La litière de fumier recyclé (LFR) (séparation du fumier et fraction solide remise sous les animaux) est de plus en plus utilisée dans l’industrie laitière au Québec. Pourtant, les risques reliés à son utilisation sur la santé humaine sont méconnus. La présente étude tente donc d’identifier la meilleure méthode de compostage de la LFR quant à la qualité de l’air dans les fermes laitières. Quatre méthodes de compostage du solide ont été testées : SW) statique; TW) retourné quotidiennement; DC24) statique après 24 h dans un composteur rotatif; et DC72) statique après 72 h dans un composteur rotatif. Des échantillons d’air ont été prélevés aux jours 0, 5, 10 à l’aide d’un échantillonneur liquide et d’un autre sur filtre. Les poussières ont été mesurées par compteur optique de particules. Les microorganismes ont été analysés par culture (bactéries et moisissures mésophiles, moisissures thermotolérantes) ou par qPCR pour les bactéries totales et Penicillium/Aspergillus, ainsi que plusieurs agents pathogènes et un gène de résistance aux carbapénèmes. Au jour 0, les poussières et les moisissures mésophiles sont inférieures pour SW, TW et DC24. Les bactéries totales sont plus faibles pour SW et TW et Penicilium/Aspergillus pour DC24. Au jour 5, les poussières sont inférieures pour DC24 et DC72, alors que les moisissures mésophiles, bactéries totales et Penicillium/Aspergillus sont en plus faibles concentrations pour SW et TW. Au jour 10, les poussières et Penicillium/Aspergillus sont plus faibles pour SW et TW, les bactéries totales pour DC72 et les résultats ne diffèrent pas pour les moisissures mésophiles. Pour les trois journées d’échantillonnage, SW a des concentrations inférieures à DC72 en bactéries mésophiles. Aucun des résultats de moisissures thermotolérantes ni d’endotoxines ne diffère et aucun des agents pathogènes ni le gène de résistance n’a été détecté par qPCR. Les traitements SW et TW semblent représenter les meilleurs choix quant à la qualité de l’air. / Recycled manure solids (RMS) (solid-liquid separation f fresh manure where the solid fraction is used as bedding) gain rising interest in Quebec’s dairy industry. However, RMS use’s associated risks on human and animal health are unknown. This study tried to identify the best composting method regarding to air quality in dairy barns. Four composting methods were tested: SW) static, TW) daily turned, DC24) static after 24 h in a drum composter and DC72) static after 72 h in a drum composter. Air sampling were done with a liquid sampler and a filter sampler at days 0, 5 and 10. Dust concentrations were measured by an optical particle counter. Microorganisms were analysed by culture (mesophilic bacteria and fungi, thermotolerant fungi) or by qPCR for total bacteria (16s rDNA) and Penicillium/Aspergillus (ITS1), as well for several pathogenic agents and a carbapeneme resistance gene (KPC). At day 0 and 5, SW, TW and DC24 lead to the lowest concentrations for dust and mesophilic fungi. Total bacteria were lower for SW and TW, while Penicillium/Aspergillus were lower for DC24. At day 5, DC24 and DC72 lead to the lowest concentrations for dust, while SW and TW lead to lower concentrations for mesophilic fungi, total bacteria and Penicillium/Aspergillus. At day 10, dust and Penicillium/Aspergillus were lower for SW and TW, while total bacteria were lower for DC72 and no mesophilic fungi did not differ. For the three sampling days, SW lead to lower concentration of mesophilic bacteria than DC72. No thermotolerant fungi or endotoxins results differ and no pathogenic agent or the carbapenem resistance gene were detected by qPCR. Thus, SW and TW seem to be the methods to privilege regarding air quality in dairy barns.

