Dans le but de développer des matériaux actifs antimicrobiens biodégradables à libération contrôlée, des mélanges de deux polymères biodégradables incompatibles ont été mis en oeuvre par les voies classiques de transformation des matériaux plastiques (extrusion). L'originalité de ces mélanges réside dans la recherche d'une stratégie de contrôle de la libération d'espèces actives incorporées dans l'une des phases du système et générée par la tortuosité/disponibilité de chemins de diffusion sélectifs obtenue en jouant sur les proportions relatives des 2 polymères en présence. Les systèmes binaires étudiés sont : [amidon de maïs plastifié, PLS et poly(butylène succinate-co-adipate) ou PBSA] et un système référence [(poly(oxyethylène) PEO et PBSA]. Dans ces mélanges, les polymères polaires (PLS ou PEO) jouent le rôle de matrice hôte pour solubiliser les migrants actifs ou modèles, souvent polaires et le polymère semipolaire,le PBSA, compense la faiblesse des propriétés mécaniques et barrières à l'eau de la phase amylacée et /ou hydrophile tout en présentant une température de fusion basse (85°C) compatible avec une stratégie à plus long terme d'incorporation d'actifs peu thermostables. Les systèmes obtenus sont caractérisés afin de corréler les différentes morphologies obtenues en jouant sur la composition des mélanges (phase dispersées dans une matrice continue, ou continuité partielle ou totale, systèmes pseudo-multicouches) aux phénomènes de transport de diverses molécules. Les caractérisations effectuées ont alors pour objectif d'élucider les morphologies obtenues par i) extraction sélective par voie solvant (ou hydrolyse) enrichie par des observations microscopiques ii) par utilisation de sondes gazeuses via les propriétés de transport de vapeur d'eau (qui privilégiera les chemins offerts par la matrice polaire) ou de l'oxygène (qui, lui, privilégiera les chemins de diffusions offerts par le PBSA) iii) par la réalisation des isothermes et cinétiques de sorption d'eau et enfin iv) par l'étude de la libération dans l'eau de migrants actifs ou modèles préalablement incorporés dans la phase polaire (fluorescéinate de sodium, acides organiques, glycine, di-glycine). Il a ainsi pu être montré pour les mélanges PLS/PBSA que les phénomènes de diffusion sont contrôlés par la tortuosité générée par la présence de PBSA dans le cas du relargage de la fluorescéine et par l'hydratation limitée de la phase polaire en présence de fortes teneurs en PBSA dans le mélange pour les phénomènes de sorption d'eau. Ainsi, la diffusion de la fluorescéine, par exemple, est nettement plus influencée que celle de l'eau par la tortuosité (elle-même gouvernée par la composition du mélange), très probablement en raison de sa plus grande masse moléculaire. Pour les mélanges PEO/PBSA, des comportements distincts ont été mis en évidence selon la composition des mélanges. Pour les mélanges à faibles teneurs ou teneurs intermédiaires en PBSA, un transport rapide se produit principalement via la dissolution du PEO. La morphologie ne semble pas influencer les cinétiques de libération. Pour des teneurs élevées en PBSA, la cinétique de libération est cette fois dépendante de la morphologie présente un temps de latence caractéristique d'une cinétique de perméation (libération proportionnelle au temps). En conclusion, les matériaux élaborés par les voies migrants polaires tels que des conservateurs pour élaborer par exemple des emballages actifs antimicrobiens / In order to develop biodegradable and active materials s, blends of two incompatible biodegradable polymers have been implemented by conventiona plastic material processing (extrusion). The originality of these blends lies in the search for a strategy to control the release of active species included in one of the phases of the system. Therefore, the tortuosity / availability of selective diffusion paths obtained by varying the relative proportions of the two polymers involved will be exploited. Studied binary systems consist of: [plasticized corn starch, PLS and poly (butylene succinate-co-adipate) or PBSA] and a reference system [(poly (oxyethylene) PEO and PBSA]. In these blends, polar polymers (PLS or PEO) play the role of host matrix to solubilize the active migrants or model molecules which are often polar, and the semi-polar polymer (PBSA) compensates for the weakness of the mechanical properties of the starchy and / or hydrophilic phase while having a low melting temperature (85 ° C) consistent with a longer-term strategy of incorporation of thermostable active molecules such as lysozyme or nisin. The resulting systems were characterized to correlate the different morphologies obtained by varying the composition of the blends (dispersed phase in a continuous matrix, partial or