Dans le domaine du photovoltaïque, les cellules hybrides organiques sont une des voies les plus prometteuses, notamment grâce aux propriétés de collection de lumière des molécules de type chromophore. Les nanotubes de carbone, quant à eux, sont des nano-objets quasi unidimensionnels qui présentent des propriétés de transport exceptionnelles. La réalisation d'un couplage important entre une molécule collectrice de lumière et un nanotube de carbone représente donc une voie importante à explorer. Ce travail de recherche est consacré à l'étude du transfert d'énergie dans les composés nanotubes de carbone/chromophore. Une nouvelle méthode de fonctionnalisation non covalente des nanotubes de carbone est présentée. Basée sur une suspension micellaire de nanotubes, cette méthode permet d'obtenir un fort taux de fonctionnalisation tout en préservant les propriétés intrinsèques des nanotubes. Le transfert d'énergie est mis en évidence sur les composés nanotube/porphyrine par des mesures d'excitation de la photoluminescence sur ensemble de nanotubes ainsi que sur objets uniques. L'évaluation du rendement quantique de transfert par trois méthodes indépendantes montre un couplage de l'ordre de 100% entre la molécule et le nanotube- et ce malgré la faiblesse des interactions entre orbitales "Pi" mises en jeu dans la fonctionnalisation non covalente. Le dernier volet de ce travail est consacré à des mesures d'anisotropie à l'échelle de l'objet unique permettant d'obtenir des informations quant à l'arrangement des molécules à la surface des nanotubes.

Les agroécosystèmes bananiers aux Antilles, longtemps menés en monocultures intensives, ont pris le virage d’une gestion agro-écologique depuis la mise en place du Plan Banane Durable en 2009. Pour atteindre l’objectif de diminution de l’utilisation des intrants chimiques, l’introduction de plantes de services (PdS) destinées à accomplir des services écosystémiques est à l’étude pour concilier au mieux les enjeux agronomiques et environnementaux. Parmi ces services, la régulation biologique des adventices par les PdS nécessite d’introduire des espèces ayant une bonne aptitude à la compétition pour la lumière vis-à-vis des adventices. Néanmoins la réalisation de ce service ne doit pas engendrer un dis-service vis à vis de la production agricole par les bananiers en provoquant une compétition pour les ressources minérales et hydriques du sol. Une bonne connaissance des processus de compétition aérienne et souterraine mis en place par les PdS est alors indispensable pour raisonner leur utilisation dans le système de culture. Nous avons choisi une approche par traits fonctionnels pour caractériser les espèces de cet agrosystème très anthropisé car l’étude exhaustive de processus écophysiologiques n’est pas adaptée pour le grand panel de plantes de services potentiellement utilisables. Nous faisons l’hypothèse qu’une combinaison de valeur de traits fonctionnels liés à l’acquisition et l’utilisation des ressources du milieu reflète une stratégie de compétition. Les objectifs de cette thèse sont de 1) caractériser un panel d’espèces de PdS potentielles et d’adventices ainsi que deux cultivars de bananiers selon des traits fonctionnels liés à l’acquisition et l’utilisation des ressources aériennes et souterraines, 2) identifier des stratégies de compétition sur la base des combinaisons de valeur de traits obtenus pour chaque espèce et 3) comparer les effets compétitifs des espèces en fonction de leur stratégie de compétition. Cette étude repose sur un travail bibliographique pour identifier les traits d’intérêts, une première expérimentation au champ pour caractériser la stratégie de compétition des différentes espèces par la mesure de traits fonctionnels sur des plantes isolées et en situation de ressources non limitantes et sur une deuxième expérimentation au champ pour caractériser les relations de compétition entre espèces en fonction de leur stratégie respective. L’analyse des résultats a permis de construire deux classifications des espèces en fonction de leur stratégie, l’une basée sur les traits de compétition pour la lumière et l’autre basée sur les traits de compétition pour les ressources du sol. Nos résultats ont permis de distinguer 4 stratégies de compétition aérienne pour la lumière (« ombrage », « obstruction », « étouffement faible », étouffement fort») et 4 stratégies de compétition souterraine pour les ressources du sol (« exploration », « occupation », « exploitation », « neutre »). Les espèces du panel ont été replacées sur les grands axes de différenciation d’espèces de l’écologie opposant des stratégies de conservation et de capture des ressources. Les résultats ne mettent pas en évidence de liens entre stratégies aériennes et souterraines. Ces classifications fonctionnelles peuvent être utilisées pour identifier les espèces les plus adaptées, a priori, au contrôle des adventices dans le système de culture bananier aux Antilles. L’utilisation de traits fonctionnels dans un contexte agronomique a permis d’acquérir une meilleure connaissance des aptitudes des espèces à la compétition et ouvre des perspectives quant à la création d’un outil d’aide au choix des espèces composant des couverts multi-espèces. / Banana agro-ecosystems in the French West Indies have relied for a long time on intensive monocultures. A shift