En Méditerranée, comme dans de nombreux autres endroits autour du monde, les herbiers à phanérogames marines sont en régression suite à laugmentation des pressions anthropiques sur les zones côtières. Dans ce travail, nous avons abordé la problématique de la transplantation de Posidonia oceanica dans la Baie de la Revellata. Les objectifs de ce travail étaient, dune part, de tester une technique de transplantation écologiquement « propre » et lutilisation de pousses « flottantes » comme transplants. Dautre part, notre travail devait nous permettre dessayer de mettre en évidence les modifications, tant morphologiques que physiologiques intervenant dans les transplants de P. oceanica. Enfin, le bouturage naturel étant une voie de recolonisation connue chez les phanérogames marines, notre recherche devait permettre de mieux appréhender la biologie fondamentale de cette espèce et de vérifier si cette recolonisation par bouturage naturel est vraiment envisageable. Les matériaux choisis pour fabriquer les grilles de transplantation, à savoir, du bambou et des liens en sisal, ne permettent pas de réaliser des expériences de transplantation à long terme. En effet, le bambou bien que peu putrescible sest quand même désagrégé après les 3 ans de transplantation mais surtout, les liens en sisal se sont rompus dès la première année dexpérience entraînant la destruction des grilles et le détachement des transplants. Le taux de survie sur les grilles a été mesuré régulièrement entre mars 2002 et mars 2005. Les résultats obtenus pour les transplants orthotropes montrent que les transplants survivent bien durant la première année dexpérimentation mais par la suite, le taux de survie diminue régulièrement pour atteindre une valeur très basse après trois ans. De faibles taux de survie ont été observés dans dautres expériences de transplantation réalisées sur P. oceanica. Au niveau des transplants plagiotropes, le taux de survie est resté très élevé durant plus dun an mais est rapidement tombé à zéro par la suite. Une des principales causes de ces mauvais taux de survie est la destruction des grilles qui maintenaient les transplants en place. Le taux de ramification obtenus sur les transplants orthotropes survivants sont encourageant puisque la grande majorité des transplants ont développé de nouveaux faisceaux. Le nombre de faisceaux de feuilles par transplant augmente rapidement tout au long de lexpérience et après trois ans, certains transplants ne portant quun unique faisceau de feuille au départ, en présentaient jusquà six. Pour les transplants plagiotropes, on observe une augmentation rapide du nombre de faisceaux de feuilles en début dexpérience puis cette augmentation diminue et le nombre de faisceaux est resté stable. Différents paramètres biométriques ont régulièrement été mesurés en laboratoire sur les transplants durant les 3 années dexpérience. On peut noter des différences significatives entres les résultats obtenus sur les transplants et ceux mesurés sur les pousses témoins à 17 mètres de profondeur. Le nombre de feuilles par faisceau est plus faible sur les transplants. De même, la longueur maximale des feuilles, leur largeur et donc la surface foliaire, bien que suivant les mêmes variations saisonnières que celles des pousses témoins, sont inférieures dans les transplants. La croissance et la biomasse foliaire des transplants sont significativement plus faibles que celles des pousses témoins. Au niveau de la biomasse racinaire, par contre, on observe un développement des racines dès le troisième mois dexpérience et cette augmentation se poursuit durant les trois années de croissance des transplants. Cette augmentation de la biomasse racinaire au détriment de la biomasse foliaire indique bien le rôle prépondérant joué par les organes souterrains dans la survie et le développement des transplants. Les modifications des paramètres biométriques saccompagnent de modifications au niveau morphologique. Les transplants initialement orthotropes changent de mode de croissance et deviennent progressivement plagiotropes avec des rhizomes horizontaux, des feuilles courbées, plus étroites et plus courtes que les témoins orthotropes. Le mode de croissance plagiotrope étant la forme colonisatrice de P. oceanica, ce changement constitue une modification positive et indispensable pour la recolonisation des zones altérées. Les concentrations en chlorophylles ont été mesurées dans les feuilles des transplants et des pousses témoins entre mars 2002 et mars 2005. Les résultats obtenus montrent une évolution saisonnière marquée dans les deux types de pousses. Les transplants montrent des concentrations nettement inférieures à celles des pousses témoins dès leur mise en place. Malgré une augmentation constante des concentrations dans les transplants durant les trois ans, les concentrations mesurées à la fin de lexpérience restent toujours plus faibles dans les