total continuity, or pseudo-layer systems) to the transport phenomena of various molecules. The performed characterizations aim to elucidate the morphologies by i) selective solvent extraction method (or hydrolysis) enriched by microscopical observations ii) using gaseous probes via the determination of water vapor transport properties (water will favor the paths provided by the polar matrix) or oxygen transport properties (O2 will favor the diffusion paths provided by the PBSA matrix) iii) by determining water sorption isotherms and kinetics and finally iv) by the study of the release in water of active or model migrants previously incorporated in the polar phase (sodium fluoresceinate, organic acids, glycine, diglycine). It has been observed that the diffusion phenomena in PLS / PBSA blends are controlled by the tortuosity generated by the presence of PBS and by the limited hydration of the polar phase at high PBSA contents in the blends for water sorption phenomena. Thus, the diffusion of fluorescein, for example, is much more influenced by the tortuosity (itself governed by the composition of the blends) than that of water, which is likely due to its higher molecular weight. For PEO / PBSA blends, distinct behaviors were observed according to the blends composition. For the blends with low or intermediate content of PBSA, rapid transport occurs mainly via the dissolution of the PEO. The morphology did not seem to influence the release kinetics. For high contents of PBSA, the release kinetics were dependent on the morphology and a time lag which is characteristic of permeation kinetics (release proportional to time) appeared. In conclusion, the multiphasic materials prepared by plastic processing look promising for the controlled release of polar migrants such as food preservatives to develop antimicrobial active packaging

[...]Ce travail de thèse porte sur la conception et la réalisation d’emballages actifs, pour desapplications dans le domaine de l’agroalimentaire. Elle s’inscrit dans le cadre du projetEMAC du groupe Vitagora, dont les objectifs sont d’optimiser la conservation des qualitésorganoleptiques des produits, et d’augmenter la DLC et la DLUO des aliments, à travers lamaîtrise de l’atmosphère des emballages.Dans une première partie, la thèse se concentre sur les aspects matériaux, avec un état de l’artsur la mise en oeuvre des emballages dits « actifs », l’étude du comportement à la mise enoeuvre des mélanges et la réalisation des emballages actifs. Les travaux de cette thèse se sontorientés sur l'amélioration d'emballages existant par l’incorporation directe de moléculesactives (thymol et carvacrol) et de charges végétales (chanvre et cellulose) susceptibles demoduler le comportement des agents actifs introduits dans l'emballageDans un deuxième temps, la thèse fait porter l’analyse sur les propriétés physico-chimiquesdes matériaux. Cette étude permettra de vérifier l’intégrité physique des matériaux, d’analyserle comportement rhéologique et la stabilité thermique au cours du procédé d’élaboration. Endépit des nombreuses contraintes thermo-mécaniques subies par les matériaux à la mise enoeuvre, les agents actifs ne semblent pas subir d’altérations chimiques. La présence de fibrespermet de réduire le taux de perte en agent actif ce qui pourrait être expliqué par leur systèmecapillaire qui sert de réservoir aux agents actifs lors de la mise en oeuvre.La troisième partie porte sur l’étude des interactions contenant/contenu et sur les différentsaspects règlementaires en termes de migration auxquelles sont soumis les emballagesalimentaires. Dans certains cas, la migration globale est supérieure à la LMG de 10 mg/dm².Nous avons optimisé la mise en oeuvre des matériaux en modifiant la réalisation descompounds et en réduisant le taux de fibres de 2,5% à 1% dans les emballages finaux. Unenette amélioration des valeurs de migration globale est observée, on passe ainsi d’une valeurmaximale 10,81 mg/dm² de à 2,85 mg/dm². [...] Enfin, dans la dernière partie, nous abordons l’efficacité de ces emballages actifs vis-à-vis dessouches bactériennes et leur impact sur la conservation des produits de l’industrieagroalimentaire. La capacité antimicrobienne du thymol et du carvacrol reste conservée aprèsla mise en oeuvre, de l’extrusion du mélange maître à la production de pots en injection. Lesplus grandes valeurs d’inhibition sont observées pour les échantillons chargés en fibresvégétales. De plus, il n’est pas nécessaire d’utiliser de fortes concentrations en agents actifspour observer une action sur le développement microbien. Des concentrations minimalesinhibitrices de l’ordre de 10-5 à 10-4 mg d’agent actif par millilitre d’air, ont été mesurées dansle cas des souches bactériennes