Les quantités importantes d’aliments consommés et la proportion élevée de concentrés devant être incorporée aux rations pour soutenir les besoins des vaches hautes-productrices induisent bien souvent des perturbations de l’équilibre ruminal. Ces changements se répercutent sur la biohydrogénation ruminale des acides gras insaturés de la ration, qui entraînent à leur tour une inhibition de la synthèse des matières grasses par le tissu mammaire. Plusieurs stratégies nutritionnelles ont été mises de l’avant pour mieux tirer profit des rations riches en concentrés. Récemment, des études ont montré la capacité du carbonate de potassium (K2CO3) à prévenir la chute de matière grasse associée à des régimes à forte teneur en concentrés. Toutefois, on comprend encore mal l’origine de ces effets. Les travaux de cette thèse visaient donc, dans un premier temps, à départager si les effets observés en ajoutant du K2CO3 aux rations des vaches laitières étaient dus à une augmentation de la différence alimentaire cation anion (DACA), de la teneur en ions K+ ou encore du pouvoir tampon de la ration. Un autre objectif de cette thèse était de déterminer les effets d’un ajout de K2CO3 sur la synthèse de matières grasses du lait lorsque des sources d’acides gras polyinsaturés (AGPI) sont introduites dans l’alimentation de la vache laitière. Enfin, les travaux cherchaient à déterminer l’effet d’un ajout de K2CO3 à la ration sur les populations microbiennes du rumen, particulièrement celles reconnues pour être impliquées dans le métabolisme lipidique. Pour répondre à ces questions, une première expérience a été mise en place, où 35 vaches Holstein en début de lactation ont été distribuées selon un plan en blocs complets aléatoires. La période expérimentale était de 28 jours et précédée d’une collecte de 5 jours (covariable). Les cinq rations expérimentales étaient constituées en vue de départager les effets du K2CO3 (témoin vs K2CO3), de la capacité tampon (K2CO3 vs KHCO3), de la DACA (K2CO3 vs KCl) et du type de cations (K2CO3 vs Na2CO3). Dans cette expérience, et contrairement aux études antérieures, l’ajout de K2CO3 aux rations riches en concentrés n’a pas permis d’augmenter la production de lait ou la matière grasse des vaches en début de lactation. De plus, les résultats suggèrent qu’une augmentation du K alimentaire via l’ajout de K2CO3 pourrait induire un déséquilibre ionique cellulaire qui pourrait affecter le transport des nutriments dans les cellules épithéliales mammaires et ainsi affecter la synthèse du lait. Une seconde expérience a ensuite été menée, où 28 vaches Holstein en début de lactation ont été distribuées selon un plan en blocs complets aléatoires. La période expérimentale était également de 28 jours et précédée d’une collecte de 5 jours (covariable). Les quatre rations expérimentales étaient offertes selon un arrangement factoriel 2 × 2, soit 0 ou 1,5 % K2CO3 et 0 ou 2 % d’huile de soya, comme source d’acides gras polyinsaturés. Les résultats ont montré que l’ajout de K2CO3 peut entraîner une augmentation de la sécrétion des matières grasses laitières chez des animaux recevant de grandes quantités de concentrés. Cette augmentation dépend toutefois de la teneur en lipides de la ration. Cette étude a également permis de mettre en lumière une relation positive entre la production laitière et la teneur en chlore du lait. Lors de cette seconde expérience, des échantillons de contenu ruminal ont également été prélevés chez 24 vaches (n = 6) afin d’étudier l’impact d’un supplément de K2CO3 sur l’environnement et les populations microbiennes du rumen des vaches en début de lactation recevant des rations riches en concentrés avec ou sans huile de soya. Ces travaux ont permis de comprendre que le K2CO3 et l’huile de soya ont des effets distincts sur les populations microbiennes. L’ajout de K2CO3 a stimulé la croissance de Butyrivibrio hungatei, bactérie productrice de 18:1 trans-11. L’ajout d’huile de soya a, quant à elle, réduit la présence de Butyrivibrio/Pseudobutyrivibrio, un groupe de bactéries productrices de 18:1 trans-11, de Fibrobacter succinogenes, une bactérie fibrolytique, de Butyrivibrio proteoclasticus, une bactérie productrice de 18:0, et de Streptococcus bovis, une bactérie amylolytique Les travaux regroupés dans cette thèse apportent un éclairage nouveau sur le rôle de la supplémentation minérale sur les performances de production des vaches laitières / Negative energy balance typically appears in early-lactation dairy cows as a consequence of a reduction of dry matter intake, as well as of an increase in energy demand for milk production. To compensate this energy deficit, cows are fed with high-concentrate diets. However, highly fermentable carbohydrates introduced in diets can result in a decreased milk fat synthesis. Previous studies reported that addition of potassium carbonate (K2CO3) to high-concentrate diets helps to maintain milk fat, although the mechanism is yet to be established. Consequently, the objective of the current thesis was, firstly, to investigate the effects of dietary cation-anion difference (DCAD), cation source, and buffering ability of the mineral supplement on rumen biohydrogenation of fatty acids (FA) and production performance of dairy cows fed a high-concentrate diet. Secondly, this thesis aimed at evaluating the effect of K2CO3 on production performance, biohydrogenation of fatty acids, and mineral composition of milk in early-lactation dairy cows fed a high-concentrate diet with or without soybean oil (SBO), as a source of polyunsaturated fatty acid. A third objective of this thesis was to evaluate the effect of K2CO3 supplementation, in diets containing soybean oil (SBO) on rumen microbial population associated with lipid metabolism. Consequently, a first experiment was set up, where 35 early-lactation Holstein cows were used in a randomized complete block design with 33-d periods, including a 5-d pretreatment collection period used as a covariate. Five different dietary treatments were used to assess the effects of K2CO3 (control vs. K2CO3), buffering ability (K2CO3 vs. KHCO3), DCAD (K2CO3 vs. KCl), and cation type (K2CO3 vs. Na2CO3). In this experiment, and as opposed to previous studies, supplementing high-concentrate diets with K2CO3 did not increase milk or milk fat yield in early-lactation cows. Also, results suggested that increasing dietary K through the addition of K2CO3 could lead to a disequilibrium in cellular ion composition that can impair nutrient transport into and out of the mammary