transplants. Ce déficit en chlorophylle peut en partie expliquer la croissance et la biomasse réduites des transplants. Les dosages des concentrations en fer dans les différents organes des transplants et des pousses témoins ne montrent pas de différence significative entre les deux types de pousses. Le fer et la chlorophylle étant métaboliquement liés, un déficit en fer aurait pu expliquer les différences observées dans les concentrations en chlorophylles entre pousses témoins et transplants mais cette situation doit trouver sa source ailleurs. Les concentrations en carbone et en azote ont également été mesurées dans les différents organes des transplants tout au long de lexpérience. Si les concentrations en carbone ne montrent pas de différences significatives entre les pousses témoins et les transplants, les concentrations en azote, elles, diffèrent significativement. En effet, dans les feuilles des transplants, les concentrations en azote son plus faibles tout au long de lexpérience. La situation est la même dans les rhizomes en début et en fin dexpérience. Enfin, dans les racines, les comparaisons ponctuelles effectuées semblent également indiquer un déficit en azote dans les tissus des transplants. Comme cela à déjà été noté dans dautres expériences, il semble que les transplants nont pas les capacités dassimilation nécessaires pour faire face à leurs besoins en nutriments. La situation est la même pour les concentrations en phosphore dans les différents organes des transplants. Les concentrations mesurées sont significativement plus faibles que celles mesurées dans les pousses témoins à la même profondeur. A nouveau, ce déficit en phosphore est présent dès la mise en place des transplants. Au vu des différents dosages réalisés dans les transplants pendant notre étude, il semble que lutilisation de pousses « flottantes » comme transplants ne constitue pas une bonne alternative à larrachage de pousses saines dans lherbier en place. En effet, les dosages réalisés en début dexpérience ont montré que les pousses « flottantes » récoltées présentaient déjà un déficit en chlorophylles et en nutriments dans leurs feuilles, ce qui représente un handicap pour leur bon développement. Etant donné le stress et les conditions de vie difficiles que doivent supporter les transplants (isolation de lherbier, absence de racines), il est nécessaire que les pousses transplantées soient saines et en possession de leur stocks de nutriments intacts. Les essais de fertilisation du sédiment à laide de bâtonnets dengrais commerciaux nont pas donné de résultats satisfaisants. Les paramètres biométriques mesurés dans les transplants nétaient pas différents de ceux mesurés sur les transplants non fertilisés. Au contraire, les grilles fertilisées montraient en moyenne moins de faisceaux de feuilles que les autres. Par contre, au niveau des concentrations en chlorophylles, les transplants fertilisés montraient des valeurs plus importantes. Toutefois, ces concentrations en chlorophylles plus élevées nont pas induit une augmentation de la croissance des feuilles. Dans les feuilles et les racines des transplants fertilisés, on a observé une augmentation des concentrations en azote mais a nouveau pas de stimulation de la croissance et du développement. La méthode dengraissement utilisée ne semble donc pas convenir pour améliorer le développement des transplants. Enfin, les expériences de marquages isotopiques réalisées en fin dexpérience nous montrent que les différents processus de transport des nutriments entre les différents compartiments de la plante sont bien présents et les nutriments assimilés au niveau des feuilles sont transportés vers les organes souterrains pour assurer le développement rapide des racines. Par contre, les processus de recyclage de ces nutriments sont très réduits voire absents dans les transplants puisquon nobserve aucun transport des nutriments depuis les feuilles adultes vers les feuilles intermédiaires en croissance active. Les expériences de marquages réalisées à long terme ont confirmé le transport des nutriments depuis les feuilles vers les organes souterrains et ce durant les 9 mois dexpérience. A nouveau, ces nutriments doivent être utilisés pour le développement du système racinaire indispensable à lassimilation des nutriments nécessaires pour couvrir la croissance et le développement des transplants. En conclusion, la transplantation de P. oceanica semble difficile à réaliser et en dehors dun mauvais choix de support, les dosages réalisés nous montrent que les transplants ont des difficultés à faire face à leurs besoins en nutriments nécessaires à leur développement en absence de connexion avec le reste de lherbier et en absence de racines. La colonisation ou la recolonisation par bouturage de pousses de P. oceanica naturellement arrachées semble donc être peu probable et très aléatoire au vu des données récoltées dans ce travail.

