La valorisation thermique des farines animales par incinération génère des fumées qui doivent être traitées pour respecter la réglementation sur les émissions atmosphériques. Cette travail de thèse traite de la co-incinération de farines animales et de boues de station d'épuration, et a été mené dans une installation industrielle. Une campagne de mesures sur site a permis de déterminer la composition chimique des phases gazeuse (O2, CO2, H2O, NOx, SO2, HCl, NH3) et solides (C, H, O, N, S, Cl, Na, K, Ca, P, Fe, Si) de toutes les entrées et sorties de l'installation. Une méthode d’évaluation des flux massiques est proposée et un bilan de matière établi. Les résidus ultimes d’incinération sont constitués de cendres et de résidus de traitement des fumées (REFIDIS) qui représentent environ 25 % de la masse des déchets incinérés. Les cendres sont composées essentiellement de phosphates de calcium, les REFIDIS de sels sodiques. L'efficacité du système de traitement des gaz acides et des NOx a été estimée. Le traitement comprend une neutralisation des gaz acides au bicarbonate de sodium et une réduction catalytique des NOx à l’urée, menés sur deux voies en parallèle équipées de bougies en céramique catalytique ou non. Afin de mieux comprendre les phénomènes physico-chimiques mis en jeu, des tests d'absorption de SO2 par Na2CO3 à 250 °C et 300 °C ont été menés dans un réacteur de laboratoire, montrant l'influence de la température et surtout de l'humidité. Une modélisation de l'absorption de SO2 par Na2CO3 est proposée, basée sur une diminution du nombre des sites d'absorption en fonction du recouvrement de la surface. / Thermal valorisation of meat and bone meal (MBM) by incineration generates combustion gases that are treated to respect atmospheric emission regulations. This thesis is about MBM and sewage sludge co-incineration in an industrial plant. Measurements have been made to determine the chemical composition of the gaseous (O2, CO2, H2O, NOx, SO2, HCl, NH3) and solid phases (C, H, O, N, S, Cl, Na, K, Ca, P, Fe, Si) in all inlets and outlets. A mass flow evaluation method is proposed and a material balance is performed. The final wastes of incineration consist of ashes and air pollution control residues (APCR), representing about 25 % of the incinerated mass. The ashes are mainly composed of calcium phosphates and the APCR are mainly Na-based salts. The efficiency of the acid gases and NOx treatment is estimated. The treatment includes sodium bicarbonate neutralisation and catalytic reduction by urea, carried out on two parallel pathways equipped with catalytic or non-catalytic ceramic filters. To complete the understanding of physico chemical reactions in the filtering cake, tests of SO2 absorption by Na2CO3, at 250 °C and 300 °C where performed in a laboratory reactor, showing the influence of temperature and particularly humidity. A modelling of the SO2 absorption by Na2CO3 is proposed, based on an absorption site number decrease with the surface recovering.

reproduction de : Thèse de doctorat : Nutrition et sciences des aliments : Clermont Ferrand 2 : 2005. / Thèse avec publications et annexe. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliographie dispersée.

