Dans le contexte actuel où la chimie verte a une place importante, nous avons travaillé à l’optimisation de la synthèse de plusieurs ligands chiraux de type bipyridine. Nous avons développé des méthodes efficaces pour la synthèse d’une série de six ligands chiraux bipyridines bisoxazolines à symétrie C₂, parmi lesquels quatre n’ont jamais été décrits dans la littérature. Nous avons développé une méthode de synthèse efficace d’un précurseur de ligands chiraux analogues à celui de Bolm pour une utilisation en catalyse hétérogène. Même si la synthèse n’est pas complète à ce jour, notre étude a permis d’optimiser plusieurs étapes de la voie synthétique. Nous avons développé des méthodologies de synthèses à base de métaux tels le fer, le cuivre ou le bismuth afin de répondre à plusieurs principes de la chimie verte. Nous avons particulièrement utilisé le fer dans nos projets de recherche, car c’est un métal abondant, donc peu coûteux, et environnementalement bénin. En utilisant le catalyseur chiral non-hémique (N₄)FeII généré in situ (bipybox-i-Pr/FeCl₂), nous avons développé un procédé très énantiosélectif (jusqu'à 98,5:1,5 er) pour l’oxydation énantiosélective de sulfures conduisant à de bons rendements en sulfoxydes. Cela est possible lorsque la mono-oxydation du sulfure est réalisée en tandem avec le dédoublement cinétique du sulfoxyde en sulfone. Nous avons également déterminé que le Bi(OTf)₃∙4H₂O complexé avec le ligand de Bolm est un bon choix en oxydation asymétrique des sulfures car une énantiosélectivité allant jusqu’à 78:22 er et un rendement de 65% ont été obtenus. Pour la première fois, nous avons rapporté la réaction d'insertion d'α-diazocétones dans les liaisons Si–H et S–H catalysée par le [(CH₃CN)₄Cu]PF₆ ou le Fe(OTf)₂. En utilisant une faible charge catalytique de 0,05 mol % en [(CH₃CN)₄Cu]PF₆, nous avons synthétisé une large gamme d'α-silylcétones avec des rendements faibles à bons. Le Fe(OTf)₂ a été engagé dans les réactions d’insertion de différentes α-diazocétones dans les liaisons Si–H et S–H. Malheureusement, de faibles rendements en α-silylcétones ont été obtenus. Par contre, des rendements variés allant de faibles à très bons ont été obtenus en α-thiocétones. Désormais, toutes ces méthodes s'inscrivent dans une optique de chimie verte et auront certainement un impact important dans le domaine de la catalyse. / In the current context where green chemistry has an important place, we have worked to synthesize several chiral bipyridine-type ligands. We have developed efficient methods for the synthesis of a series of six chiral bipyridine bisoxazoline ligands with C₂ symmetry, where four of them have never been described in the literature before. We have developed an efficient method for the synthesis of chiral ligand precursor analogous of Bolm’s ligand to use in heterogeneous catalysis. Although the synthesis of this ligand is not complete to date, our study has optimized several stages of the synthetic pathway. We have also developed synthetic methodologies based on metals such as iron, copper, and bismuth for being agree to several principles of green chemistry. We have particularly used iron extensively in our research projects because it is abundant, inexpensive, and environmentally benign. We have developed a highly enantioselective catalytic system (up to 98.5:1.5 er) for the oxidation of sulfides leading to good yields of sulfoxides using the non-heme chiral (N₄) FeII catalyst generated in situ (bipybox-i-Pr/FeCl₂). This was made possible when the sulfide mono-oxidation was carried out in tandem with kinetic resolution of the sulfoxide into the sulfone. We have also determined that Bi(OTf)₃∙4H₂O complexed with Bolm’s ligand is a good choice in asymmetric oxidation of sulfides because of reaching the enantiomeric ratios up to 78:22 er in a 65% yield. For the first time, we have reported the α-diazoketones insertion reaction into the Si–H and S–H bonds catalysed by [(CH₃CN)₄Cu]PF₆ and Fe(OTf)₂. We synthesized a wide range of α-silylketones with low to good yields (26–70%) using a low catalytic loading of 0.05 mol % of [(CH₃CN)₄Cu]PF₆. Fe(OTf)₂ has been involved in the insertion reactions of different α-diazoketones into the Si–H and S–H bonds as well. Unfortunately, low yields of α-silylketones were obtained. Moreover, α-thioketones were obtained in poor to very good yields. Now all these methods will be part of the chemists toolbox in green synthetic chemistry and will certainly have an important impact in the field of catalysis.