La producción de biodiesel ha crecido durante los últimos años a nivel mundial, en respuesta al paulatino agotamiento de los recursos fósiles y a los efectos ambientales causados por el uso de los combustibles convencionales. Este biocombustible se obtiene a nivel industrial casi en su totalidad a partir de aceites de semillas. Sin embargo, la gran demanda energética, el agotamiento de los suelos y la utilización de semillas para fines alimenticios plantean la necesidad de nuevas fuentes de materia prima alternativa y sustentable. Muchas especies de microalgas, comúnmente denominadas oleaginosas, pueden almacenar altos contenidos de aceites, lo cual las convierte en una fuente potencial para la producción de este biocombustible. Algunas especies del género Nannochloropsis han sido propuestas para tal fin debido a su capacidad de acumular altos contenidos de lípidos, particularmente lípidos neutros, los cuales son la materia prima ideal para la producción de biodiesel. En Argentina, a diferencia de otras energías renovables, las investigaciones en este campo se encuentran en una etapa incipiente. Sobre la base de estos antecedentes, el objetivo general de esta Tesis fue evaluar el potencial de una cepa marina nativa de Nannochloropsis, aislada de la costa atlántica sur, como materia prima para la producción de biodiesel. Particularmente, los objetivos específicos fueron: la identificación a nivel de especie de la cepa en estudio a través de su caracterización morfológica y molecular; la optimización de técnicas para la determinación de la densidad celular, la concentración de pigmentos fotosintéticos y el contenido de lípidos neutros en cultivos a escala de laboratorio; el análisis del efecto de distintas condiciones ambientales (temperatura [15ºC y 25ºC], intensidad de luz [100 y 300 μmol fotón m-2 s-1] y fotoperiodo [12:12 h y 16:8 h de luz y oscuridad) y de la carencia de nitrógeno sobre parámetros de crecimiento, producción de biomasa y cantidad, productividad y calidad lipídica, con especial énfasis sobre la fracción de los lípidos neutros. Además, se evaluó el crecimiento de la cepa en estudio en un fotobiorreactor columnar de 25L y con un medio de cultivo (SWES) de menor costo que el empleado en experiencias de laboratorio (f/2). Los estudios morfológicos y ultraestructurales con microscopios óptico y electrónico y el análisis de los genes nuclear y cloroplástico, 18s rADN y rbcL respectivamente, permitieron identificar a la cepa en estudio como Nannochloropsis oceanica. La cepa fue depositada en el cepario Culture Collection of Autotrophic Organism (CCALA), República Checa, bajo la denominación Nannochloropsis oceanica CCALA 978. Se elaboró un modelo estimador de la densidad celular a través de lecturas de densidad óptica, el cual permite monitorear el crecimiento de N. oceanica CCALA 978 en forma rápida. Con respecto a la optimización de métodos para la determinación de pigmentos, el metanol asistido con congelado y descongelado rápido fue el método más efectivo para la extracción de clorofila a y carotenoides totales. El pre-tratamiento de las células con dimetilsulfóxido 5% y la tinción con el fluorocromo rojo Nilo se presentó como una técnica adecuada para la detección in situ de los lípidos neutros por espectrofluorimetría. Asimismo, la relación entre las intensidades de fluorescencia de la clorofila a y del rojo Nilo se propone como un índice para la estimación del tiempo de acumulación máxima de los lípidos neutros y consecuentemente, para la determinación del tiempo de cosecha de la biomasa. El efecto de las variables ambientales sobre los parámetros de crecimiento indicó que a mayor temperatura (25º C), mayor intensidad de luz (300 μmol fotón m-2 s-1) y con un fotoperíodo de 16:8 h L:O, la especie mostró un aumento de la velocidad de crecimiento (0,85 div d-1) a escala de laboratorio. Sin embargo, la producción de biomasa (680 mg L-1) no se incrementó en respuesta a la intensidad de luz más alta. Bajo las condiciones ambientales testeadas en este estudio, el contenido