epithelial cells, and consequently affect milk synthesis. A second experiment was conducted where 28 ruminally fistulated Holstein cows were used in a randomized complete block design. The experiment lasted 33 d, including a 5-d pre-treatment collection period used as a covariate. Experimental treatments were arranged as a 2 × 2 factorial with 0 or 1.5% K2CO3 and with 0 or 2% SBO. Results of this experiment revealed that potential effect of K2CO3 on milk fat synthesis is dependent on the levels of dietary polyunsaturated FA. Moreover, a positive relation was established between milk Cl concentration and milk yield, suggesting that the equilibrium of this ion is linked to the efficiency of lactogenesis Finally, rumen samples were collected from the rumen of 24 cows enrolled in the second experiment (n = 6) to assess treatment effects on rumen microbial population associated with lipid metabolism. Feeding K2CO3 and SBO had distinct effects on rumen bacteria. Dietary K2CO3 stimulated the growth of Butyrivibrio hungatei, a bacterium recognized to produce trans-11-18:1 during biohydrogenation. Conversely, feeding SBO reduced the growth of Butyrivibrio/Pseudobutyrivibrio bacterium group, known to produce trans-11-18:1, of Fibrobacter succinogenes, a fibrolytic bacterium, of Butyrivibrio proteoclasticus, a bacterium involved in 18:0 production, and of Streptococcus bovis, an amylolytic bacterium. Overall, the experiments conducted and reported in this thesis provide new insights on the impact of mineral supplementation on milk performance in dairy cows.

Si les lipides contribuent à la valeur nutritionnelle et sensorielle de nombreux aliments, ils sont particulièrement sensibles aux réactions d'oxydation. Les principaux mécanismes mis en jeu lors de l'oxydation des acides gras insaturés sont relativement bien connus. En revanche, il est aujourd'hui quasiment impossible de prédire l'avancement des réactions et souvent nécessaire de recommencer une nouvelle étude de stabilité oxydative pour tout nouveau couple produit alimentaire / procédé de transformation. L'objectif de la thèse est donc de construire un modèle mécanistique couplé à un modèle de transfert de l'oxygène dans le but de prédire l'avancement des réactions d'oxydation dans un milieu lipidique continu et dans des conditions expérimentales définies et contrôlées (température, oxygénation, composition en acides gras, composition en antioxydants). Pour cela, un schéma réactionnel visant à détailler l'ensemble des réactions impliquées dans le phénomène d'auto-oxydation des lipides a été proposé puis un modèle stoechio-cinétique a été construit à partir des valeurs des paramètres cinétiques issues de la littérature. La réactivité des acides gras insaturés présents dans trois huiles végétales d'usage courant (colza, tournesol, tournesol oléique), purifiées de leurs antioxydants naturels, a été étudiée entre 80 et 180°C, en suivant différents marqueurs d'oxydation (diènes conjugués, hydroperoxydes, aldéhydes, polymères). Comme attendu, les cinétiques d'oxydation se sont avérées dépendantes de la composition des huiles en acides gras, de la température et des conditions d'oxygénation. L'ajout d'antioxydant(s) a confirmé l'effet protecteur de l'α-tocophérol, qui n'a pas été amélioré par un enrichissement en acide chlorogénique, acide phénolique naturellement présent dans les graines de tournesol. Les résultats obtenus ont été utilisés pour valider le modèle développé, dont les prédictions permettent de reproduire les tendances expérimentales. Deux limitations ont été mises en évidence au cours de cette phase de validation dont la première concerne la description fiable et précise du mécanisme d'oxygénation du milieu, qu'il sera nécessaire de mesurer dans une huile à haute température pour valider le modèle d'oxydation. Par ailleurs, compte tenu du nombre important de réactions prises en compte, il sera indispensable de disposer d'un jeu de données expérimentales plus important, pouvant inclure des intermédiaires radicalaires. Pour cela, les potentialités de la résonance paramagnétique électronique ont été étudiées au cours de ce travail, à la fois pour suivre les radicaux lipidiques et pour accéder à des paramètres cinétiques pour des réactions radicalaires, peu disponibles dans la littérature. / If lipids contribute to nutritional and sensorial properties of many foodstuf, they are particularly sensitive to oxidation reactions. The main mechanisms involved in the oxidation of unsaturated fatty acids are already well-known. However, it is almost impossible to predict the progress of oxidative reactions and often necessary to develop new studies of oxidative stability for each new food product / processing. The aim of this study is to develop a mechanistic model coupled to oxygen transfer in order to predict the evolution of oxidation reactions in a bulk lipid system and in defined and controlled experimental conditions (temperature, oxygenation, fatty acids' composition, antioxidants' composition). Thus, a reaction scheme detailing all the reactions involved in the oxidation phenomenon was proposed and a stoichio-kinetic model was built on the basis of conservation equations and kinetic parameters available in literature. The reactivity of unsaturated fatty acids contained in three usual edible oils (rapeseed, sunflower, high oleic sunflower), previously stripped of their natural antioxidants, was studied between 80 and 180 °C, following several oxidation markers (conjugated dienes, hydroperoxides, aldehydes, polymers). As expected, oxidation kinetics depended on fatty acids' composition of oils, on temperature and on oxygen availability. The addition of antioxidant(s) confirmed the protective effect of α-tocopherol, which was not improved by the enrichment in chlorogenic acid, a phenolic acid naturally occurring in sunflower seeds. The experimental data were used to validate the model which predictions reproduce experimental tendencies. Two limitations were identified during model validation. The first is the accurate description of the oxygenation mechanism of the medium which need to be measured in oil at high temperatures. Moreover, given the large number of reactions taken into account, it is essential to have a set of more important experimental data which include radical intermediates. For this, the potential of electron spin resonance spectroscopy was evaluated in this in order to follow lipid radical species and access to kinetic parameters of radical reactions, few available in literature.

