La gomme d’Acacia est l’une des plus anciennes gommes naturelles dans le monde et la plus connue. Elle est définie comme l’exsudat gommeux produit par les arbres d’Acacia senegal et Acacia seyal. Les gommes d’Acacia sont composées d’arabinogalactanes protéines (AGPs), faiblement chargés, hyperbranchés avec une forte proportion de sucres (90%) et d’environ 1-3% de protéines et de minéraux. Malgré ses nombreuses applications industrielles, les connaissances sur ses propriétés volumétriques (hydrostatiques et hydrodynamiques) restent à améliorer. Ces propriétés peuvent être liées à la flexibilité et l’hydratation des molécules qui déterminent les propriétés fonctionnelles importantes comme les propriétés interfaciales. L'objectif de cette thèse est l’étude des propriétés volumétriques d’AGPs de la gomme d’Acacia. L’étude a été faite sur les principales variétés des gommes d’Acacia, A. senegal et A. seyal, ainsi que des fractions macromoléculaires d’A. senegal, obtenues par la chromatographie d'interaction hydrophobe et d'échange ionique. Les principaux résultats ont montré que les AGPs de gomme d’Acacia ont une structure semi flexible. De plus, des différences dans la flexibilité et l’hydratation entre les fractions d’AGPs ont été montré. Ces différences ont été expliquées par leurs différences en composition, polarité, masse molaire, forme et conformation. De plus, un comportement intermédiaire entre des protéines et des polysaccharides linéaires ont été montré. Finalement, un effet des agrégats d’AGPs sur les propriétés volumétriques a été mis en avance. / Acacia gum is the oldest and most widely known and used gum, it is a dried gummy exudate from the leaves and branches of the Acacia senegal and Acacia seyal trees. Acacia gums are weakly charged, amphiphilic hyperbranched arabinogalactan-proteins (AGPs). They are composed of about 90% polysaccharides and from 1-3% of proteins and minerals. In spite of the widely spread of industrial usage of A. gums, their volumetric properties (hydrostatic and hydrodynamic) have not been well studied. These properties have been linked to important properties such as flexibility and hydration of the molecule, which are related to important functional properties of A. gums (e. g. interfacial properties). The main objective of this PhD thesis was to study the volumetric properties of AGPs from Acacia gums exudates. For this effect, the main commercial species, A. senegal and A. seyal, and the macromolecular fractions of the former, obtained via hydrophobic interaction and ionic exchange chromatographies were studied. The main results showed that AGPs from Acacia gums have a semi-flexible structure. However, differences in their flexibility and hydration were seen among AGP fractions. These differences were explained based on their composition, polarity, molar mass, shape and conformation. Furthermore, an intermediate behavior between proteins and linear polysaccharides was evidenced. In addition, an effect of the presence of AGP based aggregates on the volumetric properties was seen.