L’étude de l’optimisation des paramètres de production et de conservation de la farine de taro (Colocasia esculenta) a permis de mieux comprendre le processus cuisson des tubercules et de conservation des farines. Les études de cuisson des tubercules de six variétés ont montré que la variété Ibo coco est celle qui cuit vite eu égard à ses bonnes propriétés thermiques. La cuisson des tubercules dans l’eau du robinet est la meilleure technique de cuisson comparativement aux cuissons, à la vapeur, dans les solutions acides de citron et de tamarin. Les études de détermination des conditions optimales de séchage et conservation de la farine de taro, en utilisant un vieillissement accéléré à 10 et 20 jours de stockage à 45°C à des activité en eau de 0,07 ; 0,11 ; 0,23 ; 0,33 ; 0,53 ont permis de montrer que le vieillissement après 10 jours de stockage était suffisant pour les analyses. De plus l’application du modèle BET lors des mesures des isothermes de sorption, a permis de déterminer les teneurs en eau mono moléculaires théorique et expérimentale. Les farines produites à la teneur en eau mono moléculaire, donnent une pâte ayant des caractéristiques texturales proches de celles de la pâte traditionnelle. Toutefois, la conservation de ces farines à différentes fractions particulaires (75, 150 et 250 µm) montre que les petites fractions particulaires (75 µm) absorbent plus vite de l’eau que les autres fractions particulaires et sont de ce fait plus susceptibles à la détérioration / Study on optimization of production and storage parameters of the taro (Colocasia esculenta) flour permitted to better understanding the cooking process of taro tubers and storage of taro flours. Studies of cooking of six varieties of tubers showed that the variety Ibo coco had high rate of cooking, due to his good thermal properties. The cooking of tubers in the faucet water is the best technique of cooking compared to, steam cooking, lemon and tammarin cooking. Studies of determination of the optimal conditions of drying and storage of the taro flour, using an accelerated ageing to 10 and 20 days of storage at 45°C to the activity in water of 0,07; 0,11; 0,23; 0,33; 0,53, showed that the ageing after 10 day of storage was sufficient for analyses. Besides the use of the BET model on sorption isotherms, permitted to obtain values of theorical and experimental monolayer water. Flours produced at this monolayer water, give dough with the textural characteristics near of those of traditional dough. However, the storage of these flours with different particle sizes (75, 150 and 250 µm) shown that the small particle size (75 µm) absorb water quickly than other flours, and they are more susceptible to the deterioration

Riches en protéines et énergie, les larves de mouches soldats noires (MSN, Hermetia illucens) démontrent un fort potentiel comme aliments alternatifs pour l'industrie aquacole. Toutefois, la présence de facteurs antinutritionnels (ex. anti-protéases) pourrait limiter l'inclusion des farines de larves de MSN chez les salmonidés, notamment, la truite arc-en-ciel (Oncorynchus mykiss), une espèce importante pour l’industrie aquacole québécoise. Des traitements thermiques généralement utilisés pour réduire la charge bactérienne et permettre l’entreposage prolongés sont proposés pour désactiver les facteurs anti-protéolytiques et augmenter la digestibilité des nutriments présent dans la farine de MSN. Ainsi, cette étude propose la comparaison de différents traitements thermiques (séchées au four à 60°C pendant 12h (LB); ébouillantées (100°C) et séchées au four à 60°C pendant 6h (LE); séchées au four à 130°C pendant 2 h (LS) sur 1) la réduction de l'activité anti-protéolytique in vitro des farines de larves de 5, 10, 15 jours post-éclosion traités avec des extraits d’enzymes digestives de truites arc-en-ciel juvéniles et 2) la digestibilité des nutriments in vivo des farines de larves de 10 jours (stade de récolte commercial). Lors des essais in vitro, nous avons observé que l'activité anti-protéolytique des farines de MSN varie entre les différents stades larvaires (p<0,001) et est maximale chez les farines de larves de 10 jours post-éclosion (inhibition = 22,4 ± 3,7%). Lors des essais de digestibilité, les diètes ont été formulées en remplaçant 30% d’un régime de référence pour les salmonidés avec l’ajout de 1% d’un marqueur indigeste (SipernatTM50). Deux méthodes analytiques (cendres insolubles à l’acide (AIA) et fluorescence X à dispersion d’énergie (EDXFR) ont été utilisées et comparées pour doser le marqueur indigeste et déterminer les coefficients de digestibilité apparente (CDA). De plus, des traitements thermiques ≥ 100°C (LE et LS) permettent d’inhiber complètement l’activité anti-protéolytique. Une plus grande variabilité dans l’estimation des CDA des différents nutriments ainsi que la mise en évidence de valeur CDA