La dispersion dans des milieux poreux homogènes (empilements de grains) a été étudiée par des mesures par résonance magnétique nucléaire (RMN) et des simulations de marches aléatoires dans un réseau de pores. La RMN permet de mesurer l’ensemble des déplacements des molécules d’eau durant un temps tΔ, et d’obtenir propagateurs et moments caractéristiques. L’évolution temporelle du second moment σ (σ2 ∝ taΔ) permet de caractériser de manière précise le régime de dispersion des molécules (Gaussien ou anormal). Des mesures pour des écoulements de 15 < Pe < 45 dans un empilement de grains de 30μm ont permis d’observer une dispersion anormale faiblement super-dispersive (a = 1.17) en écoulement saturé et une augmentation progressive du caractère super-dispersif avec la diminution de la saturation en eau (jusqu’à a = 1.5 pour 42 %)lors d’une co-injection stationnaire eau-huile. En écoulement saturé, les propagateurs et courbes de percée sont quasi-gaussiennes, tandis qu’en écoulement insaturé, les propagateurs sont asymétriques et les courbes de percée présentent des trainées aux grands temps. Dans ces conditions, on montre que la dispersion anormale observée est mieux décrite par des lois stables de Lévy que par des lois gaussiennes. Des simulations de marche aléatoire ont été réalisées dans un réseau de pores extrait d’un milieu poreux réel par imagerie microscanner.Elles permettent d’obtenir les mêmes informations que la RMN, les marcheurs se déplaçant par advection et diffusion. Ces simulations montrent l’existence d’une stagnation non observée dans les expériences, montrant que la simplification du réseau poreux est trop importante et empêche de reproduire certains aspects du champ de vitesses détecté par la RMN. Toutefois, l’évolution temporelle du second moment a également un caractère super-dispersif à temps long à 100 % de saturation / We investigated dispersion in homogeneous porous media (grain packs) by nuclear magnetic resonance (NMR) measurements and random walk simulations in pore networks. We measured water molecules displacements during a time interval tΔ by NMR measurements, which allows us to obtain propagators and charateristic cumulants of displacements such as the mean square displacement σ. The evolution of the cumulant σ as a function of time tΔ (σ2 ∝ taΔ) is a very sensitive test of Gaussian behaviour compared to the analysis of the shape of propagators. In a homogeneous 30μm grain pack and low Peclet numbers (15 < Pe < 45), we observed weak super dispersion in saturated conditions (a = 1.17) and gradually stronger super-dispersionas the water saturation decreases (up to a = 1.5 for 42 %) during steady-state oil-water two phase flow. Insaturated conditions, propagators and breakthrough curves are Gaussian or nearly Gaussian, whereas in two phase conditions, propagators are non symmetric and breakthrough curves show thick tails at long time. Weshow that the anomalous dispersion observed is better explained by Lévy stable laws (asymetric for longitudina ldispersion, and symetric for transverse dispersion) than by Gaussian laws. Random walk simulations were performed in a pore network constructed using high resolution images of the grain pack. They allow us to obtain the same informations than the NMR, with walkers submitted to diffusive and advective effects. The simulations show the existence of an anomalous stagnation not observed in experiments, highlighting the oversimplification of the pore network that prevent reproducing some aspects of the velocity field detected by NMR. However, the simulations indicate similarly a super-dispersion at long time in saturated conditions

Depuis quelques décennies, la communauté scientifique s'intéresse de plus en plus à la recherche de nouvelles levures pour de nouvelles applications dans le domaine des biotechnologies blanches. De l'étude de la biodiversité à l'étude des propriétés métaboliques, les recherches visant à sélectionner de nouvelles levures avec des propriétés intéressantes pour l'industrie se sont intensifiées. Localisées dans le Sud-Ouest de l'océan Indien, les îles de La Réunion et de Madagascar sont aujourd'hui considérées comme des Hot Spot de la biodiversité. La grande diversité de plantes et de fruits tropicaux fournis des habitats naturels pour la propagation de nombreux microorganismes tels que les levures. A l'instar de ce qui se passe chez les plantes endémiques, nous avons formulé l'hypothèse que certains microorganismes ne peuvent être trouvés nulle part ailleurs que dans ces îles tropicales. 