Les Truffes sont des champignons ascomycètes ectomycorhiziens appartenant à la famille des Tuberaceae et plus précisément au genre Tuber. On dénombre à ce jour plus d’une trentaine d’espèces de Tuber en Europe. Lors de ce travail de thèse, nous nous sommes plus précisément focalisés sur le modèle Tuber aestivum-uncinatum. Cette truffe communément appelée « Truffe de Bourgogne » présente un intérêt à la fois gastronomique et culturel.La première partie de ce travail de thèse a porté sur la clarification du statut taxonomique de la truffe de Bourgogne (Tuber uncinatum). Pour cela, nous avons utilisé une approche multi-marqueurs combinant des marqueurs génétiques couramment utilisés à l’échelle interspécifique. Nos analyses ont montré que les deux taxons Tuber aestivum (la truffe d’été) et Tuber uncinatum sont conspécifiques. Durant la deuxième partie, nous nous sommes intéressés à la diversité génétique de Tuber aestivum. Pour cela, nous avons tout d’abord développé des marqueurs microsatellites spécifiques par une approche de « direct shotgun pyrosequencing ». Cette méthode a permis le développement de 15 marqueurs microsatellites polymorphes. Nous les avons ensuite utilisés pour génotyper des individus provenant de différentes localisations en Europe. Nous avons pu identifier quatre sous populations différenciées qui ne correspondent pas, pour la majorité, à une répartition géographique. Cependant, un des clusters se différencie des autres à la fois par sa situation géographique (sud de la France) et ses caractéristiques génétiques (présence d’allèles rares). Ces résultats préliminaires pourraient indiquer l’existence d’un écotype particulier attaché à une écologie méridionale, Tuber aestivum sensu stricto.Nous nous sommes ensuite intéressés, dans la troisième partie de ce travail de thèse à la diversité aromatique de Tuber aestivum à l’échelle locale. Les résultats obtenus permettent de mettre en évidence l’existence d’une différenciation modérée entre les individus issus d’une truffière naturelle et les individus issus d’une truffière plantée. D’une saison de récolte à l’autre, une stabilité génotypique a été observée. Au niveau aromatique, seuls les composés C8 semblent être liés aux génotypes.Dans la dernière partie, nous nous sommes intéressés à l’analyse de données de récolte sur plus de trente ans au sein d’une truffière plantée de noisetiers inoculés initialement par Tuber melanosporum. Grâce à des analyses statistiques simples, nous avons pu noter les fluctuations tant en quantité qu’en poids des truffes récoltées suivant les saisons et les arbres truffiers. Il apparait que le remplacement de Tuber melanosporum par Tuber aestivum s’est fait de manière très rapide (trois ans). La disparition de Tuber melanosporum peut probablement être expliquée par la fermeture de la canopée des noisetiers, Tuber melanosporum n’appréciant pas un ombrage excessif / Truffles are ectomycorrhizal Ascomycota fungi belonging to the Tuberaceae family and more specifically to the Tuber genus. More than thirty Tuber species are currently described in Europe. In this thesis, we specifically focused on the Tuber aestivum-uncinatum model. This truffle is commonly called "Burgundy Truffle" and has a gastronomic and cultural interest.The first part of this thesis focused on the taxonomic status of the Burgundy truffle (Tuber uncinatum). For this, we used a multi-marker approach combining several genetic markers commonly used at the interspecific scale. Our analyses showed that the two taxa, Tuber aestivum (summer truffle) and Tuber uncinatum are conspecific.In the second part, we addressed the genetic diversity of Tuber aestivum. To do this, we firstly developed specific microsatellite markers by "direct shotgun pyrosequencing". This method has allowed the development of 15 polymorphic microsatellite markers. Then, we used those markers to genotype individuals from different European locations. We have identified four differentiated subpopulations that not correspond, for the majority, to a geographical distribution. However, one cluster differs from the others by its location (south of France) and its genetic characteristics (presence of rare alleles). These preliminary results may indicate the existence of a particular ecotype attached to a southern ecology: Tuber aestivum sensu stricto.We were then interested, in the third part of this thesis, to the aromatic diversity of Tuber aestivum at a local scale. Our results highlight the existence of a moderate differentiation between individuals from a natural truffle orchard and individuals from planted orchard. From one season to another, genotypic stability was observed. Only C8 volatile organic compounds seem to be related to the genotypes.In the last part, we analyzed harvesting data, over more than thirty years, from an hazelnut truffle orchard initially inoculated by Tuber melanosporum. Through simple statistical analyzes, we noted changes in both quantity and weight of truffles harvested according to the seasons and hazelnut trees. It appears that Tuber aestivum rapidly replaced Tuber melanosporum (in three years). The disappearance of Tuber melanosporum can probably be explained by the canopy closure; Tuber melanosporum not appreciating excessive shading.

