphenols in the cryoconcentrated secondary cranberry.

La canneberge est bien reconnue pour les effets bénéfiques qu’elle peut apporter à la santé humaine. Cependant, la consommation de jus de canneberge est limitée car le jus a une grande acidité (teneur élevée en acides organiques) qui cause des effets secondaires tels la diarrhée, des vomissements et ballonnements. Par conséquent l’acidité du jus de canneberge doit être réduite pour améliorer la palatabilité du jus et diminuer les effets secondaires dus à sa consommation. La désacidification des jus, tels le jus de fruit de la passion et le jus de canneberge, par électrodialyse conventionnelle et électrodialyse avec membranes bipolaires par application d’un courant direct et continu s’est montrée efficace en comparaison avec les autres méthodes de désacidification telles les résines échangeuses d’ions et la précipitation au sel de calcium. L’objectif global de cette étude était d’appliquer les champs électriques pulsés (CÉPs) pendant l’électrodialyse avec membranes bipolaires pour désacidifier le jus de canneberge efficacement au niveau énergétique. Le CÉP consiste à appliquer un courant (Ton) et une pause de courant (Toff) pendant un temps donné consécutivement. Neuf conditions différentes ont été testées: 10s/2s, 1s/0.1s, 10s/0.1s, 6s/2s, 10s/1s, 2s/2s, 1s/1s, 6s/0.1s, 6s/1s. La désacidification du jus de canneberge a été 15% plus rapide avec les conditions de CÉPs de 1s/1s et 2s/2s en comparaison avec la désacidification à courant direct et continu et les autres combinaisons de pulse-pause. Pour ces 2 conditions, les migrations d’acide citrique et d’acide malique étaient plus rapides, ce qui a engendré un taux plus important de désacidification. Pour préserver l’authenticité du jus de canneberge, l’acide quinique doit être conservé, ce qui est le cas dans cette étude puisque l’acide quinique ne migre pas significativement quelles que soit les conditions testées. De plus, les PACs, les anthocyanes et les polyphénols totaux ont été conservés dans toutes les conditions de CÉP. Pour la première fois, l’efficacité d’appliquer du CÉP dans la désacidification de jus a été démontrée. L’électrodialyse avec membranes bipolaires pourrait être une méthode alternative verte et durable pour désacidifier des jus de fruits tout en préservant leurs caractéristiques organoleptiques et physico-chimiques. / Cranberry is well recognized for its beneficial effects on human health, but the consumption of cranberry juice is limited due to its high acidity (high organic acid contents) which is the cause of undesirable side effects such as diarrhea, vomiting and bloating. Therefore, the acidity should be reduced to improve the palatability of the juice and to decrease the side effects. The deacidification of juices, such as citric acid solutions, passion juice and cranberry juice, by conventional electrodialysis and electrodialysis with bipolar membranes (EDBM) with coutinuous direct current (DC), has shown to be very effective in comparison with chemical methods such as calcium salt precipitation or ion-exchange resine. Therefore, the objective of this project is to apply pulsed electric field (PEF) during EDBM to deacidify cranberry juice. The PEF procedure consists of introducing to the process an electric pulse and a pause consecutively for a given time. Nine different pulse/pause combinations were tested: 10s/2s, 1s/0.1s, 10s/0.1s, 6s/2s, 10s/1s, 2s/2s, 1s/1s, 6s/0.1s, 6s/1s. The deacidification of cranberry juice was about 15% faster with PEFs for 1s/1s and 2s/2s conditions in comparison with deacidification with DC and other pulse-pause combinations. In these two conditions, the migration of citric and malic acids was faster, thus producing a more important rate of deacidification. To preserve the authenticity of the juice, the quinic acid must be conserved, which is the case in this study since the quinic acid did not migrated significantly in every conditions. Also, the PACs, anthocyanins and total polyphenols were preserved whatever the PEF conditions. It’s the first time that the efficiency of applying PEF for deacidification of juice was demonstrated. EDBM under PEF would be a green and sustainable alternative process to deacidify fruit juice and to preserve its organoleptic and physicochemical characteristics.