101 souches de levures réparties en 26 espèces différentes ont ainsi été isolées dans cette étude à partir de 13 fruits tropicaux récoltés aléatoirement dans les régions d'Antsirabe à Madagascar et de St-Paul à La Réunion. L'identification des espèces a été réalisée par analyse des séquences des domaines D1/D2 de la grande sous-unité des gènes de l'ARN ribosomique (ARNr). Les souches caractéristiques ont ensuite fait l'objet d’une analyse systématique par micro-extraction en phase solide couplée à une analyse chromatographique en phase gazeuse et couplé à un spectromètre de masse (ET-MEPS-CPG/SM) pour déterminer leurs capacités à produire des arômes. Parmi elles, deux souches isolées sur le fruit du poc-poc (Physalis peruviana) et sur le cacao (Theobroma cacao var. Criollo) semblent appartenir à de nouvelles espèces, probablement endémiques de la zone géographique étudiée. En effet, ces souches, EGPOC17 et EB23, présentent un faible pourcentage d'identité avec les séquences de l'ARNr des levures Rhodotorula mucilaginosa (97,1% d'identité) et Candida pararugosa (97,4% d'identité). 52 composés organiques volatiles (COVs) différents, classés en cinq grandes classes de molécules, les acides, les alcools, les aldéhydes, les cétones et les esters ont ainsi été identifiés. Une analyse statistique a ensuite été réalisée pour tenter de classer ces souches par catégories en fonction de leurs caractéristiques métaboliques. Avec une production de 32 molécules différentes sur les 52 identifiées, la levure Saprochaete suaveolens (anciennement connue sous le nom de Geotrichum fragrans) est de loin la souche produisant le plus grand nombre de composés d'arômes, en particulier d'esters et de composés insaturés. D'autres souches comme Candida quercitrusa, Debaryomyces nepalensis, Pichia kluyveri et Sporidiobolus pararoseus semblent également être intéressantes pour la production d'acides, d'alcools et de cétones. Parmi les COVs identifiés, des composés comme le 2 méthylbut-2-énoate d'éthyle (tiglate d'éthyle), le 2-méthylbut-2-énoate de 3 méthylbutyle (tiglate d'isoamyle), le 2-méthylbut-2-énoate de butyle (tiglate de butyle), 3-méthylbut-2-énoate d'éthyle, 2-méthylbut-2-énoate de 2-méthylpropyle et le but-2-énoate d'éthyle ont été retrouvés spécifiquement chez la levure Saprochaete suaveolens. La présence de ces molécules, très peu décrites chez les levures dans la littérature, suggère des relations taxonomiques de type «arôme-espèce» ou «arôme-genre » chez les levures. / In recent years, there has been an increasing interest in identifying and characterizing the yeast ecosystems associated with diverse types of habitat because of the many potential desirable technological properties of these microorganisms, especially in food applications. In this study, a total of 101 yeast strains were isolated directly from the skins of tropical fruits collected in several locations in the South West Indian Ocean (in the regions of Anstirabe in Madagascar and Saint Paul in Reunion Island). Species identification was determined by sequence analysis of the D1/D2 domains of the large subunit (LSU) ribosomal RNA gene. The strains were classified into 26 different species and tested for their potential to produce aromatic flavouring compounds. Among the isolated strains, two species isolated from the skins of Cape gooseberry and Cocoa beans appeared to represent putative new yeast species. Strains EGPOC17 and EB23 showed LSU D1/D2 sequence homologies of only 97.1% and 97.4% with the yeasts Rhodotorula mucilaginosa and Candida pararugosa, respectively. In total, 52 Volatile Organic Compounds (VOCs) were detected by Head Space Solid Phase Micro Extraction coupled to Gas Chromatography and Mass Spectroscopy (HS-SPME-GC/MS) analysis and these were classified into five main groups, namely, acids, alcohols, aldehydes, ketones and esters. In order to classify and discriminate the yeast biodiversity, statistical analysis was performed which allowed the yeasts to be categorized according to their flavour production. With a production of 32 compounds among 52 VOCs, Saprochaete suaveolens (Geotrichum fragrans) seemed to be the best producer of flavour compounds, especially esters and unsaturated compounds. Other yeast species including Candida quercitrusa, Debaryomyces nepalensis, Pichia kluyveri and Sporidiobolus pararoseus also appeared of potential interest based on their abilities to produce acid, alcohol and carbonyl compounds. Among the VOCs detected, 6 uncommon compounds namely ethyl but-2-enoate, ethyl 2-methylbut-2-enoate (ethyl tiglate), ethyl 3-methylbut-2-enoate, 2-methylpropyl 2-methylbut-2-enoate, butyl 2-methylbut-2-enoate and 3 methylbutyl 2-methylbut-2-enoate were identified as possible yeast species specific flavour markers.