P. camemberti, B. subtilis, L. plantarum, E. coli. Pour uneincorporation d’environ 0,2 % massique d’agent actif dans les emballages, il est déjà possibled’atteindre une concentration en phase vapeur moyenne de 4x10-5 mg/ml.Les essais préliminaires sur les propriétés sensorielles et organoleptiques montrent que ladurée de conservation d'aliments dans les emballages actifs augmente. Cependant il est aussipossible de noter un impact organoleptique se traduisant dans certains cas par unemodification de la saveur des aliments, dans d’autres cas par une odeur à l’ouverture desemballages. Les meilleurs résultats de conservation des aliments ont été obtenus avec lesfilms co-extrudés, dont la concentration en agent actif est cinq fois plus faible que dans celledes pots réalisés en injection / No abstract

Les nanoparticules d’argent (Ag NPs) sont considérablement utilisées dans l’industrie alimentaire. Elles sont fortement appliquées comme enrobages d’emballages alimentaires afin d’assurer une meilleure qualité des aliments et une plus longue durée de conservation sur les étagères des supermarchés. En revanche, les risques associés aux Ag NPs sont inquiétants. Leurs effets potentiels sur les humains et sur l’environnement suscitent un grand intérêt scientifique. C’est pourquoi il est important de valider des méthodes analytiques pour détecter, caractériser et quantifier les Ag NPs dans la nourriture mise en contact avec ce type de contenant. Les méthodes permettront de mieux comprendre la migration de l'argent vers les aliments directement ingérés par l’humain. La spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif en mode particule unique (SP-ICP-MS) est une technique prometteuse pour caractériser et quantifier de petites particules (de quelques nanomètres) à de faibles concentrations (dans l'ordre du ng L-1). Contrairement aux techniques analytiques conventionnelles, telles que les techniques de microscopie et de diffusion de la lumière, le SP-ICP-MS distingue la forme ionique de la forme particulaire de l'analyte. Cette présente étude valide une méthode pour la caractérisation et la quantification des Ag NPs et de l’argent ionique dans deux boissons et trois simulants: jus d'orange, préparation en poudre pour nourrissons, eau Milli-Q, acide acétique à 3% et éthanol à 10%. De plus, une meilleure compréhension du devenir et de la migration de l’argent provenant d'emballages alimentaires nano-activés a pu être obtenue. En effet, les milieux acides et les traitements thermiques ont engendré de plus grands relargages d’argent, sous forme ionique, contrairement aux milieux dits « lipophiles » tels que la préparation pour nourrissons et l’éthanol. En conclusion, ce mémoire nous démontre que les voies de libération des NPs des contenants nano-activés ne sont pas encore très bien comprises. De plus amples études doivent être entreprises afin de pouvoir établir des modèles de migration clairs et afin de mieux comprendre les risques associés à leurs utilisations. / Silver nanoparticles (Ag NPs) are increasingly used in the food industry. They are integrated into coatings of various food packaging to help ensure longer product shelf life. However, the risks associated with Ag NPs are currently not well known and their potential effects on humans are causing growing concern. Furthermore, it is not clear whether NPs have greater or lesser risk than dissolved silver ions or bulk phase Ag. Consequently, it is necessary to detect and to characterize the release of silver from silver-enhanced containers into real food matrices using sensitive analytical techniques that allow one to distinguish between silver ions and nanoparticles. Single particle ICP-MS is a promising technique to count and size small particles at low concentrations. Compared to other conventional instrumentation, it can distinguish between ionic and particulate forms of the analyte. This thesis focused firstly on the validation of an analytical method for the analysis of Ag NPs and ionic silver in three different food simulants (Milli-Q water, 10% ethanol and 3% acetic acid) and in two drinks (orange juice and infant milk formula). A better understanding of the aging and of the migration of silver has been reached in these matrices. Essentially, acidic media caused significant NP oxidation whereas organic macromolecules like lipids, proteins and polysaccharides appeared to increase the stability of the NPs. Subsequently, a migration study from silver-enhanced containers showed significant release of dissolved Ag in 3% acetic acid and a lower release in milk formula. Also, heating led to a considerable release of silver from the container. To conclude, further studies are needed to obtain clear release models to better understand the risk on humans and on the environment.