de lípidos totales (LT) de N. oceanica CCALA 978 fue en general alto (24-34%), y esto se debió a una alta proporción de los lípidos neutros (LN), los cuales representaron entre un 82% y 91% de los LT. No obstante, los mayores contenidos lipídicos se obtuvieron, cuando las células crecieron en un medio de cultivo carente de nitrógeno, a ambas intensidades de luz y un fotoperíodo de 16:8 h L:O (LT: 36% peso seco de biomasa [ps] y LN: 32% ps). Bajo estas condiciones, se alcanzaron productividades de LT y LN de 48 mg L-1 d-1 y 43 mg L-1 d-1, respectivamente. Con respecto a la calidad de los lípidos, los ácidos grasos saturados (AGS) y monoinsaturados (AGM) fueron las clases predominantes dentro de los LN, bajo todas las condiciones testeadas, representando conjuntamente entre el 90-96% de los ácidos grasos totales. Los AGS-LN aumentaron a 25°C, 16:8 h L:O y 300 μmol fotón m-2 s-1, mientras que los AGM-LN disminuyeron en respuesta a estas variables. Los ácidos grasos poliinsaturados (AGP) fueron la fracción minoritaria en todas las condiciones de cultivo testeadas. La composición de los ácidos grasos fue similar en todas las condiciones de cultivo probadas, tanto en los lípidos totales como en los lípidos neutros, siendo los principales ácidos grasos el ác. palmítico (C16:0), el ác. palmitoleico (C16:1), el ác. oleico (C18:1n9c) y el ác. eicosapentaenoico (C20:5n3). El ácido palmítico fue el componente mayoritario de los AGS, tanto en los LT como en los LN, e incrementó de manera significativa en función de la mayor temperatura, la mayor intensidad lumínica y la mayor duración de las horas de luz empleados. Dentro de los AGM, el ácido palmitoleico fue el más abundante en todas las condiciones de cultivo en los LT y LN. Se observó un disminución significativa con la temperatura más alta empleada (25°C) y la mayor duración de las horas de luz (16:8 h L:O). El ácido eicosapentaenoico fue el principal componente de los AGP en los LT y LN. Sin embargo, sus valores no superaron el 5%. En relación a los parámetros de calidad del aceite, el índice de Yodo, el número de cetano y el contenido de ácido linolénico estuvieron dentro de los límites establecidos por el estándar de calidad europeo EN14214. Estas características permiten inferir que los aceites de N. oceanica CCALA 978 se presentan como una materia prima adecuada para la producción de biodiesel. En la experiencia de cultivo de N. oceanica CCALA 978 en el fotobiorreactor columnar, se obtuvo un crecimiento sostenido de la cepa con el medio SWES, alcanzando 1,11 g L-1 de biomasa. Sin embargo, la intensidad de luz empleada y el diseño del fotobiorreactor constituyeron un impedimento para maximizar la producción de biomasa. De acuerdo con los resultados obtenidos, se concluye que la cepa nativa Nannochloropsis oceanica CCALA 978 es una microalga oleaginosa y robusta, y por lo tanto se la puede proponer como una fuente microalgal potencialmente útil de aceites para procesos de producción de biodiesel. Además, la información derivada de este trabajo representa una base para la implementación de nuevas estrategias de cultivos con fines bioenergéticos, tendientes a incrementar la biomasa, los contenidos de lípidos y las productividades lipídicas, condiciones indispensables para lograr un proceso potencialmente rentable. / In recent years, biodiesel production has grown worldwide in response to the gradual depletion of fossil resources and the environmental disturbances caused by the use of conventional fuels. Biodiesel is industrially obtained almost entirely from seed oils. However, the high energy demand, the depletion of soils and the use of seeds for food purposes raise the need for new sources of alternative sustainable feedstocks. Many species of microalgae, called oleaginous, can store high oils contents that turn them into a potential source for the production of biodiesel. Some species of Nannochloropsis genus have been proposed for this purpose due to ability to accumulate high lipid contents, in particular neutral lipids, which