to agroecological management practices have been made since the “Plan Banane Durable” program in 2009. To achieve the aim of reducing the use of chemical inputs, the introduction of cover plants to deliver agroecosystem services under study to reconcile agronomic and environmental issues. These services include the biological control of weeds by cover plants which requires to introduce cover plant species with a good ability to compete for light towards weeds. However the introduction of cover plants should not cause a dis-service by reducing the production of bananas through a competition for mineral and water soil resources. A better knowledge of aboveground and belowground competition process by cover plants is then essential to reason their use in cropping systems. We chose an approach based on functional traits to characterize plant species from this very anthropized agroecosystem because an exhaustive study of the ecophysiological processes underlying competition is not suitable for a large panel of potentially useful cover plant species. We assume that a combination of values of functional traits related to the acquisition and use of resources reflects a strategy of competition. The objectives of this thesis were 1) to characterize a panel of potential cover plant and weed species as well as two banana cultivars according to functional traits related to the acquisition and use of aboveground and belowground resources, 2) identify competition strategies on the basis of the combinations of trait values obtained for each species and 3) comparing the competitive effects of the species as a function of their competition strategies. This study is based on a bibliographic work to identify traits of interest, a first field experiment to characterize the competition strategy of the different species by measuring functional traits on plants grown individually and in non-limiting resources conditions and a second field experiment to characterize the competitive relationships between species according to their respective competitive strategies. The analysis of the results allowed us to build two classifications of species according to their strategy, one based on competitive traits for light and the other one based on the competitive traits for soil resources. Our results allowed to distinguish four aboveground competition strategies for light ("shade", "obstruction," "smothering low”," strong smothering ") and four belowground competition strategies for soil resources (" exploration "," occupation "" exploitation, "" neutral "). The species of the panel were replaced on the main axes of differentiation between species in ecology opposing resource conservation and capture strategies. The results do not show links between aboveground and belowground strategies. These functional classifications can be used to identify the most qualified species, a priori, to be used in banana cropping systems of the French West Indies. The use of functional traits in an agronomic context enabled us to acquire a better knowledge of the species competition abilities and opens perspectives for the establishment of a decision-making tool for the choice of species to include in multi-species cover.

La thèse analyse les modalités de la mise en tourisme d’un fleuve « patrimonialisé », la Loire, et ses prolongements potentiels au fleuve Niger au Mali. Dans un premier temps ce travail de recherche questionne, la construction du fleuve comme « objet » patrimonial, servant de support à un projet de valorisation touristique. La thèse analyse ensuite l’instrumentation de l’action publique associée à cette mise en tourisme et met en évidence les décalages existants entre le patrimoine mobilisé dans les processus de patrimonialisation et le patrimoine réellement valorisé. Dans un deuxième temps, la thèse analyse la construction du cadre institutionnel et spatial qui accompagne la valorisation touristique de ces fleuves. Sont ainsi mobilisées des logiques fonctionnelles qui sont ensuite confrontées à celles des territoires d’action. In fine la thèse met en exergue les difficultés à bâtir une ingénierie territoriale valorisant les logiques fonctionnelles difficilement perceptibles par les échelons d’action locaux, et discute du rôle des chefs d’orchestre potentiels. / The thesis analyzes patterns of tourism development of a river "heritage value", the Loire, and Its Potential application on the Niger River in Mali. In a first time, focusing on the Loire river (France) and on the Niger river (Mali), this research regards the construction of the river as a “heritage object", serving to support a project to enhance tourism. The thesis then analyzes policies organization like tools for tourism development and highlights differences existing between heritage mobilized in the patrimonialization process and heritage truly valued in tourism. In a second step, the thesis discusses the construction of institutional and spatial framework accompanying the tourism development of these rivers. Different levels of functional logics are mobilized and compared with territories of action related to tourism development. Ultimately the thesis highlights the difficulties to build a territorial engineering based on functional spaces hardly perceptible for local administration, and discusses the role of policies conductors.