Le règne végétal est une ressource renouvelable d'une large gamme de métabolites secondaires biologiquement actifs. Ces travaux de thèse proposent une stratégie multidisciplinaire d'évaluation du potentiel de composés phénoliques antimicrobiens d'origine végétale pour la conservation des aliments. Un criblage de l'activité antimicrobienne in vitro vis-à-vis de 8 souches de la flore pathogène et d'altération des aliments d'une centaine de molécules pures et une soixantaine d'extraits végétaux a d'abord permis de sélectionner les plus actifs. Différents mécanismes d'action vis-à-vis de S. aureus ont pu être mis en évidence par cytométrie de flux couplée à l'utilisation de marqueurs de l'état physiologique des bactéries pour quelques uns des composés actifs sélectionnés. En vue d'une application à de la viande bovine, l'activité antibactérienne des composés phénoliques ou extraits végétaux les plus actifs a été réévaluée dans des milieux de culture plus complexes mimant leur teneur en protéines et en matières grasses. Les résultats de ce criblage et un suivi microbiologique de viande hachée de bœuf avec 1% (m/m) d'extrait ajouté ont permis d'observer que les pertes d'activité antibactérienne observées étaient notamment corrélées aux interactions des composés phénoliques avec les protéines ou les matières grasses. L'incorporation des composés phénoliques ou extraits végétaux dans des matériaux d'emballage en contact alimentaire a constitué la seconde voie de mise en œuvre envisagée. Des films plastiques conservant une activité antibactérienne ont ainsi pu être élaborés par voie fondue / The plant kingdom is a renewable resource of a wide range of biologically active secondary metabolites. This thesis proposes a multidisciplinary strategy for evaluating the potential of plant-derived antimicrobial phenolic compounds for food preservation. A screening of the antimicrobial activity in vitro against 8 strains of foodborne pathogenic and spoilage microorganisms of a hundred pure molecules and about sixty plant extracts allowed to select the most active. Different mechanisms of action with respect to S. aureus could be demonstrated by flow cytometry coupled with the use of probes of the physiological state of the bacteria for some of the selected active compounds. For application to beef, the antibacterial activity of the most active phenolic compounds or plant extracts has been re-evaluated in more complex culture media mimicking their protein and fat content. The results of this screening and a microbiological monitoring of minced beef with 1% (m / m) of added extract made it possible to observe that the observed losses of antibacterial activity were in particular correlated with the interactions of the phenolic compounds with the proteins or fat. Incorporation of phenolic compounds or plant extracts into packaging materials in contact with food constituted was the second proposed route of implementation. Plastic films that retain antibacterial activity have thus been able to be prepared by melting

Cela fait maintenant plus de 20 ans que le prix Nobel de chimie a été attribué aux professeurs Heeger, Shirakawa et McDiarmid pour souligner leurs travaux sur le développement des polymères conducteurs. Aujourd'hui, ces polymères sont maintenant étudiés pour remplacer les matériaux les plus performants utilisés dans divers dispositifs intelligents. Dans une ère où les avancées technologiques sont en plein essor, il devient essentiel de réfléchir à des solutions pour limiter l'impact environnemental de ce développement, et les polymères conjugués font partie des alternatives les plus prometteuses. L'objectif général de cette thèse est de développer de nouveaux polymères conjugués solubles dans l'eau, autodopés, conducteurs et imprimables dans le but de les utiliser dans des dispositifs électroniques. Ce projet a été développé au sein du réseau NSERC-Green Electronics Network, qui réunit plusieurs chercheurs de tout le Canada afin de développer une nouvelle génération d'électronique verte pour l'emballage intelligent. Dans un premier temps, une large gamme de polymères autodopés et hydrosolubles a pu être synthétisée. Ces matériaux ont été préparés par polymérisation par (hétéro)arylation directe et ont permis d'atteindre des conductivités allant jusqu'à 50 S/cm. Ce projet a permis d'identifier les matériaux les plus stables et les plus prometteurs pour une utilisation dans les dispositifs pour l'emballage intelligent. Par la suite, le meilleur candidat développé a été légèrement modifié afin d'obtenir un nouveau polymère conducteur soluble dans l'eau et réticulable. Ce matériau peut