Dans un contexte où l'amélioration des performances des fermes laitières nord-américaines est une quête continue, ce mémoire s'intéresse aux disparités présentes au niveau des facteurs de production des fermes laitières. Ces disparités visibles à l'échelle canadienne et américaine peuvent entraîner potentiellement des écarts au niveau des performances des fermes laitières. L'objectif de cette étude est d'analyser les variations des performances des systèmes de production (rassemblement homogène de plusieurs facteurs de production) des entreprises laitières à l'étude. Les échantillons de fermes proviennent du Québec, de l'Ontario, de l'État de New-York et de l'État du Wisconsin. Toutefois, le présent travail de recherche ne s'attarde pas à la comparaison des fermes laitières selon leur région, mais bien à la comparaison des fermes laitières selon leurs facteurs de production et ce, indépendamment de leur situation géographique. Ainsi, les fermes laitières canadiennes et américaines sont analysées dans la même base de données. Pour ce faire, l'analyse hiérarchique de classification (Cluster analysis) utilise différents facteurs de production afin de classer les fermes laitières à l'étude en systèmes de production. Une fois les systèmes de production élaborés, l'analyse multivariée de variance (MANOVA) est utilisée afin de déceler les différences entre les performances techniques, technico-économiques et financières des systèmes de production à l'étude. Les résultats obtenus révèlent que les différences au niveau des facteurs de production des fermes laitières à l'étude ont un impact significatif sur les performances de celle-ci. Ainsi, le nombre de vaches, le système de traite, la fréquence de traite, les superficies cultivées par vache, le niveau de capitalisation, le coût d'achat d'alimentation par vache et le degré de spécialisation ont une influence sur les performances techniques, technico-économiques et financières des fermes laitières à l'étude. Ce mémoire contribue à l'analyse comparée des performances des fermes laitières. Ainsi, la typologie utilisée par le Cluster analysis lors de la classification des fermes laitières en systèmes de production et le choix du MANOVA comme test statistique de comparaison, apportent un regard nouveau à l'analyse comparée. L'approche systémique se veut une méthodologie nouvelle et adéquate aux fins d'analyses comparées des performances des fermes laitières.

Cette étude analyse l'évolution de l'efficience technique de la production laitière québécoise en utilisant des méthodes d'analyse de pointe. L'efficience technique des fermes laitières est mesurée à partir de données de panel par le biais d'une approche classique et d'une approche bayésienne qui permettent aux termes d'inefficience de varier dans le temps. Cet exercice permet d'évaluer la robustesse des estimés d'efficience technique par rapport au choix de la technique d'estimation. L'impact du choix de la forme fonctionnelle est évalué en utilisant une forme translog qui emboîte la forme Cobb-Douglas. Les facteurs influençant l'efficience technique des fermes québécoises sont identifiés en décomposant les mesures d'efficience en fonction des caractéristiques socio-économiques des fermes. Le concept de dominance stochastique est utilisé pour évaluer jusqu'à quel point les données supportent l'existence d'un processus de convergence dans l'efficience des fermes. Cette étude utilise la banque de données AGRITEL regroupant les producteurs qui sont associés à la fédération des syndicats de gestion agricole (SGA) du Québec. Les résultats des analyses indiquent qu'indépendamment de l'approche utilisée, les niveaux d'efficience technique demeurent généralement très élevés, confirmant ainsi les résultats de Mbaga et al. (2003). Ces résultats ne sont pas surprenants compte tenu de la stabilité des politiques canadiennes dans le secteur laitier. Une tendance amélioratrice est décelée également par le test de la dominance stochastique, mais cette tendance semble s'estomper durant la période 1997-2003. / This study looks into trends in levels of technical efficiency in dairy production in Québec using the latest advances in the field. Levels of technical efficiency of dairy farms are measured using both panel data and classical and Bayesian approaches. This allows for efficiency levels to vary over time and ensures their robustness as it relates to the estimation technique. The impact of the functional form is estimated using a translog form within which is nested the Cobb-Douglas form. Determinants of farm level efficiency are estimated using farm-specific socio-economic factors. Stochastic dominance is used to test for convergence in farm level efficiency. Data used are from the AGRITEL database which contains information about farmers who are members of the federation of the Syndicat de gestion agricole (SGA) of Québec. Results show that irrespective of the estimation method used, levels of farm efficiency remain high, thus supporting results from Mbaga et al. (2003). These results are not unexpected given the stability of policies in the dairy sector. Results of the stochastic dominance test show some improvement. However, that trend disappears in the 1997-2003 period.