Dans les prairies subalpines, l’abandon de certaines pratiques agricoles (fertilisation, fauche ou pâturage) ou à l’inverse, leurs intensifications entrainent une altération de la diversité fonctionnelle et spécifique des végétaux, de l’activité microbienne du sol ainsi que de la disponibilité de l’azote du sol et des processus de transformation de l’azote. L’hypothèse émise concerne les changements dans la distribution de la dominance des traits de plantes qui agiraient comme un déterminant important sur la productivité des plantes, la diversité fonctionnelle des micro-organismes du sol et sur les mécanismes des cycles de l’azote (N) et du carbone (C). Les hypothèses testées sont que : (i) l’augmentation de la dominance des traits liés aux stratégies conservatives et exploitatives promeut les espèces bactériennes K et r sélectionnées ; et (ii) ces interactions plantes-micro-organismes établiront les rythmes des cycles de l’N et du C et donc les services écologiques associés. L’approche originale de ce projet consiste en une étude de quatre espèces que l’on retrouve sur les prairies typique des bassins versant agricoles subalpins: deux espèces de monocotylédone et deux espèces dicotylédones, avec une espèce à stratégie conservative et une espèce à stratégie exploitative pour chacun des groupes. Ces plantes seront cultivées avec un sol pauvre en nutriment qui subira ou non un traitement de fertilisation ; ce qui permettra un contrôle de la disponibilité en N du sol. En parallèle, l’étude d’un mésocosme contenant un sol inoculé sera effectuée avec pour objectif de préciser le rôle des micro-organismes dans les mécanismes de rétroaction entre le sol et les plantes. Dans le cadre du projet (VITAL, EU Biodiversa) dans laquelle entre cette étude, ces mêmes espèces seront cultivées dans les Alpes autrichiennes et dans les prairies du Royaume-Unis. In subalpine grasslands, the neglect of some agricultural practices (fertilization, mowing or pasture) or on the contrary, their intensification involve a deterioration of the functional and specific diversity of plant, soil microbial diversity as well as soil nitrogen availability and nitrogen transformation processes. Our overarching hypothesis is that changes in the dominance distribution of plant traits will act as an important determinant of plant productivity, microbial functional diversity and carbon and nitrogen cycling. The hypothesis tested are that: (i) increased dominance of traits linked to conservative or exploitative strategies promotes K and r-selected microbial species; and (ii) these plant-microbial linkages will determine carbon and nitrogen cycling rates, and hence the associated ecosystem services. The original approach of this project consists studying four species from the typical grasslands of subalpine agricultural mountainside basins: two grasses species and two forbs species, with conservative strategiy species and exploitative strategy species for each group. These plants will be cultivated with low nutrient soil which will undergo or not fertilization treatement to control soil nitrogen availability. In a parallel study, mesocoms containing an inoculated soil will be carried out to clarify the role of microbe in plant-soil feedback processes. Thanks to the EU framework of the project (VITAL, EU Biodiversa) in which enters this study, these same species will be cultivated in the Austrian Alps and the United Kingdom grasslands. / Plant communities are strongly linked with soil microbial communities through symbiotic or resource competitive interactions. Plant functional traits have been often used to study these relationships and have highlighted, for example, plant litter or root exudate effects on soil microbial communities. However, few studies have taken into account both leaf and root functional traits to elucidate plant-microbe relationships. My thesis work has focused on functional approach of aboveground and belowground plant traits and microbial functional parameters of nitrogen (N) cycle. My main objective was to understand subtle mechanisms implied in plant-microbes relationships and their impacts on ecosystem functioning. These researches have greatly benefited from experiments based on a gradient of nested scales ranging from individual to ecosystem, with an intermediary step using artificial plant communities in controlled conditions. Methodologies varied from isotope labeling of nitrogen fluxes to enzymatic activities and abundances of key microbial genes of N cycling. I have shown close relationships between plant functional traits and microbial functional parameters. I found that root functional traits were the plant functional traits to be principally implied in relationships with microbial communities related to N cycling, particularly those related to denitrifying activities. I have also shown that ecosystem functioning is the result of the influence of plant and microbial interactions, and that the influence of one or the other was modulated by soil nutrient availability. Finally, my results suggest that responses of plant species to nutrient availability, in turn influence microbial communities related to N cycling to favor either recycling or retention of nitrogen nutrients.