Les membranes biologiques sont principalement composées d'une bicouche de phospholipides et de protéines isolant l'intérieur des cellules du cytoplasme. H est donc fondamental d'étudier la nature des interactions entre ces composants afin de bien comprendre la relation étroite qui existe entre la structure et le fonctionnement des membranes. Comme les membranes naturelles sont composées de plusieurs protéines et de plusieurs lipides, elles se prêtent plus difficilement à des études structurales par des techniques spectroscopiques. Notre approche consiste donc à étudier des membranes modèles composées de complexes de phospholipides fluorés avec des peptides, protéines ou drogues qui agissent sur les membranes. Cette méthode mise sur l'excellente sensibilité du ¹⁹F en résonance magnétique nucléaire (RMN) ainsi que sur son abondance naturelle de 100% et son absence presque complète des organismes vivants. Ce mémoire versera sur la synthèse de ces composés lipidiques fluorés ainsi que sur une étude préliminaire de leurs propriétés physiques dans des vésicules. Les résultats présentés ont été obtenus à l'aide d'analyses en spectroscopie RMN à l'état solide et en infrarouge à transformée de Fourier.

La photodégradation de l'herbicide 2,4-D (acide 2,4-dichlorophénoxyacétique) et de son principal photoproduit (2,4-DCP) en présence de trois complexes Fe(III)-carboxylate (citrate, pyruvate, tartrate) a été étudiée. Les rendements quantiques de disparition du 2,4-D augmentent dans cet ordre : Fe(III)-TAr < Fe(III)-Cit < Fe(OH)2+ < Fe(III)-Pyr. Le même mécanisme de dégradation du 2,4-D est observé pour les trois complexes de fer et correspond à celui déjà décrit avec des processus généraux de radicaux hydroxyle. Le 2,4-D est dégradé sélectivement en 2,4-DCP, qui après formation de différents photoproduits peut être minéralisé complètement en H2O, Cl- et CO2. La formation de radicaux hydroxyles, obtenue sous irradiation des solutions de complexes Fe(III)-carboxylate a été confirmée par spectroscopie RPE. Ce travail montre que la présence de complexes Fe(III)-carboxylate peut avoir un impact considérable sur le devenir de polluants organiques présents dans les compartiments aquatiques naturels.

Mon mémoire de maîtrise a été réalisé dans le cadre du projet Génorem (www.genorem.ca), un projet multidisciplinaire qui réunit différents chercheurs de l'Université de Montréal et de l'Université McGill dans le but d'améliorer les techniques utilisées en bioremédiation. Dans le cadre de l'étude, des saules à croissance rapide (Salix sp.) ont été utilisés comme plantes modèles dans l'étude. Ainsi, 11 cultivars de saule ont été suivis afin de déterminer leur potentiel à produire un bon rendement de biomasse, à tolérer des conditions de stress sévère causé par la présence de HAPs (hydrocarbures aromatiques polycycliques) , BPCs (biphényles polychlorés) et d'hydrocarbures pétroliers C10-C50. L'expérimentation consistait en une plantation de saule à forte densité qui a été mise en place en 2011 sur le site d'une ancienne industrie de pétrochimie à Varennes, dans le sud du Québec. Les boutures des génotypes sélectionnés ont été plantées sur une superficie d'environ 5000 m2. Les plantes ont été suivies pendant les deux saisons de croissance suivant le recépage et une série de paramètres de croissance et de mesures physiologiques ont été récoltés (surface foliaire, taux de chlorophylle, conductance stomatique et statut nutritionnel) dans le but d'évaluer et de comparer les performances de chaque génotype sur un sol pollué. Les analyses statistiques ont démontré que le cultivar S. miyabeana (SX61) était le meilleur producteur de biomasse sur le site contaminé, tandis que S. nigra (S05) et S. acutifolia (S54) présentaient la meilleure capacité photosynthétique. S. dasyclados (SV1), S. purpurea (‘Fish Creek’) et S. caprea (S365) ont semblé particulièrement affectés par la présence de contaminants. La capacité d'établissement et la croissance de S. nigra (S05), S. eriocephala (S25) and S. purpurea x S. miyabeana (‘Millbrook’) indiquent une tolérance globale supérieure à la pollution . Cette analyse comparative des différentes réponses physiologiques des saules cultivés sur un sol contaminé pourra guider le processus de sélection de plantes et les techniques de bioremédiation dans les futurs projets de phytoremédiation. / My master thesis is part of a larger multidisciplinary initiative called GenoRem (www.genorem.ca). GenoRem brings together scientists from Université de Montréal and McGill University in a quest to improve bioremediation techniques through molecular and biological processes. Eleven fast-growing willow (Salix sp.) cultivars were studied, primarily to identify those that produce high biomass yields, demonstrate capacity to thrive under harsh environmental conditions and to tolerate the presence of PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons), PCBs (polychlorinated biphenyls) and C10-C50. A high-density field experiment was undertaken during the summer of 2011 on a former petrochemical industrial site in southern Québec, Canada. Cuttings of selected willow genotypes were planted on an area covering ~5000 m². Plants were monitored over the two growing seasons that followed the coppicing by recording a series of growth parameters and physiological measurements (specific leaf area, chlorophyll concentration, stomatal conductance and nutrient concentration) in order to compare growth performance of each genotype on contaminated soils. S. miyabeana cultivars (SX61) achieved the highest biomass production, while S. nigra (S05) and S. acutifolia (S54) had the highest photosynthetic capacity. S. dasyclados (SV1), S. purpurea (‘Fish Creek’) and S. caprea (S365) were negatively affected by the presence of contaminants The establishment capacity and development of S. nigra (S05), S. eriochephala (S25) and S. purpurea X S. miyabeana (‘Millbrook’) were globally less influenced by soil pollution. This comparative analysis of physiological responses of willow on contaminated soil will guide plant selection processes and bioremediation practices in future phytoremediation projects.

L’objectif de notre travail, était l’étude de deux classes de catalyseurs dans la réaction d’oxydation totale de COV. L’application visée étant la destruction à basse température de ces traces de polluants dans l’air. Des oxydes mixtes Co3O4-CeO2 ont été préparés par co-précipitation. Avec l’oxyde mixte (% atomique Co/Ce = 1), nous avons obtenu les meilleures performances catalytiques et montré que la réactivité étaient exaltée par une forte mobilité des oxygènes de coeur. Des catalyseurs à base d’or (2wt%) et de palladium (1wt%) ont été déposés sur des supports oxydes comme la cérine et le titane afin de favoriser une interaction métal support, ou sur un support alumine. Des solides à base d’alumine dopée au cérium, manganèse, fer et titane ont également été préparés. Pour l’or, l’évolution des performances catalytiques en fonction du support ont été les suivantes: Au2%/Al2O3 < Au2%/TiO2 < Au2%/CeO2, alors que pour le palladium nous avons obtenu les tendances suivantes : Pd1%/CeO2 < Pd1%/Al2O3 < Pd1%/TiO2. Pour l’Au, l’interaction métal support a permis d’expliquer les différences de réactivité alors que pour le palladium, l’activité est liée aux sites actifs de palladium Pd0/PdO présents à la surface. Avec les systèmes dopés, les résultats ont montré que les meilleurs catalyseurs étaient le Au2%/Ce5%/Al2O3 et le Pd1%/Ce5%/Al2O3. Cette exaltation a été attribuée à la grande mobilité des oxygènes en raison d’un défaut de structure induit par l’insertion des ions Al3+ au sein du réseau de la cérine et une forte interaction des particules très bien dispersées / The aim of the work was to study two classes of catalysts for the complete oxidation of volatile organic compounds. The target application for air pollution control is the total abatement of VOC at low temperature. Mixed oxide Co3O4-CeO2, were prepared by co-precipitation method. Among them, the mixed oxide corresponding to Co/Ce atomic ratio close to 1, was the best performing. The participation of surface oxygen species and high bulk mobile oxygen were the factors determining the high activity of Co30Ce in the total oxidation of propylene and toluene. Au (2wt%) and Pd (1wt%) catalysts were prepared over typical reducible oxides, such as CeO2 and TiO2. For comparison, catalysts over Al2O3, were also prepared. Moreover, the effect on the activity of Au and Pd supported over Al2O3 doped by cerium, manganese, iron and titanium was investigated. The so prepared Au and Pd catalysts were compared in the total oxidation of propylene. It was found that the activity of gold catalysts supported over un-doped oxides varied in the order: Au2%/Al2O3 < Au2%/TiO2 < Au2%/CeO2, while a different trend was observed for palladium catalysts: Pd1%/CeO2 < Pd1%/Al2O3 < Pd1%/TiO2. For Au catalysts, the nature of the support and the extent of interaction with the support are the key factors in determining the activity, whilst for the Pd supported ones, the activity seems to be governed by the nature of Pd species, Pd0/PdO, present in the catalyst. Au2%/Ce5%/Al2O3 and Pd1%/Ce5%/Al2O3 appear the best samples. The enhanced catalytic performances were attributed to high-oxygen mobility due to a defective ceria structure induced by the insertion of Al3+ ions into the lattice and also strong metal-support interaction between nanoparticles highly dispersed