La préparation d'une pâte alimentaire artisanale connue sous le nom de mekika, par coagulation du lait à l'aide d'extraits de gousses vertes de caroubier constitue une technologie originale spécifique de certaines régions libanaises. Notre étude s'inscrit dans le cadre de la préservation du patrimoine culinaire du pays en offrant de combler le manque de données scientifiques sur cette coagulation. L'accent est mis d'une part sur les réactions chimiques impliquées dans le processus et d'autre part sur les propriétés technologiques du produit obtenu. L'importance de cette technologie est soulignée en la comparant aux techniques classiques faisant intervenir des enzymes protéolytiques (présure, chymotrypsine, protéases fongiques ou microbiennes). L'étude est finalement appliquée à différents laits (vache, chèvre, brebis, chamelle)

Cette recherche porte sur l'étude de l'évolution de la situation financière des fermes laitières du Québec et plus particulièrement sur la crise financière qui se vit au niveau de la ferme. Pour ce faire, les données sur dix années (de 1999 à 2008) de 235 fermes faisant partie des groupes conseils agricoles ont été analysées afin de définir la crise financière et d'en identifier les principales caractéristiques. De plus, il a été possible de spécifier de quel domaine de gestion de la ferme proviennent principalement les problèmes financiers. Cette recherche permet de conclure que les fermes sont en crise financière lorsque leur marge de sécurité sur les produits est négative. Mais afin d'utiliser un critère tenant compte de la pérennité de l'entreprise à plus long terme, les entreprises ont été comparées entre elles selon leur rentabilité. La méthode de l'analyse comparative a été appliquée afin d'identifier quelles sont les différences statistiquement significatives entre les fermes plus rentables et celles les moins rentables. Ces démarches ont permis d'identifier le domaine de la gestion au quotidien de l'entreprise, soit les décisions plus techniques de la production de lait, comme étant celui ayant le plus d'influence sur la situation financière de la ferme et donc sur le fait d'être en crise financière ou pas.

L’objectif des études présentées dans ce mémoire était de déterminer si la fléole des prés, la graminée la plus couramment utilisée en association binaire avec la luzerne au Québec, sera encore un choix pertinent dans le futur. Sa réponse aux changements climatiques pour le rendement et la valeur nutritive a donc été comparée à trois autres graminées cultivées en association binaire avec la luzerne, soit la fétuque élevée, la fétuque des prés et le brome des prés. Afin de se projeter à l’échelle de la ferme, l’impact des changements climatiques sur les cultures annuelles les plus fréquemment utilisées sur les fermes laitières québécoises a aussi été évalué. Ensuite, les conséquences qu’auront ces changements sur la rentabilité et le bilan environnemental des entreprises laitières ont été rapportées. Pour ce faire, des fermes virtuelles de deux régions du Québec au climat contrasté et aux systèmes de production différents, l’Est-du-Québec (Bas-Saint-Laurent) et l’Ouest du Québec (Montérégie), ont été créées. Afin de valider la pertinence de conserver la fléole des prés en association binaire avec la luzerne dans le futur, les rendements et valeurs nutritives des quatre associations fourragères et des cultures annuelles les plus cultivées au Québec ont été simulés grâce au modèle Integrated Farm System Model (IFSM). Puis, les résultats ont été utilisés comme entrées dans le modèle Nutrient Cycling : Crops, Livestock, Environnement and Soil (NCyCLES) afin de déterminer l’impact de chacune des associations fourragères en contexte de changement climatique sur le bénéfice net et le bilan environnemental des fermes laitières québécoises dans le futur. Dans l’Est-du-Québec, on remarquait que c’est l’association luzerne - fétuque élevée qui devrait le plus bénéficier des changements climatiques, bien que l’association luzerne - fléole des prés devrait aussi en profiter, mais avec une augmentation des rendements projetés moins importante. Dans l’Ouest du Québec, les changements climatiques devraient aussi amener de meilleures performances agronomiques, mais à une moindre échelle étant donné la température déjà plus élevée dans cette région. Le bénéfice net des fermes laitières devrait aussi augmenter. Ce résultat est plus flagrant dans l’Est-du-Québec, car il devrait être possible sous les