Les effets des activités humaines sur la qualité et le fonctionnement des sols ont été évalués. En complément de biotests effectués au laboratoire, la composition et les changements de structure des communautés d'arthropodes en sols urbains ont été analysés, afin de comprendre l'influence de la contamination métallique sur les organismes du sol. Par ailleurs, une comparaison entre les sols urbains, agricoles, industriels et forestiers a été réalisée, à travers l'analyse de la composition en espèces et des traits fonctionnels des collemboles. Les analyses de la communauté d'organismes du sol a été réalisée deux fois par an pour évaluer le rôle de la saisonnalité. Les différentes activités anthropiques, qui provoquent des changements au niveau de la couverture végétale, de la quantité de matière organique et de l'accumulation d'éléments et de composés dangereux, altèrent principalement les sols agricoles et urbains. En environnement urbain, les abondances d'organismes du sol ont été fortement réduites pour les niveaux élevés de contamination métallique, tandis que la teneur en matière organique et les conditions climatiques ont joué le rôle principal pour les niveaux de contamination faible et intermédiaire. La communauté des collemboles a montré une forte réduction de la diversité en espèces dans les sols agricoles. La distribution des traits fonctionnels des Collemboles a été principalement influencée par la présence et le type de litière et les apports de contaminants. En particulier, le milieu agricole a favorisé les organismes adaptés à la vie en surface, alors que les sols forestiers ont favorisé les organismes présentant des caractéristiques euedaphiques. Les sols industriels et urbains ont montré la présence d'organismes avec des caractéristiques à la fois épiedaphiques et euedaphiques / The effects of human-mediated activities on soil quality and functioning have been assessed. Composition and changes in arthropod community structure and laboratory bioassays were performed on urban soils in order to understand the roles of metal contamination on soil organism activities and distribution. Then, comparison of urban, agricultural, industrial and forest soils were performed, monitoring Collembola species and functional traits composition, in order to assess if the impact of urban environment is greater than other kinds of anthropization. Soil organism community was analysed twice a years for evaluating the role of seasonality on anthropic impacted soils. The different kinds of anthropization firstly affected the abiotic properties of the sites. Agricultural and urban soils were the most impacted soils by human activities, which cause changes in vegetation cover, organic matter amounts and accumulation of hazardous elements and compounds. Soils organisms responded to soil abiotic modifications. In particular, in urban environment soil organisms were strongly reduced at high level of metal contamination, whereas organic matter content and climatic conditions played the main role at low-intermediate soil contamination. Collembola community showed a strong reduction in species richness in agricultural soils, with a consequent domination of few tolerant species. Collembola functional trait distribution was mainly affected by the presence and the type of litter and inputs of contaminants. In particular, agricultural environment favoured organisms with traits adapted to soil life surface, whereas forest soils favoured organisms with euedaphic characteristics. Industrial and urban soils showed organisms with both epiedaphic and euedaphic characteristics