Les Truffes sont des champignons ascomycètes ectomycorhiziens appartenant à la famille des Tuberaceae et plus précisément au genre Tuber. On dénombre à ce jour plus d’une trentaine d’espèces de Tuber en Europe. Lors de ce travail de thèse, nous nous sommes plus précisément focalisés sur le modèle Tuber aestivum-uncinatum. Cette truffe communément appelée « Truffe de Bourgogne » présente un intérêt à la fois gastronomique et culturel.La première partie de ce travail de thèse a porté sur la clarification du statut taxonomique de la truffe de Bourgogne (Tuber uncinatum). Pour cela, nous avons utilisé une approche multi-marqueurs combinant des marqueurs génétiques couramment utilisés à l’échelle interspécifique. Nos analyses ont montré que les deux taxons Tuber aestivum (la truffe d’été) et Tuber uncinatum sont conspécifiques. Durant la deuxième partie, nous nous sommes intéressés à la diversité génétique de Tuber aestivum. Pour cela, nous avons tout d’abord développé des marqueurs microsatellites spécifiques par une approche de « direct shotgun pyrosequencing ». Cette méthode a permis le développement de 15 marqueurs microsatellites polymorphes. Nous les avons ensuite utilisés pour génotyper des individus provenant de différentes localisations en Europe. Nous avons pu identifier quatre sous populations différenciées qui ne correspondent pas, pour la majorité, à une répartition géographique. Cependant, un des clusters se différencie des autres à la fois par sa situation géographique (sud de la France) et ses caractéristiques génétiques (présence d’allèles rares). Ces résultats préliminaires pourraient indiquer l’existence d’un écotype particulier attaché à une écologie méridionale, Tuber aestivum sensu stricto.Nous nous sommes ensuite intéressés, dans la troisième partie de ce travail de thèse à la diversité aromatique de Tuber aestivum à l’échelle locale. Les résultats obtenus permettent de mettre en évidence l’existence d’une différenciation modérée entre les individus issus d’une truffière naturelle et les individus issus d’une truffière plantée. D’une saison de récolte à l’autre, une stabilité génotypique a été observée. Au niveau aromatique, seuls les composés C8 semblent être liés aux génotypes.Dans la dernière partie, nous nous sommes intéressés à l’analyse de données de récolte sur plus de trente ans au sein d’une truffière plantée de noisetiers inoculés initialement par Tuber melanosporum. Grâce à des analyses statistiques simples, nous avons pu noter les fluctuations tant en quantité qu’en poids des truffes récoltées suivant les saisons et les arbres truffiers. Il apparait que le remplacement de Tuber melanosporum par Tuber aestivum s’est fait de manière très rapide (trois ans). La disparition de Tuber melanosporum peut probablement être expliquée par la fermeture de la canopée des noisetiers, Tuber melanosporum n’appréciant pas un ombrage excessif / Truffles are ectomycorrhizal Ascomycota fungi belonging to the Tuberaceae family and more specifically to the Tuber genus. More than thirty Tuber species are currently described in Europe. In this thesis, we specifically focused on the Tuber aestivum-uncinatum model. This truffle is commonly called "Burgundy Truffle" and has a gastronomic and cultural interest.The first part of this thesis focused on the taxonomic status of the Burgundy truffle (Tuber uncinatum). For this, we used a multi-marker approach combining several genetic markers commonly used at the interspecific scale. Our analyses showed that the two taxa, Tuber aestivum (summer truffle) and Tuber uncinatum are conspecific.In the second part, we addressed the genetic diversity of Tuber aestivum. To do this, we firstly developed specific microsatellite markers by "direct shotgun pyrosequencing". This method has allowed the development of 15 polymorphic microsatellite markers. Then, we used those markers to genotype individuals from different European locations. We have identified four differentiated subpopulations that not correspond, for the majority, to a geographical distribution. However, one cluster differs from the others by its location (south of France) and its genetic characteristics (presence of rare alleles). These preliminary results may indicate the existence of a particular ecotype attached to a southern ecology: Tuber aestivum sensu stricto.We were then interested, in the third part of this thesis, to the aromatic diversity of Tuber aestivum at a local scale. Our results highlight the existence of a moderate differentiation between individuals from a natural truffle orchard and individuals from planted orchard. From one season to another, genotypic stability was observed. Only C8 volatile organic compounds seem to be related to the genotypes.In the last part, we analyzed harvesting data, over more than thirty years, from an hazelnut truffle orchard initially inoculated by Tuber melanosporum. Through simple statistical analyzes, we noted changes in both quantity and weight of truffles harvested according to the seasons and hazelnut trees. It appears that Tuber aestivum rapidly replaced Tuber melanosporum (in three years). The disappearance of Tuber melanosporum can probably be explained by the canopy closure; Tuber melanosporum not appreciating excessive shading.