conditions climatiques projetées d’y cultiver et de vendre du maïs grain et du soya. Puisque plus de cultures seront exportées, la différence entre les entrées et sorties d’azote et de phosphore du système de la ferme devrait diminuer dans le futur. Les émissions totales de gaz à effet de serre devraient rester constantes, mais plus de gaz à effet de serre devraient être attribués aux récoltes vendues. Les résultats des deux études suggèrent que l’association binaire avec la fétuque élevée serait une bonne alternative à la fléole des prés sous les futures conditions climatiques et que l’Est-du-Québec devrait plus bénéficier des changements climatiques que l’Ouest du Québec. / The objective of the studies presented in this document was to determine if timothy, the grass most frequently use in binary association with alfalfa in Quebec, will still be a relevant choice in the future. Its response to climate change in terms of yield and nutritive value were then compared to three other grasses grown in a binary association with alfalfa, which were tall fescue, meadow fescue, and meadow bromegrass. To project at the farm scale, the impacts of climate change on the annual crops mostly used on Quebec dairy farms were also evaluated. Then, the consequences of these changes on the profitability and environmental balance of dairy farms were reported. To do so, virtual farms in two areas of the province of Quebec with contrasted climate and different production system, Eastern Quebec (Bas-SaintLaurent) and South West Quebec (Montérégie), were created. To validate the relevance to keep timothy as the grass in binary association with alfalfa, the yield and nutritive value of the four forage associations and the ones of the major annual crops in Quebec were simulated with the Integrated Farm System Model (IFSM). Then, the results were used as entries in the Nutrient Cycling: Crops, Livestock, Environment and Soil (N-CyCLES) model to determine the impact of every forage association under the climate change conditions on the net income and environmental balance of dairy farms. In Eastern Quebec, the association alfalfa - tall fescue should benefit more from climate change. Although the association alfalfa - timothy should benefit from climate change, it is the association with the least projected increase in yield. In South West Quebec, climate change should also allow greater agronomic performances, but at a least extend because of the already higher temperature in this area. The net income of dairy farms should also increase. This is more obvious in Eastern Quebec, because it should be possible under future projected climate conditions to grow and sell corn grain and soybean. Because more crops should be exported, the N and P balances should decrease in the future. The total green house gas emissions should be maintained, but more should be allocated to sold crops. Results suggest that the alfalfa-tall fescue mixture could be an alternative to the alfalfa-timothy association under future climate conditions and that Eastern Quebec could benefit more from the climate change then South West Quebec.

La production laitière est le deuxième système agronomique le plus contaminant, seulement derrière la production de viande bovine. Sur les fermes laitières, la fermentation entérique et la production de culture sont les principales sources de gaz à effet serre (GES). Donc les principales stratégies de réduction de GES sont: la diminution de la fertilisation aux champs et la manipulation des rations des vaches, qui permettent de diminuer les émissions de N2O et CH4, respectivement. L’objectif de ce travail de recherche était d’évaluer l’impact économique, agronomique et environnemental des stratégies de réduction de GES chez la ferme laitière. L’étude a été réalisée avec le modèle N-CyCLES, qui est un modèle de programmation linéaire qui permet de faire une évaluation des flux de nutriments sur la ferme et de leurs impacts sur les résultats économiques en considérant à la fois la gestion des champs (rotations de cultures, fertilisation), l’alimentation du troupeau et la gestion du fumier. Dans ce modèle, trois fermes laitières virtuelles ont été développées pour représenter les fermes typiques de trois régions du Canada: les Prairies, le Québec/Ontario, et les Maritimes. À cette fin, des bases de données de 166 fermes de la région des Maritimes, de 113 fermes de la région de Québec/Ontario et de 32 fermes de la région des Prairies, ont été