Dans la zone insaturée, l’altération des roches poreuses en condition de séchage est attribuée principalement aux sels qui cristallisent dans la solution porale lors de son évaporation. Ils exercent une pression (pression de cristallisation) contre les parois du pore dont le moteur est la sursaturation de la solution. Dans le même contexte, l’eau porale qui est retenue par capillarité dans les pores nanométriques est amenée sous pression négative. L’eau sous tension capillaire exerce une traction mécanique contre les parois du pore, mais aussi modifie les équilibres chimiques. Ces deux mécanismes, pression de cristallisation et traction capillaire, qui sont de nature physique, ont pour origine le déséquilibre chimique entre l’eau porale et l’air sec.Des expériences de cristallisation de sels (Na2SO4, NaCl) permettent 1/ de mettre en évidence des conditions favorables à l’expression de la pression de cristallisation, qui apparait comme un phénomène brutal et transitoire provoqué par la relaxation d’un état de déséquilibre (sursaturation), et 2/ de montrer que la tension capillaire, générée par une interface nanométrique, peut être transmise à un macrovolume dans un système géométrique particulier construit par les sels. L’état de tension y est métastable (l’eau est surchauffée) mais dure suffisamment longtemps pour observer les effets mécaniques (traction) et chimiques (dissolution) attendus. La relaxation brutale de l’état de surchauffe permet une rapide sursaturation, qui est le moteur de la pression de cristallisation.Ainsi, les cycles climatiques sont à l’origine d’évènements brutaux et transitoires qui marquent la relaxation d’un état de déséquilibre (surchauffe et sursaturation), contrôlés par la tension capillaire et la cristallisation des sels qui coopèrent pour altérer la roche en conditions de séchage. / The alteration of porous media in drying conditions is generally attributed to the pressure exerted by growing salts from the poral evaporating solution against the pore wall (crystallization pressure). In drying conditions, the water retained by capillarity in nanometric pores is under absolute negative pressure. Water under capillary tension exerts a mechanical traction against the pore walls but also modifies the chemical equilibria and so rock-fluid interactions. Crystallization pressure and capillary tension, which are physical processes, are both induces by the disequilibrium between poral water and dry air.Salt crystallization experiments in microtubes (Na2SO4, NaCl) show some favorable conditions for crystallization pressure - in terms of supersaturation and geometry – which is transient and brutal. A second series of experiments shows that capillary tension, generated by a nanometric liquid air interface, can be transmitted to a macrovolume of aqueous solution in a particular geometric system built with salts. The tensile state is metastable (superheated), but long enough to modify significantly the chemical budget of the system and to see mechanical effects. The brutal relaxation of the superheating state by vapor nucleation induces a rapid salt supersaturation which is the driving force of the crystallization pressure.The salt growth (during evaporation) and capillarity cooperate in drying conditions to alter porous media.During climate cycles (especially humidity) they control and induce transient and brutal events which mark the end of metastable states (superheating and salt supersaturation).

Dans cette thèse nous avons eu pour but d’étudier la réactivité des complexes à bas degré d’oxydation du fer stabilisés par des ligands phosphines vis-à-vis des substrats insaturés. Cet objectif s’inscrit dans une démarche plus large d’accès à des systèmes catalytiques au fer capables de transformer de manière sélective l’éthylène, par la réaction d’oligomérisation, vers des alpha-oléfines linéaires courtes (butène-1, héxène-1, octène-1), ce qui n’a jamais été rapporté dans la littérature. Pour se faire, le passage par le mécanisme métallacyclique de transformation de l’éthylène est la voie privilégiée. Cependant, les propriétés électroniques et géométriques de ligand requises pour suivre un tel mécanisme, et en particulier son étape clé de couplage oxydant de deux molécules d’éthylène sur le centre métallique, ne sont pas clairement identifiées. Nous rapportons ici dans un premier temps la synthèse d’une bibliothèque de complexes de fer(II) et fer(III) à base de ligands phosphines présentant des propriétés électroniques et géométriques variées. Ces nouveaux complexes sont opportunément testés en tant que catalyseurs, d’une part pour la réaction d’oligomérisation de l’éthylène; mais également en tant qu’espèces réduites in situ en association avec des diènes (isoprène, butadiène) conduisant à leur polymérisation. Afin de nous rapprocher davantage de notre objectif d’accès aux espèces à bas degré d’oxydation du fer, l’emploi d’une voie de réduction en une étape et en conditions douces est rapportée; conduisant à l’isolement et la caractérisation de neuf complexes phosphorés de fer(0) à 18 et à 16 électrons. Bien qu’a priori inactifs vis-à-vis de l’éthylène ou des oléfines plus longues, nous montrons la capacité de ces complexes à promouvoir des réactions de couplage oxydant de substrats insaturés (alcynes) le couplage catalytique de l’éthylène et du butadiène et l’activation de divers composés tels que les silanes ou les halogénures d’alkyles, posant ainsi un premier jalon vers leur optimisation et application en tant que catalyseurs d’autres réactions, et potentiellement dans l’avenir, pour la transformation de l’éthylène. / In this thesis our aim was to study the reactivity of phosphine-based low-valent iron complexes towards unsaturated substrates. This goal is part of a wider approach of access to an iron catalytic system able to transform ethylene in a selective manner, by the reaction of oligomerization, towards short linear alpha-olefins (1-butene, 1-hexene, 