Durant la nuit, le radical nitrate (NO3) est le principal oxydant troposphérique des composés organiques. La compréhension de l'implication des composés organiques dans les processus de chimie troposphérique exige donc une connaissance des constantes cinétiques de leurs réactions avec le radical NO3. Toutefois, au regard du nombre considérable de composés organiques émis ou formés dans la troposphère, il est difficilement envisageable d'appréhender la réactivité de chaque composé en nous reposant exclusivement sur des études de laboratoire. Celles-ci se doivent d'être complétées par l'usage de méthodes prédictives. Nous avons donc, au cours de ce travail, développé une relation de type structure-réactivité (SAR) qui permet le calcul des constantes de vitesse des réactions des composés organiques avec le radical nitrate. Cette méthode prédictive empirique permet d'estimer la réactivité d'un composé à partir de sa structure moléculaire et a été élaborée à partir de constantes cinétiques expérimentales publiées dans la littérature. De plus, conjointement au développement de cette SAR, les constantes cinétiques des réactions d'aldéhydes et d'éthers insaturés avec le radical nitrate ont été mesurées au laboratoire. Ces études expérimentales ont ainsi contribué à étoffer la base de données cinétiques sur laquelle repose cette SAR afin de permettre son parachèvement. Cette SAR reproduit, à un facteur deux près, plus de 90% des constantes cinétiques des alcènes et des composés aliphatiques oxygénés saturés et insaturés / The nitrate radical (NO3) is the main oxidant of organic compounds in the night-time troposphere. Thus, comprehension of organic compounds involvement in tropospheric chemical processes requires the knowledge of the rate coefficients for their reactions with the nitrate radical. Nevertheless, considering the wide range of organic compounds emitted or formed in the atmosphere, it is difficult to determine the reactivity of each compound only with laboratory studies. Thereby, these experimental studies have to be completed by predictive methods. In this study, a group-additivity method is therefore used to develop a new Structure-Activity Relationship (SAR) which allows prediction of the rate constants for reactions of organic compounds with the NO3 radical. This empirical method is based on the prediction of a rate constant leaning only on the molecular structure of the organic compound. It relies on experimental rate constants available in the literature. Moreover, the rate constants of unsaturated aldehydes and ethers with the nitrate radical have been measured. Thereby, these experimental studies contribute to expend the kinetic database used for the SAR development and allow its improvement. For saturated and unsaturated oxygenated compounds, more than 90% of the rate constants are reproduced within a factor of two

Cette thèse porte sur l'étude de dégradation atmosphérique de quelques composés organiques volatils oxygénés par les principaux oxydants atmosphériques OH, Cl, et NO3. Ce travail, comporte, d'une part la détermination des spectres d'absorption UV-Visible des composés hydroxycarbonylés (Hydroxyacétone (HAC), 4-hydroxy-2-butanone (4HB), 3-hydroxy-2-butanone (3HB) et 3-methyl-3-hydoxy-2-butanone (3H3M2B) et d'autre part les mesures cinétiques de la réaction du composé HAC avec le chlore atomique et le radical nitrate. Les réactions entre 4HB et 3H2B avec les radicaux OH et le chlore atomique ont aussi été étudié. Les mesures d'absorption ont été réalisées dans la gamme de température 250 et 363 K à l'aide d'une lampe D2 couplé à un monochromateur. Les valeurs de section obtenues sont utilisées pour calculer la constante de photolyse et d'estimer les durées de vie dans la troposphère des composés étudiés. Les résultats suggèrent que la photolyse pourrait être un processus important pour ces espèces dans la troposphère. Les résultats des études cinétiques, montrent une légère variation des constantes de vitesse avec la température. Nous avons aussi étudié les composés dicétones : 2,4-pentanedione et 2,3-pentanedione. Cette étude porte sur la détermination des spectres d'absorption UV-Visible des composés dicétones et l'étude cinétique de leur réaction avec les radicaux OH en fonction de température. Pour les deux composés une variation de température de plus