are considered the ideal feedstock for biodiesel production. Unlike other renewable energies in Argentina, research in this field is at early stage. Based on this background, the overall objective of this Thesis was to evaluate the potential of a native marine Nannochloropsis strain, isolated from the south Atlantic coast, as feedstock for biodiesel production. The specific objectives were followings: identification at specific level of the strain under study by both morphological and molecular characterization; optimization of techniques to determine the cell density, photosynthetic pigments concentration and neutral lipid content at laboratory scale; analysis of the effect of different environmental conditions (temperature [15ºC and 25ºC], light intensity [100 y 300 μmol photon m-2 s-1] and photoperiod [12:12 h and 16:8 h of light:darkness]) and the nitrogen deprivation on growth, biomass production, lipid quantity, lipid productivity and lipid quality, with special emphasis on the neutral lipids fraction. In addition, the growth of the strain under study was evaluated in a 25L columnar photobioreactor, with a culture medium (SWES) cheaper than the one used in laboratory experiments (f/2). Both morphological and ultrastructural studies of light and electron microscopes and the analysis of nuclear and chloroplast genes, 18S rDNA and rbcL respectively, allowed identifying the strain under study as Nannochloropsis oceanica. The strain was deposited in the Culture Collection of Autotrophic Organism, Czech Republic (CCALA) as Nannochloropsis oceanica CCALA 978. An estimation model for cell density was developed through optical density readings. In this way, the growth of N. oceanica 978 CCALA could quickly be monitored. Regarding methods to determine pigment concentration, methanol assisted with rapid freezing and unfreezing was the most effective method for the extraction of chlorophyll a and total carotenoids. Pre-treatment of the cells with 5% dimethyl sulphoxide and the staining with Nile red proved to be a suitable technique for in situ detection of the neutral lipids by espectrofluorimetry. Besides, the ratio between the fluorescence intensities of Chlorophyll a and Nile red was proposed as an index for the estimation of the maximum neutral lipid accumulation period and, consequently, for the determination of the biomass harvesting time. The effect of environmental variables on growth parameters indicated that under higher temperature (25°C), higher light intensity (300 μmol photon m-2 s-1) and a photoperiod of 16:8 h L:D, the species showed increased growth rate (0.85 div d-1) at laboratory scale. However, the biomass production (680 mg L-1) did not increase in response to higher light intensity. Under environmental conditions tested in this study, the content of total lipids (TL) in N. oceanica CCALA 978 was generally high (24-34%). This was due to a high proportion of neutral lipids (NL), which represented between 82% and 91% of TL. However, higher contents were obtained when the cells were grown in a culture medium devoid of nitrogen, at both light intensities and 16:8 h L:D photoperiod (TL: 36% dry weight of biomass [dw] and NL: 32% dw). Under these conditions, the highest productivities of 48 mg L-1 d-1 (TL) and 43 mg L-1 d-1 (NL) were obtained. Regarding the quality of lipids, under all conditions tested, saturated fatty acids (SFA) and monounsaturated fatty acids (MUFA) were the predominant classes within NL, representing both SFA-NL and MUFA-NL 90-96% of total fatty acids. The SFA-NL increased at 25°C, 16:8 h L:D and 300 μmol photon m-2 s-1, while the MUFA-NL decreased in response to these variables. Polyunsaturated fatty acids (PUFA) were the minority class in all tested culture conditions. For all these tests, the fatty acid composition was similar in both TL and NL, being the major fatty acids following: palmitic (C16:0), palmitoleic (C16:1), oleic (C18:1n9c) and eicosapentaenoic (C20:5n3). Palmitic acid was the major component of the SFA, in both TL and NL, and it