1-octene), which is unreported in the literature. To achieve this, going through the metallacyclic mechanism of ethylene transformation is the most likely way. However, the electronic and geometrical features of the ligand required to follow this mechanism, and in particular the key step of the oxidative coupling of two molecules of ethylene to the metal center, are ill-defined. We thus report here in a first part the synthesis of a library of P-based iron(II) and iron(III) complexes bearing varied electronic and geometrical features. These novel complexes are opportunistically screened as catalysts for ethylene oligomerization on one hand, and as in situ reduced species in association with dienes (isoprene, butadiene) leading to the polymerization of the latter substrates, on the other hand. In order to get closer to our goal of access to low-valent iron complexes, the use of a one-pot reduction methodology under mild conditions is reported, leading to the isolation and characterization of nine 18- and 16-electron iron(0) complexes. Even though they do not show reactivity towards ethylene or longer olefins, we demonstrate the ability of these complexes to promote reactions involving the oxidative coupling elementary step of unsaturated substrates (alkynes), the catalytic coupling of ethylene and butadiene and the activation of various compounds such as silanes and organic halides, representing a first milestone towards their optimization and application as catalysts for other reactions, including potentially in the near future, for ethylene transformation

La stéaroyl Co-A désaturase (SCD) est l’enzyme clé du métabolisme des acides gras mono-insaturés (AGMI). Son activité 9 désaturase introduit une double liaison cis en position 9 des acides gras saturés (AGS), formant des AGMI. Une altération de la voie de biosynthèse des AGMI est impliquée dans de nombreuses pathologies, telles que le cancer et les maladies cardiovasculaires. Les cellules cancéreuses présentent une synthèse de novo en acide gras accrue avec une accumulation d'AGMI. Ce changement dans le métabolisme des acides gras est associé à la surexpression de la SCD1. Plusieurs études ont démontré que l'inhibition de SCD1 conduit au blocage de la prolifération et l'induction de l'apoptose dans les cellules cancéreuses. Néanmoins, les mécanismes d'activation mort cellulaire restent à être mieux compris. Dans cette étude, nous avons démontré que l’extinction de SCD1 par siRNA, inhibiteur synthétique ou naturel induit l’abolition de la synthèse de novo AGMI dans les cellules cancéreuses ou non. L’activation de la mort cellulaire par apoptose lors de l’inhibition de SCD1 n’est observée que dans les cellules cancéreuses. En outre, la déplétion en SCD1 induite un stress du réticulum endoplasmique, ces caractéristiques étant l’épissage de l'ARNm XBP1, la phosphorylation de eIF2α et augmentation de l'expression CHOP. Toutefois, l'activation du stress du RE lors de l’abolition de SCD1 est particuliers puisque nous ne mettons pas en évidence de modification de l’expression de la protéine chaperonne GRP78, une autre caractéristique du stress du RE. Enfin, nous avons montré que l'induction de CHOP participe à l’activation de la mort cellulaire lors de l’extinction de SCD1. En effet, la surexpression de constructions dominants négatifs et anti-CHOP restaure partiellement la viabilité des cellules cancéreuses déplétées en SCD1. Pour conclure, ces résultats suggèrent que l’inhibition de la synthèse de novo en AGMI via l’extinction de SCD1 pourrait être une cible thérapeutique prometteuse contre le cancer en induisant la mort cellulaire par l’activation de la voie du stress du réticulum endoplasmique et du facteur de transcription CHOP. Nous nous sommes également intéressés à la régulation de SCD par différents AGMI dans un modèle cellulaire en lien avec la pathologie athéromateuse. De nombreux facteurs de risque participent au développement de cette pathologie, parmi lesquels les acides gras trans (AGT). En effet, des études épidémiologiques ont mis en corrélation la consommation d’AGT d’origine industrielle et le risque de maladie cardiovasculaire. Les AGT pourraient jouer leurs effets athérogènes par l’altération du métabolisme lipidiques des cellules vasculaires. L'accumulation de lipides dans les cellules musculaires lisses vasculaires (CML) est une caractéristique de l'athérosclérose et une conséquence de la lipogenèse accrue. L’expression de la SCD est associée à l'induction de la lipogenèse et développement de l'athérosclérose. Nous nous sommes intéressés à la régulation de l'activité SCD1 dans les CML exposés à des isomères d’AGMI en C18 [l’acide cis-9oléique(OL), l'acide trans-11 vaccénique (TVA) ou l’acide trans-9 élaïdique (ELA)]. Nous avons montré que la SCD, présente dans les CML était régulée différemment selon l’isomère en C18 :1. En effet, nous observons une augmentation de l’expression et de l’activité de SCD1 sous l’effet d’un traitement par ELA et une diminution importante pour le traitement par OL. L’effet du TVA sur l’expression et l’activité dans les CML reste modeste mais une diminution est néanmoins trouvée. Nous avons corrélé l'activité de SCD avec son niveau d'expression protéique. En effet, celle-ci est augmentée par l’ELA et diminuée par l'OL. Cette régulation n’est pas post-traductionnelle et l’expression de SCD1 lors des traitements par l’OL et l’ELA est moduler au niveau transcriptionnel.Pour conclure, nous avons démontré une modulation de l'activité SCD par des AGMI (C18: 1) de configuration cis et [...] / Stearoyl Co-A desaturase (SCD) is the key enzyme of the metabolism of mono-unsaturated fatty acids (MUFA). Its activity  9 desaturase introduces a double bond cis in position 9 of saturated fatty acids (SFA), induced formation of MUFA. Impaired biosynthesis of MUFA is involved in many diseases such as cancer and cardiovascular disease. Cancer cells have a de novo synthesis of fatty acids increased