Ce travail de recherche vise à caractériser les propriétés hydrodynamiques des sols des Cévennes, une zone de moyenne montagne du sud de la France connue pour être sujette à des crues à cinétique rapide, appelées « crues éclair ». Il s'agit donc de déterminer les paramètres relatifs à la conductivité hydraulique et à la rétention en eau du modèle de Mualem-van Genuchten, leur variabilité spatiale à l'échelle du versant ou du petit bassin, et les facteurs qui expliquent cette variabilité spatiale. Il s'agit également d'évaluer la perméabilité du sous-sol constitué d'une roche plus ou moins altérée, et d'en déduire des informations sur les processus de saturation des sols pouvant être à l'origine de ruissellement.Les propriétés hydrodynamiques des sols et du sous-sol ont été estimées par modélisation inverse de la teneur en eau sols, à partir d'une station pilote sur le site de Sumène et d'un réseau de 50 stations de mesure répartis sur 4 versants granitiques (site de Valescure) et 2 versants schisteux (site de Tourgueille). La station pilote comprend 3 sondes de mesure installées à 20, 40, 60 cm de profondeur, et les stations installées sur les versants comprennent chacune 2 sondes de mesure installées à des profondeurs variables allant de 15 à 45 cm. Les teneurs en eau du sol ainsi que les précipitations ont été mesurées en continu au pas de temps 15 min sur les différents sites. La procédure de modélisation inverse est basée sur l'algorithme génétique multi-objectif NSGA-II. Cette procédure a été appliquée pour chaque station, en considérant que le sol d'épaisseur variable constitué de la superposition de 2 horizons, surmontant un troisième horizon figurant la roche altérée sous-jacente. Au total, quinze paramètres doivent être calibrés pour chaque station, et sont estimés à partir de périodes sélectionnées correspondant aux épisodes de pluie les plus importants. Les processus d'évapotranspiration ont été considérés comme négligeables au cours de ces épisodes. L'analyse des propriétés de rétention et de conductivité obtenues a mis en évidence la très forte conductivité hydraulique des sols étudiés, de l'ordre de 1000 à 2000 mm/h, et leur faible rétention en eau. Les teneurs en eau à saturation estimées s'échelonnent de 0.30 à 0.60 cm3.cm-3, traduisant une grande hétérogénéité locale. On retrouve cette forte variabilité pour l'estimation des profondeurs de sol qui varient de 31 à 120 cm. Pour l'horizon représentant le sous-sol, les perméabilités sont très contrastées, avec des valeurs de conductivités hydrauliques variant de quelques unités à plus d'une centaine de mm/h. Les stations présentant les sols les moins profondes et des sous-sols moins perméables génèrent des zones saturées qui se développent à la base du profil de sol, comme ça a été observé et simulé lors des épisodes pluvieux les plus intenses. Si les propriétés des sols apparaissent très variables d'une station à une autre et d'un versant à un autre, les résultats n'ont pas montré d'organisation particulière de cette variabilité spatiale. La position de la station sur le versant n'apparaît pas être déterminante pour les porosités, les profondeurs, les perméabilités et les rétentions en eau des sols ; les distributions de ces propriétés, calculées à l'échelle des différents versants, ne semblent pas reliées aux grands traits du paysage : géologie, orientation, végétation. / This research work aims to characterize soil hydrodynamic properties of the Cévennes area, a low mountain region known to be prone to flash floods. We thus chose to estimate hydraulic conductivity and water retention properties of the Mualem –van Genuchten model and their spatial variability at the hillslope scale and between multiple hillslope profiles. The objectives are also to evaluate the weathered bedrock permeability, and consequently to enhance our understanding of the soil saturation processes.The soil and bedrock hydrodynamic properties were estimated by inverse modelling of soil moisture from a pilot station and a network of 50 stations distributed on 4 granitic hillslope and 2 schist hillslope. The pilot station was instrumented with 3 soil moisture sensors located at 20, 40 and 60 cm deep whereas the hillslope stations were instrumented with 2 soil moisture sensors located variably from 15 to 45 cm deep. Both soil moisture and precipitation were recorded with a 15 min time step for every station. The inverse modelling procedure is based on the multi-objective genetic algorithm NSGA-II. This procedure was used for every station considering a variably deep soil composed by 2 layers surmounting a 100 cm deep third layer representing the weathered bedrock. Fifteen parameters were calibrated for every station, and were estimated from small selected rainfall periods of 1 to 15 days corresponding to the major rainfall events during the monitoring period. Evapotranspiration has been considered as negligible during those events. The analysis of those retention and conductivity properties shows a very important hydraulic conductivity for the studied soils, ranging from 1000 to 2000 mm/h, and their low