inférieurs ont été obtenues par la méthode AIA que par la méthode EDXFR. Quel que soit le procédé de transformation (LB. LE et LS) aucune différence significative n’a été observée avec les protéines réelles, lipides bruts, matière sèche. Les larves stérilisées (LS) ont obtenu des CDA inférieurs aux deux autres traitements (LB et LE) pour l’acide gras C16 :1 et l’acide aspartique, et la lysine. De plus l’acide glutamique s’est montré plus digeste avec les larves ébouillantées (LE) que les deux autres traitements (LB et LS). Les acides gras C12, C17 :0 des farines brutes se sont avérés moins digestes que ceux des farines ébouillantées (LE) et stérilisées (LS). Les minéraux tels que : le phosphore, le calcium se n’ont pas été digérés quel que soit le procédé de transformation, alors que le fer n’a pas été digéré pour les traitements LB et LS. Et le zinc s’est montré plus digeste avec les traitements LB et LS. Malgré les traitements la chitine reste une composante qui n’a pas été digéré chez la truite arc-en-ciel. Compte tenu de l’absence d’études de digestibilité dans la littérature, les résultats obtenus par fluorescence X à dispersion d’énergie (EDXRF) n’ont pas pu être été discutés. Toutefois, c’est une méthode qui a montré moins de variabilités entre les données plus rapide et potentiellement plus précise qui permet de déterminer le silicium, mais aussi d’autres minéraux dans les échantillons tels que le phosphore, calcium, zinc et fer. Et les digestibilités obtenues avec les différents traitements proposés se sont montrés plus efficaces que la méthode standard (AIA). / Rich in protein and energy, black soldier fly larvae (BSF, Hermetia illucens) have a great potential as alternative feed ingredients for the aquaculture industry. However, the presence of antinutritional factors (e.g. antiproteases) could limit the inclusion of insect larvae meals for salmonids, including those for rainbow trout, an important species for the Quebec aquaculture industry. Heat treatments usually used to reduce the bacterial load to allow prolonged storage, could also deactivate antiproteases and increase the protein digestibility. The objective of this study was to compare different heat treatments (oven-dried at 60 °C for 12h (LB); scalded (4 minutes in 100°C water) and oven-dried at 60 °C for 6h (LE); ovendried at 130 °C for 2h (LS) on: 1) the inhibition of the anti-proteolytic activity in vitro of meal from larvae grown to 5, 10, 15 days post-hatching using digestive enzymes extracts of juvenile rainbow trout and 2) the digestibility of nutrients in vivo from 10-day larvae meal (standard commercial harvest age). In in vitro evaluations, we observed that the anti-proteolytic activity of BSF meals varies between the different larval stages (p <0.001) and is maximal in meals from 10-day posthatching BSF (inhibition = 22,4 ± 3.7%). In digestibility tests, the diets were formulated by replacing 30% of a reference diet for salmonids with the addition of 1% of an indigestible marker (Sipernat50™). Two analytical methods (acid-insoluble ash (AIA) and energy dispersive X-ray fluorescence (EDXFR)) were used and compared quantification of the indigestible marker and determine the coefficients of apparent digestibility (CDA). In addition, heat treatments ≥ 100 ° C (LE and LS) completely inhibited the antiprotease activity. Greater variability in the estimation of CDA of the various nutrients as well as the demonstration of lower CDA values were obtained by the AIA method than by the EDXFR method. Irrespective of processing method (LB, LE and LS) no significant difference was observed for proteins, crude lipids, dry matter. The sterilized larvae (LS treatment) demonstrated lower CDAs than the other processing treatments (LB and LE) for C16: 1 fatty acid, aspartic acid, and lysine. In addition, glutamic acid was more digestible with scalded larvae (LE) versus the other two treatments (LB and LS). Also, the fatty acids C12, C17: 0 of raw insect meals were less digestible than those of scalded and sterilized meals. Minerals including phosphorus and calcium were indigestible irrespective of the processing treatment; Iron was indigestible for LB and LS treatments, whereas zinc was more digestible with LB and LS treatments. Under all processing methods, chitin remained indigestible. Despite the absence of digestibility studies in the literature, employing EDXRF to measure external digestibility markers, this approach is a chemical free, faster and potentially more accurate method for determining silicon, but also other minerals in samples such as phosphorus, calcium, zinc and iron. The digestibilities obtained with the different treatments were higher using the EDXRF method versus the standard method measuring AIA. Ultimately, this work should enable insect producers and aquafeed manufacturers meet the specific nutritional of aquaculture species.