La perte de biodiversité due à la destruction des écosystèmes est un des défis majeurs de notre temps. Dans ce cadre, l‘identification des mécanismes régissant l’assemblage des communautés de plantes est une étape cruciale pour comprendre leur fonctionnement. L’étude des caractéristiques morpho-physiologiques des organismes qui influencent leur performance (traits fonctionnels), permet, en théorie, de comprendre et de mesurer l’amplitude des mécanismes qui déterminent la composition des communautés. L’utilisation de méthodes combinant à la fois cette approche fonctionnelle et une autre basée sur les distances phylogénétiques entre espèces connait un succès croissant. Par ailleurs, l’importance de la variabilité des traits au sein des espèces est de plus en plus mise en avant pour expliquer les interactions entre organismes ainsi qu’avec leur environnement. Bien que l’étude des mécanismes d’assemblage des communautés par l’utilisation des traits fonctionnels soit maintenant populaire en écologie, les communautés de plantes se développant sur des sols enrichis en éléments traces métalliques (ETM) restent quasiment inexplorées de ce point de vue. Dans la région du Haut-Katanga (sud-est de la République Démocratique du Congo), une anomalie géologique a produit des collines sur lesquelles des gradients naturels en cuivre et en cobalt ont sélectionné une végétation tout à fait originale. De la base au sommet de ces « collines de cuivre », les teneurs en cuivre varient de 10 à plus de 10 000 mg.kg-1 et celles en cobalt de 10 à plus de 1000 mg.kg-1 dans le sol. On observe le long de ces gradients plusieurs communautés végétales contrastées comprenant plusieurs taxa endémiques. Cependant, ces écosystèmes sont parmi les plus menacés sur la planète, l’exploitation minière du cuivre et du cobalt détruisant totalement leurs végétations. Dans cette thèse, j’étudie l’amplitude de la variation fonctionnelle dans ces communautés, les patterns de diversité fonctionnelle et phylogénétique ainsi que les covariations entre traits, sur base de plusieurs indices uni- et multivariés, le long d’un gradient d’ETM. De plus j’évalue la contribution de la variabilité intraspécifique des traits à la variation fonctionnelle des communautés ainsi que l’importance de la variation populationnelle pour comprendre la variation intraspécifique chez une espèce à large niche. Le long du gradient d’ETM, on remarque une variation de l’importance des mécanismes d’assemblage :sur les sols pauvres en ETM, une grande diversité de stratégies fonctionnelles permet la coexistence des espèces dans des conditions de compétition intense pour les ressources. Sur les sols riches en ETM, un filtre environnemental imposé par les particularités édaphiques sélectionne un sous ensemble de valeurs et des combinaisons de traits fonctionnels permettant la survie dans ces conditions. Bien que la majorité des espèces possède une niche restreinte le long du gradient d’ETM, quelques unes possèdent une large niche réalisée. Celles-ci peuvent montrer des variations importantes de valeurs de traits en réponse au gradient local d’ETM mais également des variations populationnelles. Une part de cette variation intraspécifique pourrait être d’origine génétique, la toxicité du métal représentant un filtre environnemental puissant, même à courte distance. La mise en place d’expériences de transplantation et l’étude de la diversité génétique des populations permettraient de confirmer les hypothèses soulevées par ce travail. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Depuis plusieurs décennies, les polyesters aliphatiques (polycaprolactone (PCL), polylactide (PLA), polyglycolide (PGA)) et leurs copolymères ont été retenus pour des applications médicales grâce à leur biodégradabilité et leur biocompatibilité. Parmi leurs applications médicales, on s’intéresse ici à la délivrance des médicaments par des copolymères amphiphiles et à l’ingénierie tissulaire. Les polyesters aliphatiques souffrent cependant d’une hydrophobie importante et de l’absence de groupes fonctionnels. Pour pallier ces problèmes, plusieurs stratégies demodifications chimiques ont été proposées dans la littérature parmi lesquelles on cite : l’hydrolyse, la modification par plasma, la post-polymérisation alcyne azoture et la modification photochimique thiol-yne. Ces modifications servent à introduire des polymères hydrophiles (ex. le polyéthylène glycol) ou des groupes fonctionnels qui peuvent améliorer la biocompatibilité de polyesters. Dans ce manuscrit, on s’intéresse à la modification de la PCL et du PLA par voie photochimique thiol-yne qui présente l’avantage d’être rapide, versatile, applicable en solution comme en surface et de ne pas