with an accumulation MUFA. This change in the metabolism of fatty acids is associated with overexpression SCD1 which catalyzes the conversion of saturated fatty acids, monounsaturated fat. Several reports have shown that inhibition of SCD1 leads to blockage of proliferation and induction of apoptosis in cancer cells. However, the mechanism of cell death activation remains to be understood. In this study, we demonstrated that the extinction of SCD1 by siRNA, synthetic or natural inhibitor induces the abolition of de novo MUFA synthesis in cancer cells or not. SCD1 inhibition activates cell death by apoptosis only in cancer cells. In addition, depletion of SCD1 induced endoplasmic reticulum stress, these features being XBP1 mRNA splicing, phosphorylation of eIF2α and increased expression of CHOP. However, activation of ER stress in the abolition of SCD1 is special because we do not show changes in expression of the chaperone protein GRP78, another characteristic of ER stress. Finally, we showed that induction of CHOP is involved in activation of cell death during shutdown of SCD1. Indeed, overexpression of dominant negative constructs and anti-CHOP partially restores the viability of cancer cells depleted of SCD1. In conclusion, these results suggest that inhibition of de novo synthesis of MUFA through the extinction of SCD1 could be a promising therapeutic target against cancer by inducing cell death through the activation of the stress and endoplasmic reticulum transcription factor CHOP. We are also interested in the regulation of SCD by different MUFA in a cellular model linked with atherosclerotic disease. Many risk factors contribute to the development of this disease, including trans fatty acid (TFA). Indeed, epidemiological studies have correlated the consumption of TFA from industrial sources and the risk of cardiovascular disease. TFA could play their atherogenic effects by altering the lipid metabolism of vascular cells. The accumulation of lipids in vascular smooth muscle cells (SMC) is a feature of atherosclerosis and a consequence of increased lipogenesis. The expression of SCD is associated with the induction of lipogenesis and development of atherosclerosis. We are interested in the regulation of SCD1 activity in SMCs exposed to isomers of MUFA C18 [cis-9 oleic (OL), trans-11 vaccenic acid (TVA) and acid trans -9 elaidic (ELA)]. We showed that SCD which is present in SMC was regulated differently depending on the isomer C18: 1. Indeed, we observed an increase in the expression and activity of SCD1 as a result of treatment with ELA and a significant decrease for treatment with OL. The effect of the TVA on the expression and activity in SMCs remains modest decrease is nevertheless found. We correlated the activity of SCD with its level of protein expression. Indeed, it is increased by the ELA and decreased by OL. This regulation is posttranslational and expression of SCD1 during treatment with the OL and the ELA is modulated at the transcriptional level. To conclude, we demonstrated a modulation of SCD activity by MUFA (C18: 1) cis and trans-mediated regulation of SCD1 gene transcription.

Les polyesters insaturés sont des résines thermodurcissables particulièrement appréciées pour leur facilité de mise en œuvre et leur coût modéré. Cependant, comme tous les polymères organiques ils ont une réaction au feu médiocre, ce qui est critique dans un certains nombres de d'applications. L'objectif de cette thèse était d'élaborer de nouvelles formulations de résines ayant un comportement au feu amélioré. La première stratégie développée a été le greffage de monomères phosponés dans la matrice polyester. Des monomères méthacryliques et styrénique ont été synthétisés et utilisés pour remplacer une partie du styrène dans la résine. La stabilité thermique des résines modifiées est diminuée, mais leur comportement au feu est globalement meilleur. Des effets du phosphore en phase gazeuse et en phase condensée ont pu être mis en évidence.Dans une seconde partie, une sélection de particules se distinguant par leur nature, leur taille et leur facteur de forme a été testée. Si l'impact des ces charges est assez limité lorsqu'elles sont utilisées individuellement, des tests calorimétriques ont révélé que certaines combinaisons de particules pouvaient améliorer significativement la réaction au feu des résines. Enfin, des associations d'additifs phosphorés et de particules submicroniques ont été investiguées. Le polyphosphate d'ammonium se distingue des autres additifs par un impact très important sur le comportement au feu et particulièrement par le charbonnement important qu'il engendre, cependant sa combinaison avec des charges inorganiques ne s'est pas révélée probante. / Unsaturated polyesters are thermoset resins particularly appreciated for their low cost and easy processing. Nevertheless one of their main drawbacks is their poor fire resistance. The aim of this PhD thesis was to prepare new resin formulations with an improved fire behaviour. The first part of this work was dedicated to the grafting of phosphorous monomers in the polyester matrix. Methacrylic and styrenic monomers were synthesized and used to replace of part of the styrene in the resin. Resin thermal stability was decreased, but on the whole their fire behaviour was improved. Condensed phase and gas phase effects of phosphorus were highlighted.In a second part, a screening of various kinds of particles with different sizes was performed. Calorimetric tests revealed that, while the effect of these particles used alone is limited, a decrease of resin flammability could be achieved with specific combinations. Finally, commercial phosphorous additives were associated with submicronic fillers. From all the additives tested, ammonium polyphosphate stands out, with a powerful impact on the resin fire reaction and especially a much increased charring. However, its combination with inorganic particles was not conclusive.