Ce travail vise à montrer l'intérêt de valoriser des phosphates d'origine animale, après une étape de calcination qui produit des cendres minérales constituées essentiellement d'hydroxyapatite : Ca10(PO4)6(OH)2. Elles constituent une matière première renouvelable, riche en phosphore. Plusieurs voies de valorisations sont examinées. La première est la fabrication d'un acide phosphorique très pur, de pureté supérieure à celui produit industriellement à partir de phosphates géologiques. Les propriétés des hydroxyapatites font que ces cendres pourraient être utilisées comme des barrières chimiques pour fixer des éléments polluants contenus dans un sol, un effluent ou une nappe. L'étude de la fixation de divers éléments polluants a montré les grandes capacités de fixation de ces matériaux. / Natural phosphorus sources are drastically decreasing, and it is necessary to find new phosphorus sources. Ashes obtained from calcination of bone meals are mainly hydroxyapatite: Ca10(PO4)6(OH)2. Thus, they can be used as phosphorus-rich raw material. Several valorization ways were evaluated. Bone ashes can be used for the synthesis of a pure phosphoric acid without metallic elements, mainly cadmium and uranium. Hydroxyapatite properties suggest that bone meals ashes can be used for remediation of soils, sludge, effluents and groundwater. Experiments with different metallic elements (Cr, Pb, La...) showed the high sorption properties of this material.

L’Encéphalopathie Spongiforme Bovine (ESB), maladie animale découverte en 1986, est reconnue comme un problème de santé publique depuis 1996, date à laquelle son lien avec la variante de la maladie de Creutzfeldt-Jakob fut avéré. Dans ce contexte, les autorités françaises et européennes développèrent différentes mesures afin d’endiguer l’épizootie et réduire les risques d’exposition des consommateurs. Les instances gouvernementales se concentrèrent, notamment, sur les farines animales. Ces produits, fabriqués à partir des déchets animaux non consommés par les êtres humains et distribués dans l’alimentation des animaux d’élevage, furent, en effet, reconnus comme le vecteur de propagation de l’agent pathogène dans les troupeaux. En France, ces farines furent complètement interdites d’usage dans les rations alimentaires des animaux d’élevage le 14 novembre 2000. Cette décision plaça alors les pouvoirs publics dans une situation de crise puisque, malgré leur interdiction, leur production demeura et demeure toujours obligatoire car ces dernières permettent de réduire en masse et en volume les quantités de déchets animaux. Les autorités durent ainsi trouver de nouveaux exutoires pour ces produits dont la production atteignait, en 2000, un volume hebdomadaire de 8 000 tonnes. C’est dans ce contexte de gestion d’un produit reconnu nationalement à risque sanitaire que s’inscrit ce travail. La thèse repose sur l’exploitation d’archives de différentes natures (gouvernementales, industrielles, médiatiques et associatives) et poursuit un double objectif. Elle cherche, d’une part, à reconstruire la temporalité de l’action publique dans la gestion des farines animales au regard des différents acteurs locaux impliqués et, d’autre part, à identifier les niveaux d’action et stratégies territoriales en jeu dans le maintien ou la résorption de cette crise. Pour mieux comprendre les processus de territorialisation de l’action publique, la thèse s’inscrit dans une approche mixte qui intègre dans le questionnement géographique les réflexions associées aux « instruments de l’action publique » [Halpern C., Lascoumes P., Le Galès P., 2014] et croise les apports des analyses quantitatives et qualitatives. / Bovine Spongiform Encephalopathy (BSE), disease discovered in 1986, is known as public health problem since 1996. Indeed, it has been linked to the variant of Creutzfeldt-Jakob disease has shown. In this context, European and French authorities took several measures to control the epidemic and to decrease the chance of exposure of consumers. Governments especially focused on feed-bone meals, produced from animal waste and used in cattle feed, which were recognised as the vector of the spread of the disease. Feed-bone meal were totally banned the 14th November 2000 in France and this decision entailed a huge crisis. Indeed, feed-bone