Les résidus fibreux de canneberge et de bleuet issus du processus d’extraction des polyphénols ont été étudiés pour tenter de les valoriser pour des applications nutraceutiques. Ces travaux se sont plus précisément intéressés aux fibres alimentaires et à leurs polyphénols associés. Ces deux composantes sont reconnues pour leurs effets positifs sur le système digestif dont notamment le maintien de la santé de la flore intestinale. Les résidus fibreux de canneberge et de bleuet obtenus en laboratoire ont été caractérisés pour leurs contenus en polysaccharides non-amidonnés totaux (54,3% pour la canneberge et 46,5% pour le bleuet), solubles (respectivement 21,9% et 21,5%), insolubles (respectivement 32,4% et 25%) et leurs compositions respectives en monosaccharides. Les mesures rhéologiques des fibres (capacité de rétention d’eau, d’huile, capacité de gonflement et viscosité) ont montré des propriétés physiques avantageuses en comparaison à d’autres types de fibres. Le contenu en proanthocyanidines non-extractibles fut alors mesuré par lecture spectrophotométrique (1,3% pour les fibres de canneberge et 2,4% pour celles de bleuet). Une technique utilisant un agent chaotrope fut spécifiquement développée pour obtenir une fraction significativement réduite en polyphénols (contenant respectivement 0,6% et 0,9% de proanthocyanidines). Les fibres brutes et réduites en polyphénols ont alors été administrées à des souris pour tester leurs impacts respectifs sur la flore intestinale. L’ajout de fibres brutes a fait augmenter la concentration de Clostridium coccoides et de Clostridium leptum et diminuer le compte de Lactobacillus alors que celui de Faecalibacterium praunsnitzii a uniquement augmenté avec les fibres réduites en polyphénols mettant en avant un probable effet inhibiteur des polyphénols sur F. prausnitzii. Des souches probiotiques ont alors été cultivées in vitro avec des fibres natives et réduites en proanthocyanidines. Un effet bifidogène ainsi qu’une augmentation de la croissance de Lactobacillus salivarius ont été observés lors de l’ajout de fibres de canneberge et de bleuet. Selon le type de bactérie, les effets différentiels observés avec les fibres brutes ou réduites en proanthocyanidines montrent la capacité de la flore à métaboliser les polysaccharides et leurs polyphénols associés mais aussi un potentiel effet inhibiteur des composés phénoliques. Les fibres de canneberge et de bleuet pourraient ainsi constituer des prébiotiques favorisant indirectement la réduction du risque lié à certaines maladies chroniques intestinales. / The process of polyphenol extraction from cranberry and blueberry yields a fibrous matter that was studied for a potential valorization in nutraceutical applications. More precisely, this work focuses on the dietary fiber content and its associated polyphenols. These two compounds were acknowledged for their positive effects over the gastro-intestinal tract including the preservation of a healthy colonic microbiota. The polyphenol extraction process was replicated in laboratory in order to obtain cranberry and blueberry fibrous matter. These extracts were analysed for their contents in total non-starch polysaccharides (NSP) (54,3% for cranberry and 46,5% for blueberry), soluble NSP (respectively 21,9% and 21,5%), insoluble NSP (respectively 32,4% and 25%) and their respective monosaccharides composition. Rheological measurements (water and oil retention capacities, swelling capacity and viscosity) showed advantageous physical properties compared to other types of fibers. Subsequently, the non-extractable proanthocyanidins contents were quantified by spectrophotometric reading (1,3% for cranberry fibers and 2,4% for blueberry fibers). A method, employing a chaotropic agent, was specifically designed to produce fibers with a significantly reduced content in non-extractable proanthocyanidins (respectively containing 0,6% and 0,9% of PAC). Both native and modified fibers were fed to mice in order to assess their respective impact on intestinal flora. The addition of native fibers was associated with an increase in the concentration of Clostridium coccoides and Clostridium leptum and a diminution of the count of Lactobacillus whereas the concentration of Faecalibacterium praunsnitzii was exclusively increased by the use of fibers reduced in polyphenols. This observation highlighted a potential inhibitory effect of polyphenols on F. prausnitzii. Probiotics strains were therefore cultured in vitro with native and modified fibers. A bifidogenic effect and an increase of the Lactobacillus salivarius concentration were observed when substrate was cranberry or blueberry fibers. According to the type of bacteria, the differential effect monitored between native and proanthocyanidins reduced fibers underlies the flora capacity to metabolize fibers and their associated polyphenols and also a potential inhibitory effect from phenolic compounds. The cranberry and blueberry fibers could therefore constitute prebiotics that favor indirectly the reduction of gastro-intestinal diseases risks.