de 60 % est observée. Les calculs théoriques ont été effectués avec deux programmes différents. Avec logiciel Gaussian 03 nous avons réalisé une optimisation de la géométrie des minima, complexes et états de transition au niveau B3LYP/6-311G++(2d, pd). La méthode composite de haut niveau CBS-QB3 a été utilisée. Et avec le logiciel ChemRate pour les calculs cinétique, et la détermination des constantes de vitesse en phase gazeuse de la réaction étudié en fonction de la température. Les calculs des niveaux d'énergies montrent l'existence d'une étape réactionnelle où il se produit d'un complexe intermédiaire suivi d'une abstraction d'un atome d'hydrogène. / This thesis focuses on the study of atmospheric degradation of some Oxygenated Volatile Organic Compounds by major atmospheric oxidants OH, Cl, and NO3. This work comprises firstly determining the spectra of UV-Visible absorption hydroxycarbonyl compounds (hydroxyacetone (HAC), 4-hydroxy-2-butanone (4HB), 3-hydroxy-2-butanone (3HB) and 3-methyl-3-hydoxy-2-butanone (3H3M2B) and secondly measures the kinetics of the reaction of the compound HAC with the atomic chlorine and nitrate radical.Reactions between 4HB and 3H2B with OH radicals and atomic chlorine were also studied.The UV absorption cross-sections of hydroxyacetone, 3-hydroxy 2-butanone, 4-hydroxy 2-butanone and 3-hydroxy 3-methyl 2-butanone have been measured. The experiments have been carried out between 250 and 363 K using a D2 lamp coupled to a monochromator. This work provides the first UV cross-section measurements for 3-hydroxy 2-butanone, 4-hydroxy 2-butanone and 3-hydroxy 3-methyl 2-butanone. The obtained cross-section values are used to calculate the photolysis rates and to estimate the tropospheric lifetimes of the studied compounds. The results suggest that photolysis could be an important removal process for these species in the troposphere. The results of kinetic studies show a slight variation of the rate constants with temperature.We also studied the diketones compounds: 2,4-pentanedione and 2,3-pentanedione. This study focuses on the determination of UV-Visible absorption spectra of diketones compounds and kinetic study of their reaction with OH radicals according to temperature. For both compounds a temperature variation of more than 60% is observed.The theoretical calculations were performed with two different programs: With Gaussian 03 software we performed a geometry optimization minima complex and transition states at B3LYP/6-311G + + level (2d, pd). The high-level composite method CBS-QB3 was used. And with the software ChemRate for kinetic calculations and the determination of rate constants for gas phase reaction according to the studied temperature. Calculations of energy levels show the existence of a reaction step where there is an intermediate complex followed by abstraction of a hydrogen atom.

Les composés organiques volatils (COV) sont des composants clé en chimie atmosphérique. Ils participent à des réactions photochimiques dans la basse atmosphère et jouent ainsi un rôle majeur dans le cycle de l'ozone troposphérique et la formation d‘aérosols organiques secondaires. A l'échelle globale, ces COV sont à 10% d'origine anthropique et à 90% d'origine biotique. Les enjeux liés aux émissions de COVB sont d‘autant plus importants en région méditerranéenne en raison du potentiel d‘émission élevé ainsi que des évènements réguliers de pollution photochimique. Cette thèse propose, à travers deux campagnes de mesures intensives, la caractérisation expérimentale des COVB et de leurs produits d‘oxydation dans deux sites ruraux représentatifs de la végétation méditerranéenne.Dans le cadre du projet CANOPEE (ANR-JCJC 2011-2014) une campagne de mesure a eu lieu à l‘Observatoire du chêne pubescent de Haute Provence (O3HP). Des mesures de concentrations et de flux d‘émission ont été réalisées à l‘échelle de la canopée dans le but de quantifier l‘export des COVB hors canopée et d‘étudier la chimie intra-Canopée. Dans la forêt de l‘O3HP, des concentrations en isoprène très élevées ont été mesurées, en particulier au sein de la canopée où elles ont atteint 16 ppbv les journées les plus chaudes. Selon le facteur d‘émission de 7.2 mg m-2 h-1 déterminé, la forêt de chênes pubescents de l‘O3HP fait partie des écosystèmes les plus fortement émetteurs d‘isoprène à travers