retention capacity. The soil saturated water content varies from 0.30 to 0.60 cm3.cm-3, which is a consequence of the important soil heterogeneity at the hillslope scale. We also find that heterogeneity on the estimation of soil depth which varies from 31 to 120 cm. For the weathered bedrock layer, we also found contrasted permeability varying from a few units to a hundred of mm/h. Stations with the shallowest soils and the less permeable bedrock presenting a saturation process at the soil/bedrock contact, as monitored and simulated during the most intense rainfalls. If the estimated soil hydrodynamic properties exhibit important variations at the hillslope scale from a station to another, results showed no specific spatial organization of this variability. The station's position on the hillslope is not decisive to estimate saturated soil moisture, soil depth, soil permeability or water retention capacity. The distribution of those properties, calculated for the 6 studied hillslope is not either correlated to the landscape general characteristic: geology, orientation, land cover.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArquivoTotalErika.pdf: 5556550 bytes, checksum: ddca48ecaf97e4a95756d7b08a5d24e9 (MD5) Previous issue date: 2013-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this study we determined the hydraulic conductivity and retention in soils of river basin Gramame, by comparison with the soils of the areas native atlantic, using the method Beerkan. To apply this method it was necessary to carry out tests on 36 points basin. Beerkan The method is based on field experiments, using static and dynamic properties of the soil, as the grading curve and the curve of water infiltration into the soil, where tests are conducted to determine infiltration simplified hydrodynamic parameters. In Beerkan curves water retention in the soil θ (h) and hydraulic conductivity K (θ) can be described by five parameters, two and three way of standardization. The shape parameters are obtained from the distribution curve of the particle sizes F (D) and porosity, whereas the normalization parameters are determined from experiments infiltration. The results obtained in the cultivation areas were compared with the results of the atlantic forest. It was found that the central area of the basin showed higher responses related to the hydraulic conductivity, especially the higher levels located in the remaining areas of rainforest. Of the total points, 18 were discarded because the curves did not obey a specific pattern does not occur to stabilize the blade infiltrated. It was concluded that even a portion of the soil under vegetation cover and provided results similar to those of cultivated areas, most of the points located in the area that comprises the largest conductivities are points in the area of rainforest. Therefore, it is perceived by some activity impacting crops to soil, situation smaller representation in the remaining areas of rainforest in order that the highest values of hydraulic conductivity are in these areas due to the protective effect by vegetation. / Nesse estudo foram determinadas a condutividade hidráulica e a retenção em solos da bacia hidrográfica do rio Gramame, mediante comparação com os solos das áreas nativas de mata atlântica, utilizando o método Beerkan. Para a aplicação desse método foi necessário à realização de ensaios em 36 pontos da bacia hidrográfica. O método Beerkan se baseia em experimentos de campo, utilizando propriedades estáticas e dinâmicas do solo, como a curva granulométrica e a curva de infiltração da água no solo, onde são realizados ensaios simplificados de infiltração para determinar os parâmetros hidrodinâmicos. No Beerkan, as curvas de retenção de água no solo θ(h) e condutividade hidráulica K(θ) podem ser descritas por cinco parâmetros, dois de forma e três de normalização. Os parâmetros de forma são obtidos a partir da curva de distribuição dos tamanhos das partículas F(D) e da porosidade, enquanto que os parâmetros de normalização são determinados a partir de experimentos de infiltração. Os resultados obtidos nas áreas de cultivo foram comparados com os resultados das áreas de mata atlântica. Verificou-se que a área central da bacia hidrográfica apresentou as maiores respostas referente à condutividade hidráulica, com destaque para os maiores níveis localizados nas áreas remanescentes de mata atlântica. Do total de pontos, 18 foram descartados devido as curvas não obedeceram a um padrão específico, não ocorrendo à estabilização da lâmina infiltrada. Concluiu-se que mesmo uma parcela dos solos sob cobertura vegetal tendo apresentado resultados semelhantes aos das áreas cultivadas, a maior parte dos pontos localizados na zona que compreende as maiores condutividades são pontos na área de mata atlântica. Logo, percebe-se certa atividade impactante por parte das culturas ao solo, situação de menor representatividade nas áreas remanescentes de mata atlântica, tendo em vista que os maiores valores da condutividade hidráulica estão nessas áreas, devido à proteção exercida pela cobertura vegetal.