être imprimé et par la suite chauffé pour lui faire subir une réaction de réticulation, lui permettant d'être utilisé comme thermistor dans un détecteur de température stable pour l'emballage intelligent. Finalement, dans le dernier chapitre de cette thèse, les méthodes synthétiques des matériaux sont revisitées afin d'améliorer leurs propriétés optoélectroniques et d'obtenir des matériaux rivalisant avec des matériaux de pointe tel que l'oxyde d'indium-étain (ITO). La modification de la méthode de synthèse a permis d'améliorer considérablement les propriétés optoélectroniques des polymères. Ils ont ainsi pu être imprimés sur des substrats flexibles et ont démontré une conductivité et une transmittance se rapprochant fortement de celles de l'ITO commercial sur support plastique. / It has now been more than 20 years since the Nobel Prize in Chemistry was awarded to Professors Heeger, Shirakawa and McDiarmid to highlight their work on the development of conductive polymers. These polymers are now being studied to replace the most efficient materials used in intelligent devices. In an era where technological advances are booming, it becomes essential to think about solutions to limit the environmental impact of this development, and conjugated polymers are among the most promising alternatives. The general objective of this thesis is to develop new water-soluble, self-doped, conducting and printable conjugated polymers with the aim of using them in electronic devices. This project was developed within the NSERC-Green Electronics Network, which reunites several researchers from across Canada to develop a new generation of green electronics for smart packaging. In the first part of this thesis, a wide range of self-doped and water-soluble polymers were developed. These materials were synthesized by Direct (Hetero)Arylation Polymerization and made it possible to achieve conductivities of up to 50 S/cm. This project allowed to identify the most stable and promising materials for applications in smart packaging devices. Subsequently, the best developed candidate was slightly modified to obtain a new cross-linkable water-soluble conducting polymer. This material can be printed and subsequently heated to undergo a cross-linking reaction, allowing it to be used as a thermistor in a stable temperature detector for smart packaging. Finally, in the last chapter of this thesis, the synthetic pathway to obtain the materials is revisited to improve their optoelectronic properties in order to obtain materials that rival cutting-edge materials such as indium tin oxide (ITO). The modification of the synthesis method has made it possible to considerably improve the optoelectronic properties of the polymers. They could thus be printed on flexible substrates and demonstrated conductivity and transmittance very close to those of commercial ITO on plastic support.

Contexte. Bien que les aliments traditionnels jouent un rôle primordial dans la nutrition et la culture des Premières Nations, leur consommation est de plus en plus remplacée par celle d’aliments transformés, en particulier chez les jeunes. Outre leur faible qualité nutritionnelle, les aliments transformés peuvent également contenir des contaminants chimiques comme les acides perfluoroalkylés (PFAA) et le bisphénol A (BPA). issus entres autres des emballages et de la transformation alimentaires, qui sont connus ou suspectés d’agir comme perturbateurs endocriniens. Le projet pilote Jeunes, Environnement et Santé a été réalisé en 2015 en collaboration avec quatre communautés des Premières nations au Québec auprès de jeunes 3 à 19 ans (n=198). Les objectifs du présent projet étaient de (i) documenter l'exposition aux PFAA et au BPA dans ces communautés et la comparer à celle dans la plus récente Enquête canadienne sur les mesures de la santé (ECMS) : (ii) décrire la consommation des différentes catégories d'aliments pouvant contenir des PFAA ou du BPA; et (iii) examiner les associations entre la consommation d'aliments et l'exposition à ces contaminants. Méthodes. Des mesures anthropométriques ont été prises et des questionnaires ont été administrés, dont un questionnaire sur la fréquence alimentaire, sur la base duquel les apports alimentaires ont été calculés. Les échantillons biologiques ont été collectés puis analysés pour les PFAA dans le plasma (PFOS, PFOA, PFHxS et PFNA) et le BPA dans l’urine. Des modèles linéaires généralisés ont été utilisés pour tester les associations entre la consommation d'aliments et l'exposition aux PFAA et au BPA. Résultats. Les concentrations sériques de PFNA chez les participants Anishinabeg étaient significativement plus élevées que dans le cycle 5 de l'ECMS (2016-2017) pour les mêmes groupes d'âge, tandis que le PFOS, PFOA et PFHxS étaient plus faibles que dans JES!