le monde. Parmi les COV oxygénés, seul le méthanol a des flux d‘émission significatifs, avec un taux d‘émission moyen égal à 0.3 mg m-2 h-1. Un des points forts de ce travail a consisté en l‘étude du transport et de la chimie intra-Canopée. D‘après nos estimations, les processus intra-Canopée sur le site de l‘OHP jouent un rôle mineur sur les flux nets d‘isoprène sortant de la canopée.La deuxième campagne de mesure s‘inscrit dans le cadre du programme ChArMEx (Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment). Elle a pris place sur le site du Cap Corse, situé à distance des sources anthropiques et qui abrite une diversité d'espèces végétales. Les résultats obtenus ont permis la quantification et spéciation de nombreux COVB. Un grand contraste dans la signature des émissions de COVB a été observé entre les deux sites d‘étude. Ainsi, tandis que l‘isoprène est responsable de plus de 90% des COVB en termes de concentrations à l‘OHP, il ne représente que 35% de leurs concentrations totales au Cap Corse. Les 65% restants sont composés de nombreux monoterpènes. Ces résultats ont également mis en évidence la chimie rapide des COVB et l‘importance de leur contribution à la formation de composés secondaires oxygénés dans les conditions de photochimie intense qui caractérisent le bassin méditerranéen en période estivale.Au Cap Corse, comme à l‘O3HP, les COVB représentent le puit dominant des radicaux hydroxyles. En présence de NOx et pour des concentrations équivalentes à celles de l‘OHP ou du Cap Corse, le potentiel des COVB à former de l‘ozone a été évalué à 10 ppbv en moyenne. / Volatile organic compounds (VOCs) are key components in atmospheric chemistry. They participate in photochemical reactions in the lower atmosphere and thus play a major role in the formation of tropospheric ozone and secondary organic aerosols. Biogenic VOCs (BVOCs) constitute approximately 90% of global VOC emissions. In the Mediterranean region, the emissions and reactivity of BVOCs are enhanced due to high temperatures and sunny conditions. In this context, this work proposes, through intensive field campaigns, the experimental characterization of BVOCs and their oxidation products in two rural sites where the vegetation is representative of the Mediterranean region. Within the framework of the CANOPEE program (ANR-JCJC 2011-2014) an intensive field campaign took place at the Oak Observatory of the Observatoire de Haute Provence (O3HP). Measurements of concentrations and emission fluxes were carried out in order to quantify the export of BVOC off the canopy and study in-Canopy processes. High concentrations of isoprene were measured with daily maximum ambient concentrations ranging between 2-16 ppbv inside the forest. According to the emission factor of 7.2 mg m-2 h-1 determined, downy oak forest of the O3HP is one of the strongest emitters of isoprene worldwide. Evidence of direct emission of methanol was also found exhibiting an average emission rate equal to 0.3 2 mg m-2 h-1. One of the strengths of this work consisted in the study of transport and intra-Canopy chemistry. In-Canopy chemical oxidation of isoprene was found to be weak and did not seem to have a significant impact on isoprene concentrations and fluxes above the canopy. The second field campaign is part of the ChArMEx (Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment) program. It took place on the remote site of Cap Corse, characterized by a strong diversity of plant species. The rich dataset obtained allowed the quantification and speciation of many BVOCs. A great contrast in the signature emissions was observed between the two study sites. Thus, while isoprene is responsible for over 90% of BVOCs in terms of concentrations at the O3HP, it represents only 35% of their total concentrations in Cap Corse. The remaining 65% are composed of many monoterpenes. These results have also highlighted the rapid chemistry of BVOCs and the importance of their contribution to the formation of secondary oxygenated compounds under intense photochemistry conditions, typical of the summertime in the Mediterranean basin. Biogenic BVOCs represented the dominant hydroxyl radicals sink at the O3HP as well as in Cap Corse. In the presence of NOx, the potential of the measured BVOCs to produce ozone has been estimated at about 10 ppbv on average.