significantly increased in response to higher temperature and light intensity and longer daylight hours employed. Within MUFA, palmitoleic acid was the most abundant in the TL and NL in all culture conditions. This fatty acid decresed significantly under the highest temperature (25°C) and the longest daylight hours (16:18 h L:D) employed. Eicosapentaenoic acid was the main component of PUFA on TL and NL. However, its values did not exceed 5% under all conditions probed. In regard to oil quality parameters, iodine index, cetane number and content of linolenic acid were within the limits set by European quality standard EN14214. These features allow us to infer that the oils of N. oceanica CCALA 978 constitute a suitable feedstock for the production of biodiesel. Respecting culture experience of N. oceanica CCALA 784 in the columnar photobioreactor, sustained growth of the strain was obtained with the SWES medium, reaching 1.11 g L-1 of biomass. However, both employed light intensity and photobioreactor design were an impediment to maximize biomass production. According to these results, it is concluded that the native strain of Nannochloropsis oceanica CCALA 978 is an oleaginous robust microalga. Therefore, it can be proposed as a potentially useful oil source for biodiesel production processes. In addition, the obtained information represents a basis for the implementation of new strategies for bioenergy cultures, aimed to increase biomass, lipid content and lipid productivities, which are requisites to achieve a potentially profitable process.

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De nombreuses sources cellulosiques sont disponibles en Tunisie en grandes quantités. On trouve par exemple des déchets d'origines agricoles (tiges de vignes) et des déchets marins (Posidonia oceanica feuilles et pelotes). La valorisation de ces déchets peut donc présenter une activité économique intéressante permettant la production de nouveaux produits et de matériaux biosourcés, c'est-à-dire de produits obtenus à partir de la biomasse végétale. Ce travail porte sur la préparation, la caractérisation et l'application de la nanocellulose. En fait, différentes qualités de nanocellulose, à savoir des nanocristaux de cellulose (NCC) et des nanofibrilles de cellulose (NFC), ont été produites et caractérisées par diverses méthodes. L'objectif était de mieux comprendre la structure et la morphologie des nanofibres obtenues à partir des deux plantes. Enfin, divers nanocomposites ont été élaborés en utilisant soit des nanocristaux de cellulose ou des nanofibrilles de cellulose comme élément de renfort de matrices polymères de type polyacrylate. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux reportés pour d'autres sources de plantes annuelles et de bois et montrent clairement que l'on peut considérer Posidonia oceanica et la tige de vigne comme une nouvelle source d'éléments de nanorenfort dans les applications nanocomposites. / Many cellulosic sources are available in Tunisia in large quantities such as agricultural waste (vine stems) and marine residues (Posidonia oceanica leaves and balls). Their valorization presents an interesting activity to produce new products and bio-based biomass materials. The present work deals with the preparation, characterization and application of nanocellulose. In fact, different qualities of nanocellulose, namely cellulose nanocrystals (CNC) and cellulose nanofibrils (CNF) were produced and characterized by various methods. The objective was to better understand the structure and morphology of the nanofibers obtained from both plants. Finally, various nanocomposites were prepared using the cellulose nanocrystals and cellulose nanofibrils as reinforcing element in polyacrylate polymer as matrix. The obtained results were compared with those reported for other sources such as annual plants and wood. It has been shown that nanocellulose from Posidonia oceanica and vine stem can be used as a new alternative nanoreinforcing source in nanocomposite applications.