-YEH!. Les concentrations moyennes de BPA urinaire chez tous les participants étaient également plus élevées que dans l'ECMS. La consommation de produits laitiers était élevée par rapport aux autres catégories d'aliments, et en particulier le lait, chez les participants Anishinabeg âgés de 6 à 11 ans et les participants Innus âgés de 3 à 5 ans et de 6 à 11 ans. La consommation totale de produits laitiers et d’aliments ultra-transformés était significativement associée aux concentrations sériques de PFNA chez les participants Anishinabeg et Innus. Le PFNA était également associé à la consommation d'aliments ultra-transformés chez les participants Anishinabeg, alors qu'il était associé à la consommation de poissons marins sauvages et de baies chez les participants Innus. Le PFHxS était associé à la consommation de maïs soufflé au micro-ondes chez les participants Anishinabeg. Pour le BPA, une association positive a été observée avec la consommation de fromage et de lait chez les participants Anishinabeg, et avec la consommation de poissons marins sauvages, de petits fruits, de desserts et de viandes transformées chez les participants Innus. Conclusion. Ces résultats soulignent l’importance de mieux documenter les méthodes de transformation et d’emballage des aliments ainsi que de promouvoir la consommation d’aliments peu transformés et non emballés afin d’offrir des environnements alimentaires plus sains aux jeunes dans les communautés Autochtones et d’ailleurs. / Context. Although traditional foods play a central role in Indigenous Peoples nutrition and culture, their intake is increasingly being replaced by processed foods, particularly among younger generations. Other than their lower nutritional quality, processed foods may also contain chemical contaminants from food processing and packaging that are known or suspected endocrine disruptors, such as perfluoroalkyl acids (PFAAs) and bisphenol A (BPA). In 2015, the project Jeunes, Environnement et Santé / Youth, Environment and Health (JES!-YEH!) was conducted among children and youth (3-19y) in collaboration with four First Nation communities in Quebec (n=198) and the objectives of the present project were to: (i) Document exposure to PFAAs and BPA in comparison to the most recent youth data of the Canadian Health Measures Survey (CHMS Cycle 5 2016-2017); (ii) Describe the intake of different food categories that may contain PFAAs or BPA; and (iii) Examine the associations between food categories intakes and exposure to these contaminants. Methods. Anthropometric measurements were taken and questionnaires were administered, including a food frequency questionnaire, based on which food intakes were calculated. Biological samples were collected, and serum was analysed for PFAAs (PFOS, PFOA, PFHxS, PFNA) and urine for BPA. Generalized linear models were used to test associations between food intakes and biomarkers of exposure to PFAAs and BPA. Results. Mean PFNA serum concentrations were significantly higher than in the CHMS Cycle 5 (2016-2017) for the same age groups among Anishinabe participants, where as concentrations of mean PFOS, PFOA and PFHxS levels were lower than CHMS values among all JES!-YEH! participants. Mean urinary BPA concentrations were also higher than in the CHMS Cycle 5 (2016-2017) in all participants. Dairy products intake was high in comparison to other food categories, and especially milk, among Anishinabe participants aged 6 to 11 years old and Innu participants aged 3 to 5 and 6 to 11 years old. Total dairy products intake was significantly associated with PFNA serum concentrations among Anishinabe participants and Innu participants. PFNA was likewise associated with ultraprocessed foods intakes among Anishinabe participants, whereas it was associated with wild marine fish and berries intakes among Innu participants. PFHxS was associated with microwave popcorn intake among Anishinabe participants. For BPA, a positive association was found with cheese and milk intakes in Anishinabe participants, and with wild marine fish, wild berries, desserts and processed meats intakes in Innu participants. Conclusion. These results highlight the importance of better documenting food-processing and packaging methods, particularly for dairy products, and their contribution to endocrine disruptors exposures as well as to promote minimally processed and unpackaged foods to provide healthier food environments for youth in Indigenous communities and beyond.