L’appréciation par le consommateur d’un produit alimentaire comme le chocolat est en grande partie due à sa composante aromatique. La perception de cette composante est étroitement liée à la libération des composés d’arômes lors de la consommation du produit. Une étude sensorielle systématiquement menée par la société Valrhona dans une démarche de qualification de ses chocolats noirs de pures origines, fabriqués selon un procédé standard à partir de lots de cacao différents, permet de classer ces chocolats, selon leur profil, en quatre grands pôles sensoriels. Le travail entrepris avait pour but la compréhension de l’origine de cette classification sensorielle par la mise en œuvre de techniques de caractérisation des molécules volatiles responsables de l’arôme des chocolats.Dans un premier temps, l’empreinte globale en composés volatils d’un lot de 206 chocolats représentatifs des quatre pôles sensoriels a été obtenue via une méthode d’analyse couplant un headspace dynamique à la spectrométrie de masse en injection directe, utilisant l’ionisation par transfert de protons (PTR-ToF-MS). Des analyses multivariées des données, et notamment une analyse discriminante de type PLS-DA, ont permis d’élaborer un modèle de prédiction de la classification sensorielle des chocolats basé sur leur composition en molécules volatiles. Différentes méthodes de sélection de variables ont permis de souligner l’existence de composés volatils particuliers capables de discriminer les quatre pôles sensoriels de chocolats.Le potentiel aromatique de 12 chocolats parmi les 206 (trois de chaque pôle) a ensuite été déterminé suite à l’extraction des arômes par une méthode de distillation sous vide dans une analyse par chromatographie en phase gazeuse couplée, d’une part, à l’olfactométrie (GC-O) basée sur la fréquence de détection obtenue par 12 juges, et d’autre part, à un spectromètre de masse (GC-MS) pour l’identification des composés odorants. Ainsi, des composés d’arômes permettant de discriminer les différents pôles sensoriels ont pu être caractérisés au moyen d’une analyse factorielle des correspondances.Enfin, l’analyse « nosespace » d’un jury de 12 personnes dégustant 8 chocolats (deux de chaque pôle parmi les 12 précédents) a été réalisé en PTR-MS. Cette étude, couplée à une analyse sensorielle temporelle (Dominance Temporelle des Sensations, DTS), a permis d’obtenir des données temporelles instrumentales et sensorielles de manière simultanée. L’analyse DTS révèle dans une analyse en composantes principales (ACP) une bonne discrimination des pôles sensoriels, avec des descripteurs dominants similaires dans les pôles 1 et 4, d’une part, et dans les pôles 2 et 3, d’autre part. L’analyse nosespace a permis le suivi de la libération en temps réel de 26 composés d’arômes. La relation entre les deux jeux de données (instrumentales et sensorielles) a été étudiée au moyen de l’indice AWD (Abundance While Dominance) qui représente l’abondance de chaque ion pendant qu’une sensation est dominante. Des analyses factorielles des correspondances menées sur les AWD ont permis pour chaque échantillon de déceler des relations entre composés d’arômes libérés et sensations dominantes. / Consumers’ appreciation of chocolate is mostly due to its aromatic composition. Perception of this component is clearly linked to the release of aroma compounds during chocolate consumption. A systematic sensory evaluation is conducted by the Valrhona Company in order to qualify their pure origin dark chocolates manufactured according to a standard process from differing cocoa batches. The obtained sensory profiles allow classifying the chocolates into four sensory categories, named poles. The objective of the present work was to understand the molecular origin of this sensory classification by using techniques aimed at characterizing volatile organic compounds (VOC) responsible for chocolate flavour.Firstly, global VOC profiles of a set of 206 chocolate samples classified in the four sensory poles were analysed by a direct injection mass spectrometry method using proton transfer reaction as ionisation process (PTR-ToF-MS). A supervised multivariate data analysis based on discriminant analysis of the PLS-DA type allowed the construction of a classification model that showed excellent prediction capability based on VOC composition of the chocolates. Variable selection using dedicated methods pinpointed some volatile compounds important for the chocolates sensory discrimination.Then, the aroma potential of 12 chocolate samples (chosen among the 206 ones with three samples representative of each pole) was investigated on aroma extracts obtained by distillation under vacuum. Gas chromatography coupled to olfactometry (GC-O) and to mass spectrometry (GC-MS) was used to detect and identify the odorous compounds. GC-O data were obtained by 12 assessors using the detection frequency method. Aroma compounds allowing the discrimination of the sensory poles were determined thanks to a correspondence analysis.Finally, a nosespace analysis conducted by 12 assessors on 8 chocolates (two in each pole among the preceding 12) was realised using PTR-MS. This analysis was conducted simultaneously with a temporal sensory analysis (Temporal Dominance of Sensations, TDS), allowing temporal instrumental and sensorial data to be obtained. A principal component analysis (PCA) conducted on the TDS data revealed a good discrimination of the sensory poles, with similar dominant attributes in poles 1 and 4, on the one hand, and in poles 2 and 3, on the other hand. The nosespace data displayed real time release curves of 26 aroma compounds. The relationships between instrumental and sensory data were investigated thanks to the AWD (Abundance While Dominance) index that measures the abundance (area under the curve) of each ion during the dominance of a given sensation. Correspondence analyses of the AWD indices conducted for each chocolate sample allowed to define some relationships between dominant sensations and some released aroma compounds.