utilisées. Dans la première étude, l’impact de diminuer la fertilisation de l’azote (N) dans les champs a été simulé. Pour réduit la quantité de fertilisant, l’ensilage de maïs (EM) a été remplacé par l’ensilage de millet perlé sucré (MPS) dans les trois régions et par le sorgho sucré (SS) seulement dans la région Québec/Ontario. Les résultats montrent que cette stratégie réduit la quantité de l’N utilisé aux champs, et ainsi les émissions de GES au niveau de la ferme qui ont diminué de 1 à 9 %. Cependant, la balance de N au niveau de la ferme s’est accrue avec le scénario MPS, mais a décliné avec le scénario SS. Par ailleurs, le bénéfice net de la ferme a diminué de 5 à 21 % en comparaison avec le scénario EM en utilisant le MPS ou le SS. Le deuxième projet a permis le développement d’une équation pour estimer la production de méthane (CH4) comme résultat de la fermentation entérique chez la vache laitière. Pour ce travail, une base de données de six expériences (18 traitements, 56 vaches laitières et 193 observations) a été créée. Dans les expériences, le CH4 a été mesuré dans des chambres métaboliques. Les caractéristiques des vaches (consommation de matière sèche [CVMS], production laitière [PL], gras du lait, protéine du lait et poids corporel [PC]) et de la ration (matière sèche [MS], matière organique [MO], protéine brute [PB], fibre au détergent neutre [NDF], fibre au détergent acide [ADF], énergie brute [EB], matière grasse [EE], gras non dégradable au rumen et amidon) ont été utilisées. L’équation finale (r=0.83, RMSE=40.03) a inclus la PL, gras du lait, protéine du lait, CVMS, PC, NDF, amidon et la différence entre EE et gras non dégradable au rumen. Cette équation, en comparaison avec l’équation de l’IPCC Tier2, permet une prédiction plus précise des émissions de CH4 de vaches laitières qui mangent une ration typique canadienne. Finalement, dans la troisième étude, les stratégies d’alimentation pour réduire les émissions de CH4 entérique ont été testées pour observer leurs impacts environnemental et économique au niveau de la ferme laitière. L’utilisation d’une ration de base avec de l’EM conventionnel a été comparée à la supplémentation avec des drêches de distillerie (DDGS), de l’huile de lin (LO) ou les deux toujours avec une ration utilisant l’EM conventionnel (CDL). En plus, la substitution de EM par l’ensilage de maïs Brown midrib (BMR) et l’ajout des deux suppléments précédents avec une diète à base de BMR (BDL)ont aussi été comparé. Dans tous les scénarios, la production de CH4 entérique a décliné, mais seulement les scénarios LO, BMR et BDL ont réduit les émissions de GES au niveau de la ferme, tandis que les stratégies avec DDGS et CDL ont accru les émissions de GES. Économiquement, tous les scénarios, sauf le DDGS, ont réduit le bénéfice net. Les résultats de ce travail montrent que les stratégies pour réduire les émissions de GES dans un secteur de la ferme laitière (champs, vache, fumier, entre autres) peuvent augmenter les émissions dans un autre secteur de la ferme. Par ailleurs, le revenu de la ferme décline avec la plupart des stratégies étudiées, ce qui pose problème pour l’adoption de ces stratégies par les producteurs. / Meat and dairy production are the first and second most polluting agronomic systems, respectively. In the dairy farms, the enteric fermentation and the crop production are the main sources of greenhouse gas (GHG) emissions. For this reason, the reduction of the fertilization and the dairy cows’ ration manipulation are the principal strategies used to decrease the N2O and CH4 emissions, respectively. The objective of this work was to evaluate the agro-environmental and economic impact of the strategies to decrease the GHG emissions of dairy production. For the study, the N-CyCLES model was used. It is a linear programming model in which three levels : agronomic, animal and economic are considered to find the best response (optimization) for a maximum net income or a minimum whole-farm balance of N or P; evaluating trade-offs between economic and environmental outcomes from mixed livestock-crop dairy systems. In the model, three virtual dairy farms were developed to represent the average farm of three regions of Canada: the Maritimes, Quebec/Ontario and the Prairies. For this, a data base from 166 farms of the Maritimes, from 113 farms of Quebec/Ontario and from 32 farms of the Prairies, was used. In the first study, the impact of a lower fertilization was simulated. To decrease