Dans ce travail de thèse, nous proposons dans une première partie l’usage de fibres de la plante marine Posidonia-Oceanica pour la fabrication de matériaux d’isolation thermique de bâtiments. Les caractérisations thermiques effectuées ont permis de mettre en évidence l’effet de la densité des fibres et de traitements chimiques. Il apparaît que ce type de fibres possède une conductivité équivalente à celle d’autres isolants courants et une capacité thermique massique plus élevée. La conductivité thermique en fonction de la masse volumique est comprise entre 0.04 et 0.07 W.m-1.K-1. La capacité thermique massique atteint environ 2500J.kg-1.K-1. Il apparaît également que l’influence du traitement chimique sur les propriétés thermiques n’est pas significative. Les résultats obtenus font de ces fibres un bon candidat pour une utilisation comme isolant thermique dans le domaine du bâtiment. Dans une seconde partie, ces fibres sont utilisées pour le renforcement d’une pâte de ciment. Une gamme de composites a été formulée pour des fractions volumiques en fibres allant de 0 à 20%. Une étude des propriétés hydriques de ces composites a été menée et complétée par des analyses par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et des mesures des propriétés thermophysiques par la méthode du Hot-Disk durant le cycle de séchage. D’autre part, la quantification de la sensibilité de ces matériaux à l’humidité relative a été réalisée par la mesure de la variation de la teneur en eau dans les échantillons dans des environnements à humidité contrôlée. Ces mesures permettent de déterminer le coefficient de diffusion de l’eau. Celui-ci augmente légèrement avec l’augmentation du taux de fibres dans le composite. Du point de vue thermique, l’ajout de fibres améliore les propriétés isolantes des matériaux. En effet, une diminution de 22% sur la valeur de la conductivité thermique est notée avec l’introduction de 20% de fibres, par comparaison à l’échantillon de ciment témoin. L’influence sur la diffusivité thermique et sur la capacité thermique massique n’est pas significative. Du point de vue mécanique, la résistance à la traction par flexion et la compression augmentent légèrement jusqu’à 5 à 10% en volume de fibres puis diminuent. En revanche, une augmentation notable des valeurs de ténacité a été observée avec l’augmentation du dosage en fibres. Une augmentation de 65% est observée avec l’ajout de 20% de fibres. En s'appuyant sur les observations expérimentales, une modélisation analytique simplifiée a été réalisée. Celle-ci permet d'obtenir des modèles de prédiction des valeurs de la conductivité thermique, de la résistance à la traction par flexion, de la résistance à la compression et de la ténacité en fonction de la quantité de fibres dans le matériau / In this work, we have firstly studied the use of fibers extracted from the marine plant Posidonia-Oceanica as loose-fill thermal insulation material for buildings. Measurements were conducted and allowed the determination of the effect of fibers density and chemical treatments on thermal properties. Thermal conductivities were lying between 0.04 and 0.07 W.m-1.K-1, whereas the heat capacity is about 2500 J.kg-1.K-1. Thus, it was found that fibers thermal conductivity is close to the one of commonly used thermal insulation materials and that their heat capacity is significantly higher. It was also found that the influence of chemical treatment on the thermal properties is not significant. Measurement results showed that these fibers could be a promising ecological loose-fill insulation material in the construction field. Secondly, fibers were used as reinforcement for cement paste. A set of composite samples were formulated by varying fibers volume fractions from 0 to 20%. Their hygroscopic, thermal and mechanical properties were evaluated. Composites were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and their thermophysical properties were measured with a Hot Disk thermal constants analyzer during the drying cycle. Sensitivity of these materials to relative humidity was examined by measuring the water content variation in controlled humidity environments. These measurements allowed the quantification of the water diffusion coefficient. This coefficient increased slightly with the increase of fibers content in composite samples. Concerning thermal properties, the addition of Posidonia-Oceanica fibers improved the material insulating properties. In fact, a decrease of about 22% on thermal conductivity values was found with the introduction of 20% of fibers compared to the unfilled cement paste. For Posidonia-Oceanica fibers volume fractions considered in this study (0 to 20 Vol.%), the effect of the presence of fibers on thermal diffusivity and on heat capacity is not significant, regarding the measurement uncertainties. Concerning mechanical properties, flexural and compressive strengths increased for about fiber volume fractions in the range of 5 to 10%. Moreover, a noticeable increase of toughness was observed with increasing fibers amount: for instance, an increase of about 65% was observed with the introduction of 20% of fibers in the composite. Based on the experimental observations, simplified analytical models were developed to predict thermal conductivity, flexural strength, compressive strength and toughness as a function of fibers volume fraction in the material