nécessiter l’utilisation d’un catalyseur métallique qui peut être nocif pour les applications médicales. Dans une première partie, la modification de la PCL a été faite en solution et des copolymères amphiphiles PCL-g-PEG ont été synthétisés. La stratégie de greffage « grafting to » en deux étapes a été choisie en partant de polymères commerciaux. Une optimisation des conditions de modification par voie anionique de PCL, suivi d’une photoaddition thiol-yne, nous a permis d’obtenir des copolymères avec des balances hydrophiles/hydrophobes contrôlées. L’impact de l’hydrophilie des copolymères sur la formation de nanoobjets, leurs concentrations d’aggrégation critique et leurs tailles a été étudié. L’encapsulation de curcumine comme agent anticancéreux et la cytotoxicité des nanovecteurs envers des cellules cancéreuses ont été vérifiées. Dans un second temps, ces copolymères ont été décorés par un peptide de ciblage et un peptide clivable enzymatiquement en vue de leur utilisation dans des traitements anticancéreux. L’effet biologique de ces copolymères encapsulant des principes actifs est vérifié in vitro sur des cellules cibles exprimant plus ou moins d’intégrines ou de métalloprotéases. Dans une seconde partie, des fibres PLA ont été modifiées en surface par des nanoparticules inorganiques afin de générer des hybrides covalents d’intérêts pour des applications en ingénierie tissulaire. De manière analogue aux modifications en solution, ces hybrides ont été obtenus en deux étapes par modification par voie anionique de nanofibres de PLA, suivi par un greffage covalent de nanoparticules d’oxyde de fer en suivant une stratégie photochimique thiol-yne. / For decades, aliphatic polyesters (polycaprolactone (PCL), polylactide (PLA), polyglycolide (PGA)) and their copolymers have been selected for medical applications because of their biodegradability and their biocompatibility. Among their medical applications, we are interested in drug delivery system based on amphiphilic copolymers and tissue engineering. However, aliphatic polyesters suffer from significant hydrophobicity and the absence of functional groups. To overcome these drawbacks, several strategies ofchemical modifications have been reported in literature among which we present: hydrolysis, plasma modification, post polymerization modification by copper catalyzed azide alkyne cycloaddition and thiol-yne post polymerization modification. These modifications have been used to introduce hydrophilic polymers (eg. polyethylene glycol) or functional groups on the polyester chains that can enhance the biodegradability of polyesters. In this manuscript, we are interested in modifying PCL and PLA chains by thiol-yne photochemical route. This method is rapid, versatile, applicable in solution as well as on surface and it does not require the use of a metallic catalyst which can be harmful for medical applications. First, PCL modification was done in solution and amphiphilic copolymers PCL-g-PEG were synthesized. The strategy “grafting to” in two steps has been selected starting from commercial polymers. Conditions optimization of anionic activation, followed by thiol-yne photoaddition, allowed us to obtain copolymers with controlled ratios hydrophilic/hydrophobic. The impact of copolymers hydrophilicity on nanoobjets formulation, critical micelle concentration and sizes was studied. Curcumin encapsulation as an anticancer agent and nanocarriers cytotoxicity towards cancer cells were verified. In addition, these copolymers were then decorated with a targeting peptide and an enzymatically cleavable peptide in the aim of using them in cancer treatment. The biological effect of anticancer loaded copolymer was verified in vitro on target cells expressing more or less integrins or metalloproteases. Second, PLA fibers were modified with inorganic nanoparticles and generate covalent hybrids for purposes in tissue engineering of neuronal cells. Analogously to the solution modification, these hybrids were obtained in two steps by anionic activation of PLA fibers, followed by covalent grafting of iron oxide nanoparticles according to a thiol-yne photochemical strategy.