the amount of fertilizer, the corn silage (CS) was substituted by sweet peal millet silage (SPM) in the three regions, and by sweet sorghum (SS) only in the virtual dairy farm of Quebec/Ontario. The results showed that the quantity of fertilizers declined with SPM and SS which decreased the total GHG emissions of the farm from 1 to 9 % as compared to CS. However, the N mass balance increased in the SPM scenario, but declined in the SS scenario. In addition, the farm net income (FNI) decreased from 5 to 21 % with SPM and SS in comparison with the CS scenario. In the second project, an equation to predict the enteric CH4emissions of dairy cows was developed. A database of 193 observations from 18 different treatments and 56 multiparous Holstein cows was created. In all experiments, enteric CH4 production was measured using individual respiration chambers. The dairy cows’ characteristics (dry matter intake [DMI], milk yield [MY], milk fat, milk protein and body weight [BW]) and diet characteristics (dry matter [DM], organic matter [OM], crude protein [CP], neutral detergent fiber [NDF], acid detergent fiber [ADF], gross energy [GE], ether extract [EE]and EE non-reactive in the rumen [rumen-inert fat] and starch) were used in a five-fold cross validation. The best-fit equation (r=0. 83, RMSE=40. 03) included MY, milk fat, milk protein, DMI, BW, NDF, starch and the difference between EE and Rumen-inert fat. This equation, in comparison with the IPCC Tier 2 equation allowed for a more accurate prediction of CH4 emissions from lactating dairy cows fed typical Canadian diets. Finally, in the third study, feeding strategies seeking to decrease enteric CH4 production were simulated to observe their agro-environmental and economic impact in the dairy farm. The supplementation with corn dried distillers grains with solubles (DDGS), with linseed oil (LO) or both in a CS-based diet (CDL), and the substitution of CS by brown midrib corn silage (BMR) or both supplements in a BMR-based diet (BDL) were simulated. The enteric CH4 emissions decreased in each scenario, but total GHG emissions declined only in the LO, BMR and BDL scenarios, whilst in the DDGS and CDL scenarios the emissions were higher than in the CS scenario, Economically, each scenario, except DDGS scenario, decreased FNI. The results of this study showed that the different strategies to decrease the GHG emissions of a sector of the dairy farm (cropland, cow, manure for instance) can increase the emissions in other parts of the dairy chain production. In addition, the FNI declined for most of them which can represent a problem for their adoption by the dairy farmers.

Les définitions récentes de la compétitivité intègrent un élément qualitatif de durabilité. Cette durabilité est donc incluse dans la compétitivité, devenant une conceptualisation dérivée et son évaluation devrait pouvoir s'effectuer via des regroupements ±sensibles¿ de certains indicateurs de la compétitivité. Cette durabilité comprend trois volets soit social, environnemental et économique. L'objet de ce travail s'attarde à saisir l'aspect économique de la durabilité de la compétitivité. Pour donner un sens à la notion de compétitivité durable économiquement d'un système productif laitier, il est d'abord nécessaire de la transcrire dans un modèle reposant sur des principes conceptuels clairement identifiés. Un système productif laitier durable économiquement peut se définir comme un ensemble (1) productif ; (2) viable ; (3) profitable ; (4) ayant une capacité d'adaptation face aux changements de son environnement et ; (5) démontrant une cohérence dans la pratique de ses activités productives. Les principes conceptuels compris dans cette définition sont discutés et quantifiés. Leur quantification a permis la construction d'un indice de durabilité économique des systèmes productifs laitiers québécois et ontariens. L'évolution de ces indices a été analysée sur la période 1995 à 2005 en utilisant les bases de données des coûts de production, comparant la moyenne aux 20% fermes les plus rentables et aux 20% fermes les moins rentables. Il en est ressorti que l'ensemble des fermes ontariennes ainsi que le groupe de tête ont démontré une hausse de leur durabilité économique sur la période alors que le groupe de queue a affiché une diminution marquée de sa durabilité économique. Au Québec, l'ensemble des fermes laitières ainsi que les groupes de queue et de tête ont démontré une hausse de leur durabilité économique.