La fertilité de la vache laitière haute-productrice semble altérée par les teneurs élevées en acides gras (AG) libres du liquide folliculaire observées en début de lactation. Toutefois, les effets diffèreraient selon le type d’AG du microenvironnement de l’ovocyte. La présence d’AG monoinsaturés est associée à des ovocytes ayant un potentiel de développement embryonnaire amélioré. Cette étude visait à évaluer le transfert et l’incorporation des AG alimentaires dans les classes lipidiques du plasma et du liquide folliculaire et son impact sur la fertilité de la vache laitière. Vingt vaches Holstein ont été attribuées aléatoirement à un supplément lipidique alimentaire enrichi soit en acide palmitique (Palmit 80; 82 % 16:0; PA) ou en acide palmitoléique (huile d’argousier; 27 % 16:1 cis-9 et 28 % 16:0; POA). L’administration des traitements (200 g/jour) s’est échelonnée de 20 jours avant à 67 jours après le vêlage. Les performances ont été enregistrées et des échantillons de lait recueillis aux jours 8 à 10 ± 3, 35 à 37 ± 2 et 63 à 65 ± 2 post partum. Aux jours 46 et 67 ± 2 d post partum, les complexes ovocyte-cumulus, les cellules de la granulosa, le liquide folliculaire et des échantillons sanguins ont été prélevés. En comparaison avec PA, POA a augmenté les teneurs en 16:1 cis-9 dans les lipides estérifiés du plasma, dans la matière grasse laitière, et dans les AG libres et les esters de cholestérol du liquide folliculaire. L’expression du gène récepteur à l’insuline tendait à diminuer dans les cellules de la granulosa du groupe POA. Le supplément POA a réduit la folliculogenèse, sans toutefois influencer la compétence au développement des ovocytes. Il est possible de moduler le profil en AG du liquide folliculaire via des stratégies nutritionnelles et de potentiellement influencer le métabolisme des cellules de la granulosa et la folliculogenèse. / In high-yielding dairy cows, fertility is impaired by the increase of non-esterified fatty acid concentrations in follicular fluid during early lactation, but the effects may depend on fatty acid (FA) composition. The objective of this study was to evaluate the potential of dietary supplements enriched in specific FA to influence the FA composition of follicular fluid, and consequently fertility of early-lactation dairy cows. Twenty Holstein multiparous cows in late gestation were randomly assigned to 200 g/d of FA supplements enriched in i) palmitic acid (PA; control treatment; Palmit 80; Natu’oil Services Inc.; 82% 16:0) in the rumen or ii) palmitoleic acid (POA; Sea buckthorn oil; New Directions Aromatics Inc.; 27% cis-9 16:1, 28% 16:0, and 22% cis-9 18:1) in the abomasum. The treatment period ranged from 20 ± 5 d precalving to 67± 2 d postcalving. Performance was recorded, and milk samples collected from days 8 to 10 ± 3 (mean  SD), 35 to 37 ± 2, and 63 to 65 ± 2 postcalving. On days 46 and 67± 2 d postcalving, cumulus-oocyte complexes, granulosa cells and follicular fluid were recovered, and blood was collected. Treatment did not affect milk yield or milk fat. Compared with PA, POA increased cis-9 16:1 concentration in milk fat, in plasma esterified lipid classes, and in follicular fluid non-esterified fatty acids and cholesterol esters. Abundances of mRNA for stearoyl-CoA desaturase and perilipin 2 in granulosa cells were not different between treatments. Moreover, POA treatment tended to decrease the expression of gene encoding for insulin receptor. Treatment did not affect oocyte quality and developmental capacity, or embryo lipid metabolism, but POA altered folliculogenesis. These results suggest that dietary lipid supplements enriched in specific FA may modulate FA profile of the oocyte microenvironment, energy granulosa cell metabolism and folliculogenesis in early lactation cows.

Les résultats d'études expérimentales auprès d'animaux suggèrent qu'une diète riche en acides gras polyinsaturés à longue chaîne (AGPI-LC) et/ou un ratio élevé d'oméga-3/oméga-6 a des effets protecteurs sur le développement neurologique et sensoriel du foetus suite à une exposition gestationnelle à l'éthanol. À ce jour, aucune étude n'a évalué les possibilités bienfaisantes de ces interventions nutritionnelles sur les humains. Le but de cette thèse est de déterminer si un ratio élevées d'acides docosohexanoïques (DHA)/ acides arachidonique (ARA) dans le cordon ombilical peut protéger contre les effets de l'exposition prénatale à l'alcool sur trois aspects du développement: 1) la croissance prénatale (poids, circonférence crânienne et taille à la naissance), 2) le développement cognitif, et 3) l'acuité visuelle. Une étude de cohorte longitudinale prospective a été effectuée dans une population inuite de la région du Nunavik au Québec. La consommation d'alcool au cours de la grossesse a été documentée à la mi-grossesse et dans le mois suivant l'accouchement auprès de 215 femmes. Le sang du cordon ombilical et de la mère a été prélevé suivant l'accouchement. Les paramètres de croissances prénatales ont été documentés à la naissance du nouveau-né. Le traitement de l'information et l'acuité visuelle des enfants ont été évalués à 6 mois postnatal en utilisant le Fagan Test of Infant Intelligence et le Teller Acuity Cards. Les résultats de cette étude suggèrent que l'exposition prénatale à des doses excessives d'alcool par épisode au cours de la gestation est associée à un poids et une circonférence crânienne inférieure à la naissance ainsi qu'à une acuité visuelle réduite. Le ratio DHA/ARA dans le cordon ombilical est associé à un poids plus élevé à la naissance. Aucune interaction significative ne peut être observée entre le ratio DHA/ARA dans le cordon ombilical du nouveau-né et l'exposition prénatale à l'alcool sur les marqueurs de développement pré- et postnatal. Les résultats de la présente étude suggèrent que le ratio DHA/ARA ne joue ni un rôle médiateur, ni un rôle modérateur dans la relation entre d'une part, l'exposition prénatale à l'alcool et d'autre part, la croissance prénatale et l'acuité visuelle à 6 mois. Compte tenu de la méthodologie utilisée pour cette étude il est impossible de conclure sur le rôle de la nutrition prénatale et de l'appart nutritif en DHA dans la relation entre l'exposition à l'alcool et le développement.