Le syndrome métabolique (MS), une association des plus dangereux facteurs de risque pour les maladies cardiovasculaires et le diabète de type 2, est devenu l'un des principaux défis cliniques et de santé publique dans le monde. Un nombre croissant d’évidences s’est accumulé au cours de la dernière décennie, démontrant l'efficacité de certains composés bioactifs alimentaires pour le traitement et la prévention du MS. Néanmoins, la plupart des études d'intervention administre les composés bioactifs sous forme de composés purs, sans considérer que l'interaction entre les bioactifs ajoutés et l'ensemble de la matrice alimentaire peut impacter la bioaccessibilité, la biodisponibilité et, par conséquent, l’efficacité de ces molécules bioactives.L'objectif principal de cette thèse, intégrée dans le projet européen PATHWAY-27, était de formuler des aliments enrichis en composés bioactifs potentiellement efficaces contre le MS, et d'étudier l'effet de la matrice alimentaire sur la bioaccessibilité et la biodisponibilité de ces bioactifs. Cette étude a mis l'accent sur l'utilisation des anthocyanes, de l’acide docosahexaénoïque et, dans une moindre mesure, des bêta-glucanes comme ingrédients bioactifs pour enrichir des produits laitiers et des produits à base d'œuf. Une combinaison des modèles de digestion in vitro et in vivo (chez le porc) a été utilisée.La composition et la structure des matrices alimentaires ont impacté la libération et la solubilisation de substances bioactives au cours de la digestion (bioaccessibilité), tel que démontré in vitro et in vivo. La structure de / Metabolic Syndrome (MS), a constellation of the most dangerous cardiovascular disease and type 2 diabetes mellitus risk factors, has become one of the major clinical and public health challenges worldwide. During the last decade, many bioactives have been proposed as effective for the treatment and prevention of MS. However, most intervention studies administer bioactives as pure compounds, without consider that bioactive-food matrix interactions could deeply impact on the bioaccessibility, bioavailability and hence on the effectiveness of bioactives.The main objective of this thesis, included within the European project PATHWAY-27, was to formulate potential effective bioactive-enriched foods against MS and to investigate the effect of the food matrix on the bioaccessibility and bioavailability of dietary bioactives.In particular, this study focused in the use of dairy and egg-based products as matrices and in the addition of anthocyanins, docosahexaenoic acid and, to a lesser extent, beta glucan as bioactives. A combination of in vitro and in vivo (pig) digestion models was used.Both the structure and the composition of the food matrices impacted the release and the solubilisation of bioactives during digestion (bioaccessibility), as demonstrated in vitro and in vivo. In addition, the structure of the food matrix modulated the final amount of DHA into the systemic circulation of pigs (bioavailability). This study proves that understanding how dietary bioactives interact with the matrix in which they are included in is the basis for the production of effective bioact

Ce travail porte sur la fabrication des structures photoniques (SPs) à base de polymères etleurs applications en optique non-linéaire. Dans la première partie, nous avons démontré lafabrication des SPs souhaitées par la méthode d’interférence. En particulier, l’interférencede deux faisceaux laser avec une exposition multiple est démontrée théoriquement etexpérimentalement comme un meilleur choix pour la fabrication des structures souhaitées,qui sont uniformes et de grande taille. Diverses structures à 1D, 2D, et 3D, périodiques etquasi-périodiques sont fabriquées avec succès dans la résine SU8. Nous avons égalementdémontré un moyen pour surmonter l’effet d’absorption de la photorésine, qui impose unelimitation de l’épaisseur des structures, en ajoutant un faisceau laser uniforme en sensopposé par rapport à deux faisceaux d’interférence. Les SPs fabriquées deviennent plusuniformes et leur épaisseur augmente jusqu’à 25 μm. Une autre approche utilisant laméthode d’absorption ultra-faible à un photon a également été mise en oevre montrant lapossibilité d’obtenir des SPs avec une épaisseur jusqu’à 600 μm. De plus, en utilisant latechnique d’interférence et l’effet de transport de masse, nous avons également démontré lafabrication des structures à relief de surface (SRG), avec une profondeur contrôlable, dansdes polymères passives (SU8) et des polymères actives (DR1/PMMA). Dans la deuxièmepartie, nous avons utilisé ces structures pour l’amélioration de la génération de secondeharmonique des matériaux polymères par deux manières différentes: quasi-accord de phase(QPM) et mode de résonance de guide d’onde (WRG). Les structures de QPM permet desurmonter le déphasage entre les ondes fondamentale et harmonique, et par conséquenceaugmente le rendement du taux de conversion. En outre, les structures de guide d’ondeavec une surface modulée (WRG) ont également été démontrées comme une excellenteméthode permettant d’amplifier le signal de SHG par un facteur de 25. / This dissertation deals with the fabrication of various polymer-based photonic structures(PSs) and their applications in nonlinear optics. In the first part, we have demonstratedthe fabrication of desired PSs by interference lithography technique. The two-beam interferencemethod is theoretically and experimentally demonstrated as a best choice forfabrication of all kinds of PSs with large and uniform area. Desired 1D, 2D, and 3D,periodic and quasi-periodic PSs are successfully fabricated on SU8 photoresist. We alsodemonstrated a way to overcome the material’s absorption effect, which imposes a limitationof PSs thickness. By adding one more exposure of a uniform laser beam in oppositedirection of two interfering beams, the fabricated PSs became more uniform and theirthickness increased to 25 μm. A tentative of using low one-photon absorption techniquewas also realized showing the possibility to obtain a PS with a thickness upto 600 μm.Furthermore, by using the interference technique combined with mass transport effect,we have demonstrated the fabrication of desired surface relief grating structures, with acontrollable depth, on passive polymer (SU8) and active polymer (DR1/PMMA). In thesecond part, we applied these fabricated structures for enhancement of nonlinearity ofpolymer materials by two different ways: quasi-phase-matching (QPM) and waveguideresonance grating (WRG). Both theoretical calculation and experimental realization ofthese techniques have been investigated. The QPM structures allowed to overcome thephase mismatch of fundamental and harmonic waves, thus increasing the conversion efficiency.The second-harmonic generation (SHG), one of the most important applicationsof frequency conversion, is significantly enhanced thanks to the QPM condition. Anothermethod basing on the WRG structures allowed to increase the intensity of fundamentalwave, thus enhancing the SHG signal by a factor of 25.