Ce travail de thèse a permis la mise au point d'un procédé d'encapsulation de bactéries probiotiques dans des matrices ne contenant que des ingrédients laitiers. L'étude à l'échelle laboratoire puis, le dimensionnement du procédé à l'échelle pilote ont permis la production de microparticules stables dans des milieux aqueux et résistantes à des conditions simulant l'estomac. La nature des protéines présentes mais également leurs proportions ont influencé la localisation des bactéries dans les microparticules : à la surface pour une matrice uniquement composée de caséine et à l'intérieur pour une matrice composée à la fois de caséines et de protéines solubles. L'interprétation de ces résultats par une étude à l'échelle moléculaire des interactions qui s'établissent entre les bactéries probiotiques et les protéines laitières a été possible grâce à l'utilisation de la microscopie à force atomique. Les protéines solubles interagissent de façon spécifique avec les bactéries alors que les caséines interagissent de façon non spécifique. De même, la présence de pili à la surface de la bactérie est favorable à la l'établissement d'interactions fortes entre LGG et les protéines solubles. Ce travail a donc permis d'expliquer des résultats obtenus à l'échelle macroscopique (taux d'encapsulation et de survie dans des conditions gastriques) grâce à des observations microscopiques et une étude à l'échelle nanoscopique des interactions entre les différents composants. Cette approche multi-échelle a élucidé certains mécanismes régissant l'encapsulation de bactéries probiotiques dans des matrices laitières / In this work thesis, an encapsulation process for probiotic bacteria using only milk proteins is developed. The laboratory scale followed by a pilot and an industrial scale development of the process allow the production of stable and resistant microparticles both in aqueous and gastric media. The nature and quantities of proteins added is found to influence the bacterial location in the microparticles. The bacteria are located mostly at the surface when only caseins are present. Oppositely, well encapsulated bacteria are observed when addition of whey proteins are performed. A molecular study of interactions established between milk proteins and bacteria is possible with the use of atomic force microscopy. Whey proteins are found to specifically interact with bacteria whereas the caseins establish non-specific links. In addition, the presence of piliated bacteria is found favorable to establish strong and long interactions between proteins and bacteria. This work permits the interpretation of results obtained at a macroscale (encapsulation rate and bacterial survival in stomach conditions) thanks to microscopic observations and nanoscopic interactions study. This multiscale approach permits the elucidation of mechanisms driving the probiotic encapsulation in milk matrices

Une approche couplant analyses physicochimique et sensorielle a été mise en oeuvre pour comprendre le rôle de la viscosité complexe, modifiée par la composition en protéines et l'intensité du traitement mécanique appliqué, sur la perception olfactive au cours de la consommation de yaourts brassés aromatisés. La viscosité complexe des yaourts influence les propriétés sensorielles des matrices et la libération des composés d'arôme en conditions statiques, c'est-à-dire en conditions non agitées et à l'équilibre entre phases aire et matrice. Globalement, les yaourts les plus visqueux libèrent de plus faibles quantités de composés d'arôme et sont perçus les moins intenses en arôme, quel que soit le facteur de variation de la viscosité complexe, composition protéique ou traitement mécanique. Or, la consommation est un processus dynamique. C'est pourquoi des mesures in vivo de libération des composés d'arôme dans la cavité nasale ont été effectuées en parallèle de l'évaluation de la perception olfactive au cours de la consommation. Lors de l'ingestion, les variations de quantités de composé d'arôme libérés dans la cavité nasale, dépendantes des différences de viscosité complexe des matrices, contribuent à expliquer les différences de perception de l'intensité aromatique. Par ailleurs, la composition protéique influence la libération des composés d'arôme uniquement lorsque les yaourts présentent de larges variations de viscosité complexe et par conséquent de texture. Lorsque les yaourts subissent un fort traitement mécanique, aucun effet de la composition protéique sur la libération et la perception des composés d'arôme n'est observé. Ainsi, en bouche, la libération des composés d'arôme et leur perception sont plus influencées par les différences de viscosité complexe que par les interactions protéine-composés d'arôme. Afin d'affiner les hypothèses des mécanismes de libération des composés d'arôme en bouche, l'impact de la déstructuration des matrices a été étudié en conditions in vitro. Mais, la libération des composés ne dépend pas de cette déstructuration. Ainsi, la viscosité complexe, qui pourrait expliquer des différences de surface d'échange entre le produit et la cavité buccale, constituerait le facteur clé à l'origine de la perception aromatique. Par ailleurs, l'influence de l'emballage sur les caractéristiques physicochimiques et sensorielles de yaourts brassés aromatisés a également été étudiée au cours du stockage. Les propriétés physicochimiques et sensorielles des yaourts à 0% de matière grasse sont davantage influencées par la nature de l'emballage que celles des yaourts à 4% de matière grasse. Un emballage en polystyrène semble préférable pour éviter la perte des notes fruitées du yaourt. Ces résultats montrent la nécessité d'intégrer la nature de l'emballage dans la formulation de la composition aromatique du yaourt.