Cette étude porte sur l’analyse du mécanisme de transfert du carvacrol (molécule antimicrobienne volatile) au travers de films à base de chitosan. La composition, la structure, les paramètres de procédés et de séchage de la couche de chitosan ont été corrélés aux propriétés physico-chimiques et fonctionnelles des films. La compréhension de ces facteurs et de leurs influences est cruciale à l’optimisation de la production de films actifs à base de polyéthylène enduits de chitosan. En effet, composition, microstructure et condition environnementale (température, humidité) conditionnent la rétention puis la libération contrôlée du carvacrol. La présence d’humidité induit absorption, gonflement, et plastification du chitosan, et par conséquent influe sur la structure, ses propriétés thermiques et de surface. L’absorption d’humidité, due au changement de structure, entraîne une forte augmentation de la perméabilité aux gaz et à la vapeur d’eau, et favorise ainsi la libération du carvacrol, nécessaire à une efficacité antimicrobienne rapide. Cette dernière, ainsi que l’impact sensoriel sur l’aliment emballé, sont directement corrélés aux aspects cinétiques et de partage des vapeurs de carvacrol. Ces travaux ont ainsi mis en évidence l’importance le compréhension de mécanismes de transfert dans les emballages à base de bio-polymères sur leur production et application industrielles / The aim of this study is the analysis of structure and transfer mechanisms through chitosan based food packaging materials with incorporated carvacrol as a model of antimicrobial active substance. Integration of composition parameters, structure, processing and drying of chitosan systems is correlated to its physico chemical and functional properties. Understanding and detailed analyses of processing parameters is crucial in production of active chitosan coatings applied on conventional materials such as polyethylene. So, the knowledge of composition and microstructure in association to environmental conditions, control the retention and the release kinetics of carvacrol from chitosan film. Water vapour was crucial parameter that strongly influenced adsorption, swelling and plasticization of chitosan based films, as well as thermal, surface and mechanical properties. By changing the matrix structure, penetrating water molecules decreased gas barrier efficiency and increased release of carvacrol. Furthermore, release of carvacrol in the headspace was correlated to the antimicrobial efficiency and to the organoleptic impact on packed food products. Such investigation highlights the transfer mechanism within bio-based materials, prior to efficiency prediction for their industrial development.In dry conditions, all chitosan films were fairly good gas barriers (about 10 17 g/m∙s∙Pa). Chitosan coated polyethylene films were up to 10000 times less permeable than uncoated PE. Increase in the environmental humidity above 60% and up to 96% (that represents the conditions of a real fresh food packaging system), significantly increased gas permeability of all chitosan films. Mechanical tests confirmed that when relative humidity increased, structural changes were induced. Therefore, extensive water plasticization of chitosan matrix was observed.Diffusion coefficients of carvacrol from chitosan film increased up to 1000 times when humidity increased from 0% to 100%. Water vapour triggers the release of carvacrol in the vapour phase. This indicates the importance of controlling the environmental conditions in the packaging at the time of the application but also during the active film storage.Films with carvacrol concentrations in the vapour phase above 2x10-7 g/mLair were efficient against large spectrum of bacteria, including some Gram-positive bacteria, Gram-negative bacteria and fungi. In some instances the concentration that was required for carvacrol antimicrobial efficiency was not organoleptically acceptable to consumers. / Cilj ovog rada je analiza strukture i mehanizama prijenosa tvari kroz ambalažne materijale za pakiranje hrane na bazi kitozana s inkorporiranim karvakrolom kao modelnom aktivnom antimikrobnom tvari. Integrirani sastavni parametri, struktura, proizvodnja i sušenje kitozanskog sustava korelirani su sa njegovim fizikalno-kemijskim i funkcionalnim svojstvima. Razumijevanje i detaljna analiza procesnih parametara predstavlja ključan korak u proizvodnji aktivnih kitozanskih prevlaka na konvencionalnim materijaima kao što je polietilen. Dakle, poznavanje sastava i mikrostrukture u ovisnosti o okolnim uvjetima, osnovni je preduvjet za kontrolirano zadržavanje i otpuštanje karvakrola iz filmova na bazi kitozana. Vodena para predstavlja ključni parametar koji značajno utječe na adsorpciju, bubrenje i plastifikaciju kitozanskih filmova, kao i na njegova toplinska, površinska, i mehanička svojstva. Penetracijom (prodiranjem) molekula vode dolazi do promjene strukture matriksa, smanjuje se učinkovitost barijernih svojstava prema plinovima i povećava otpuštanje karvakrola. Otpuštanje karvakrola u zračnom prostoru u korelaciji je sa antimikrobnom učinkovitosti i organoleptičkim svojstvima upakiranih prehrambenih proizvoda. Ovo istraživanje prije svega naglašava značaj poznavanja mehanizma prijenosa tvari unutar biomaterijala koji je neophodan za predviđanje učinkovite primjene na industrijskoj razini