Le bleuet sauvage (Vaccinium angustifolium ait.) se distingue des autres plantes agronomiques par le fait qu’elle est une plante pérenne, de sous-bois, dont les populations sont aménagées en bleuetière, après déboisement et élimination des autres espèces. Au Québec, et en particulier dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean, la production du bleuet sauvage est importante mais reste très variable d'une année à l'autre. Les dégâts de gel et l’apparition de zones dénudées de végétation, où le bleuet ne s’établit plus, contribuent à diminuer cette production. Pour tenter d'améliorer les rendements et répondre à ces problématiques, ce projet de recherche vise à valoriser les traits fonctionnels du bleuet sauvage, c’est-à-dire ses caractéristiques morphologiques, physiologiques ou phénologiques. Une couche de neige permet au bleuet sauvage de survivre à la rigueur de l’hiver. Cependant, dans un contexte où les champs constituent d’importantes surfaces, celle-ci est balayée par les vents. L’utilisation de haies brise-vent est largement répandue dans la région et permet d’accumuler la neige au sol. Dans ce premier volet, nous cherchions à déterminer l’efficacité de ces haies brise-vents à protéger les plants de bleuets pendant l’hiver. Nous avons ainsi mesuré la profondeur de neige le long de transects perpendiculaires à différentes haies brise-vent, sur deux bleuetières du Saguenay-Lac-Saint-Jean, à l’hiver 2015 et 2016. A l’été 2015, nous avons ensuite mesuré les dégâts liés au gel sur les plants de bleuets situés aux mêmes endroits que les mesures de neige de l’hiver précédent. Nous avons d’abord trouvé un patron de distribution semblable entre les années pour la moitié des transects, ce qui confirme l’implication des haies brise-vent dans l’étalement de la neige. Nos résultats montrent ensuite que, pour au moins l’une des deux bleuetières, le gel hivernal pourrait être responsable des pertes de rendements et que l’architecture des haies brise-vent nécessite d’être améliorée. En effet, l’étalement de la neige était loin d’être uniforme et ne permettait pas d’assurer une protection pour l’ensemble du champ si cette distribution coïncide avec de faibles températures. L’efficacité des haies brise-vent est souvent évaluée par le rendement, mais ce dernier peut être influencé par plusieurs autres facteurs (pollinisation, ensoleillement, etc). D’après nos résultats, une seule mesure d’épaisseur de neige pendant l’hiver semble donner une bonne idée de l’efficacité de ces haies brise-vent et nous parait nécessaire avant d’entreprendre une étude sur leur architecture. Dans un second volet, nous cherchions à stimuler la croissance des rhizomes pour permettre leur propagation, en vue de recoloniser les zones dénudées en bleuetière. Deux dispositifs ont été implantés, un premier en mésocosme puis un second en champ. Pour recréer des conditions environnementales plus proches du milieu naturel que de celles rencontrées en champ, les traitements appliqués visaient à manipuler et à mesurer l’impact de deux facteurs sur la croissance du rhizome : l’intensité lumineuse et l’apport de matière organique. L’expérience en condition contrôlée n’a pas été probante et ne nous a pas permis de conclure quant à l’efficacité d’un traitement pour stimuler les rhizomes du bleuet sauvage. Les raisons sont discutées plus loin dans ce mémoire. L’expérience en champ apportera peut-être plus de résultats dans l’avenir.