La séquestration du carbone dans les cannebergières ou atocatières par des opérations successives de sablage de la litière peut contribuer à fixer du carbone malgré la conversion de l'écosystème forestier d'origine en cannebergière commerciale. L'objectif de ce travail était de mesurer la cinétique de décomposition des résidus de canneberge et la capacité de séquestration du carbone dans des cannebergières de l'Est du Canada. Dans le but de comparer les agroécosystèmes de canneberge aux écosystèmes mondiaux et déterminer l'influence de la fertilisation azotée sur le taux de décomposition de la matière organique, une première expérience a été réalisée en 2017 en utilisant le Tea Bag Index (TBI) où des sacs de thés et de résidus de canneberges ont été enfouis puis récoltées 90 jours plus tard dans des parcelles expérimentales ayant reçu trois (3) traitements d'azote (30, 45, 60 kg N ha⁻¹). Une seconde expérience avec le TBI a été réalisée pendant 147 jours avec échantillonnage tri-hebdomadaire afin d'évaluer la consistance du TBI et la cinétique de la décomposition du carbone et des fractions biochimiques. Afin d'évaluer l'influence de la température et de la profondeur du sol sur les émissions de CO₂, des échantillons de sols ont été incubés à trois températures (10, 20 et 30 °C) et à trois profondeur (0-10 ; 10-20 ; 20-30 cm). Les écosystèmes de canneberge montraient un faible taux de décomposition de la matière organique comparé aux autres écosystèmes mondiaux, et caractérisés par un fort potentiel de séquestration de carbone. Les doses croissantes d'azote n'ont pas une influence importante sur le TBI. Les taux de décomposition des thés vert et rooibos déviaient de la cinétique de premier ordre, adoptant un comportement fractal attribué à une réduction de contact entre les thés et leur environnement immédiat durant l'incubation au champ. Les émissions de CO₂ augmentaient en fonction de la température et diminuaient en fonction de la profondeur du sol en raison de changements importants dans la composition biochimique de la matière organique. Malgré le faible taux d'émission de CO₂ en profondeur (10-30 cm), les couches profondes se sont montrées plus sensibles à la température et pourraient constituer un risque de taux élevé d'émission de CO₂ que la couche de surface (0-10 cm) dans un contexte de réchauffement climatique. Cette recherche démontre le fort potentiel de séquestration du carbone dans les sols de canneberge. / Carbon sequestration in cranberry soils during litter burying by sanding operations can contribute fixing carbon from the atmosphere despite conversion of the original forest ecosystem into a cranberry agroecosystem. The objective of this study was to measure the kinetics of cranberry residue decomposition and carbon sequestration capacity in cranberry soils of eastern Canada. To compare cranberry agroecosystems with terrestrial ecosystems and access the effect of nitrogen fertilization on organic matter decomposition rate, first experiment was carried out in 2017 using the Tea Bag Index (TBI) where bags of teas or cranberry residues were buried then harvested 90 days later in experimental plots that received three (3) nitrogen treatments (30, 45, 60 kg N ha⁻¹). A second experiment was carried out for 147 days with tri-weekly sampling to evaluate the consistency of TBI and the decomposition kinetics of carbon and biochemical fractions. To assess the influence of temperature and soil depth on CO₂ emissions, soil samples were incubated at different temperatures (10, 20 and 30 °C) at different depths (0-10; 10-20; 20-30 cm). Results showed that decomposition rate of cranberry agroecosystems were in the low range among terrestrial ecosystems with high carbon sequestration capacity. Nitrogen doses do not impact importantly on TBI. The decomposition rate deviated from first order kinetics showing fractal behavior due to reduced contact between the green and rooibos teas and the immediate environment during incubation in the field. The CO₂ emissions rate increased with temperature and decreased with soil depth due to changes in organic matter composition. Despite the low rate of CO₂ emissions at depth (20-30 cm), the deep layers are more sensitive to temperature than upper layers (10-20 cm) and could be a risk of high rate of CO₂ emissions in a context of global warming. This research demonstrated high potential for carbon sequestration in cranberry agroecosystems.