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Biomineralization refers to the production of mineralized tissues by organisms. The fine control which organisms can exert over this process produces crystals with morphologies and properties contrasting to that of non-biogenic crystals and specifically altered to suit the required functional need. A key model system of biomineralization are a unicellular marine algae, coccolithophores, which produce calcium carbonate scales known as coccoliths. These coccoliths are comprised of arrangements of single crystals of calcite interlocked to form a plate-shaped structure. Coccoliths are developed intracellularly in a specialised compartment called the coccolith vesicle, before being extruded to the cell surface. In this work, two vital components of the coccolith biomineralization process are investigated - a soluble polysaccharide thought to act as a habit modifier and an insoluble organic scaffold known as a baseplate that provides the surface for nucleation and growth of the crystals. Whilst both these elements are thought to play a key part in the biomineralization process, the role of each is not fully understood. To investigate the effect of coccolith-associated polysaccharides (CAPs) on nucleation and polymorph selection, two systems that promote different polymorphs of calcium carbonate were utilised. In both systems, the intracrystalline polysaccharide fraction extracted from one species, Gephyrocapsa oceanica, was able to promote calcite nucleation in vitro, even under conditions favouring the kinetically-privileged polymorphs of calcium carbonate: vaterite and aragonite. As this property is not observed with CAPs extracted from its 'sister species', Emiliania huxleyi, the in vivo function of CAPs may differ between the two species. Both cryo-transmission electron microscopy (cryoTEM) and scanning electron microscopy (SEM) were used to determine the mechanism of calcite growth in the presence of G. oceanica CAPs, showing its impact on the forming amorphous calcium carbonate (ACC), decreasing the size of the particles and producing irregular, angular particles. Using cryo-electron tomography (cryoET), it was possible to create a 3D representation of the structure of the baseplate from the coccolithophore Pleurochrysis carterae, revealing its two-sided organisation. Examination of several stages of the coccolith growth process demonstrated the interlocking nature of the calcite crystals that make up the coccolith and the progression of the crystal morphologies over time, and the interaction of these crystals with the baseplate rim. Additionally, the effect of inhibiting carbonic anhydrase (CA), an enzyme involved in the regulation of carbonate species, revealed that inhibition of CA can affect coccolithogenesis as well as cell proliferation.

Activités de recherche L'ensemble de mes recherches à l'Université de Corse porte sur l'utilisation des organismes comme descripteurs de la qualité du milieu. En effet, certains organismes sont très sensibles aux variations des conditions environnementales, qu'elles soient d'origine biotique ou abiotique et y répondent proportionnellement par des changements mesurables à différents niveaux d'intégration (spatial, morphologique, physiologique ou bien encore cellulaire). Tous ces changements, peuvent, s'ils sont bien utilisés, constituer des bioindicateurs, outils précoces et fiables pour fournir une aide à la gestion des milieux. Dans un premier temps, et ce, jusqu'en juillet 2005, mes travaux se sont portés, au sein de l'Equipe Ecosystèmes Littoraux, sur l'étude des peuplements de macrophytes marines et lagunaires, afin d'appréhender leur réactions face à des stress de diverses origines, tels que les pollutions chimiques, les activités aquacoles, l'eutrophisation du milieu, ou encore la compétition interspécifique, et d'identifier des indicateurs de vitalité chez ces espèces. En Septembre 2005, mon intégration à l'Equipe Feux de l'UMR CNRS 6134, m'a permis d'appliquer l'ensemble de mes connaissances aux peuplements forestiers. Les recherches cette fois ci sont menées principalement sur les réponses de Pinus laricio soumis, d'une part aux brûlages dirigés, et d'autre part aux changements climatiques.