meal were declared unfit for cattle consumption but their production remained, and still remains, necessary. They allow to reduce in weight and volume the quantities of animal waste which are produced by agro-food industry. French government had to find new outlet for feed-bone meal which are massively produced (8 000 tons per week in 2000). This thesis analyses the way this crisis has been handled in France. She draws on archives from several sources (governmental, industrial, media, associative) and has two aims. Firstly, thesis points out the temporality of public action in the light of local actors who were in charge. Secondly, this work identifies levels of action and territorial strategies which have been mobilised to manage the French feed-bone meal crisis. To better understand territorialisation of public action, thesis sets in mix-methods methodology which integrate in geographical issue the considerations around “tools of public action” [Halpern C., Lascoumes P., Le Galès P., 2014] and crosses the contributions of qualitative and quantitative analysis.

Cette étude est à replacer dans le débat sur le retard de l’agriculture française à la veille de la première guerre mondiale, et dans la façon d’aborder cette analyse, entre la macro et la micro-histoire. L’économie du blé au XIXe siècle est une des portes d’entrée de l’analyse. Le blé, culture alimentaire de première nécessité, couvrait la plus grande partie des terres labourables, alimentait des très nombreux moulins, donnait naissance à un trafic de grande envergure tant national qu’international, et se retrouvait, sous forme de pain, dans l’alimentation de tous les foyers. L’impact de cette céréale était si important, que la priorité de tous les gouvernements, était de nourrir en priorité le peuple de cette denrée pour assurer la paix sociale. Ainsi donc, d’un aspect agricole, on passait d’emblée à un aspect politique et social de l’étude. La façon dont le blé était collecté, emmagasiné, distribué, déterminait un marché, plus ou moins ouvert selon que les récoltes s’avéraient suffisantes, ou insuffisantes. L’étude ouvrait donc sur la politique commerciale de la France. Les revenus des producteurs de blé étaient fonction de leur place dans le marché, leurs gains dépendaient de l’élasticité du marché, de la loi de l’offre et de la demande, et des exigences des donneurs d’ordre. L’aspect économique de la question prenait tout son sens. Enfin, la quantité de blé récolté et livré était fonction de la taille de l’exploitation, de l’agencement des terres, de leur qualité et de l’habilité du paysan à optimiser les rendements. L’aspect purement agraire et technique de la production s’avéraient être un préalable à la réflexion. Autant de sujets de réflexion encore d’actualité. / This study is part of the debate about The French agriculture backwardness before the First World War, and in the way to situate this analysis between macro and micro history. Wheat economy in the XIXth century is one of the introductions to this analysis. Wheat, being the essential food producing farming, was grown on most of the cultivated lands. It supplied a lot of granaries, gave birth to a tremendous national and international trade and was essentially dedicated to the making of bread for families. The impact of that cereal was so important that the governments’ priority was to feed the population to maintain social peace. Consequently the agricultural subject of our analysis implied to consider the political and social aspect of it. The way wheat was collected, stored, distributed and finally delivered, implied a market, more or less opened, depending on plentiful or insufficient harvests. The study opened on the French external commercial policy. The incomes of wheat producers depended on their situation on the market, their incomes depended on the fluctuations of the market, offer and supply and the demands of the principals. The economical aspect was quite meaningful. Finally, the quantity of wheat sales depended on the sizes of farms, their situation, their quality and the ability of peasants to increase the yields. The mere agricultural and technical aspect of production could not be avoided and turned out to be prior to our reflection. That sort of questioning is quite valid in the present day world.