L'emballage alimentaire est l'un des principaux acteurs de la préservation de la sécurité alimentaire et de la qualité au cours du stockage. Toutefois, de transferts de masse se produisent entre le l'emballage polymère et les denrées alimentaires. Polylactide (PLA) est un nouveau polymère biosourcé utilisé dans les applications d'emballage. Pour cela son interaction avec des denrées alimentaires a été étudiée dans des conditions réelles d'utilisation. Une méthodologie originale basée sur l'extraction multiple de l'espace de tête (MHE) et l'extraction multiple de l'espace de tête couplée à la microextraction sur phase solide (MHS-SPME) pour la mesure de sorption de composés organiques volatils (COVs) dans le PLA a été développé à des activités faibles et dans le domaine vitreux du polymère. Les COVs ayant une structure chimique modérément hydrophobe et des similarités de structure avec le PLA montrent une forte affinité pour le polymère. Plus surprenant, la forte sorption de composés aromatiques, notamment du benzaldéhyde, a été montrée. En mélange avec d'autres COVs le benzaldéhyde favorise leur sorption par un effet synergique. De plus, même à des activités faibles (0,01) et en présence de benzaldéhyde, la sorption de COVs induit une cristallisation du PLA. En contact avec un aliment aqueux, le PLA se montre résistant à l'hydrolyse et la sorption des matières grasses est faible, même en utilisant des conditions de stockage proches de sa transition vitreuse. L'apparition de COVs pendant le procédé de transformation a été étudiée par MHS-SPME. Des lactides, l'acétaldéhyde et le 2,3-pentanedione étaient détectés après extrusion et thermoformage. Les quantités des deux derniers composés diminuaient cependant pendant le procédé de thermoformage. / Packaging plays a major role in the preservation of food but mass transfer between the packaging material and foodstuff occurs during shelf life leading to the quality deterioration. Polylactide (PLA) is a novel packaging material; therefore its interaction with food was investigated at service conditions. The sorption of ethyl esters, benzaldehyde and 2-nonanone at low concentrations and in mixture and the effects on the thermal properties of PLA were studied. Multiple Headspace Extraction (MHE) and Multiple Headspace coupled to Solid Phase MicroExtraction (MHS-SPME) developed here allow to show a high affinity for moderately hydrophilic molecules sharing structure similarities with PLA such as ethyl acetate. However, a very high affinity for the aromatic structure of benzaldehyde was revealed which seems to favor interaction and sorption of the aroma compounds present in the mixture. At 0.01 activities, a plasticization by aroma compounds was observed and a solvent induced crystallization seemed to be correlated to the sorption of benzaldehyde. The contact between a flavored food emulsion and PLA, using conditions near the PLA glass transition showed that PLA hydrolysis was moderate and oil and aroma compound sorption was low. The formation of VOC during the PLA manufacturing process was assessed by MHS-SPME. Lactides, acetaldehyde and 2,3-pentanedione are VOCs present in PLA after extrusion and thermoforming. The two latter compounds increased after extrusion and then decreased or disappeared after thermoforming.

Durant la nuit, le radical nitrate (NO3) est le principal oxydant troposphérique des composés organiques. La compréhension de l'implication des composés organiques dans les processus de chimie troposphérique exige donc une connaissance des constantes cinétiques de leurs réactions avec le radical NO3. Toutefois, au regard du nombre considérable de composés organiques émis ou formés dans la troposphère, il est difficilement envisageable d'appréhender la réactivité de chaque composé en nous reposant exclusivement sur des études de laboratoire. Celles-ci se doivent d'être complétées par l'usage de méthodes prédictives. Nous avons donc, au cours de ce travail, développé une relation de type structure-réactivité (SAR) qui permet le calcul des constantes de vitesse des réactions des composés organiques avec le radical nitrate. Cette méthode prédictive empirique permet d'estimer la réactivité d'un composé à partir de sa structure moléculaire et a été élaborée à partir de constantes cinétiques expérimentales publiées dans la littérature. De plus, conjointement au développement de cette SAR, les constantes cinétiques des réactions d'aldéhydes et d'éthers insaturés avec le radical nitrate ont été mesurées au laboratoire. Ces études expérimentales ont ainsi contribué à étoffer la base de données cinétiques sur laquelle repose cette SAR afin de permettre son parachèvement. Cette SAR reproduit, à un facteur deux près, plus de 90% des constantes cinétiques des alcènes et des composés aliphatiques oxygénés saturés et insaturés / The nitrate radical (NO3) is the main oxidant of organic compounds in the night-time troposphere. Thus, comprehension of organic compounds involvement in tropospheric chemical processes requires the knowledge of the rate coefficients for their reactions with the nitrate radical. Nevertheless, considering the wide range of organic compounds emitted or formed in the atmosphere, it is difficult to determine the reactivity of each compound only with laboratory studies. Thereby, these experimental studies have to be completed by predictive methods. In this study, a group-additivity method is therefore used to develop a new Structure-Activity Relationship (SAR) which allows prediction of the rate constants for reactions of organic compounds with the NO3 radical. This empirical method is based on the prediction of a rate constant leaning only on the molecular structure of the organic compound. It relies on experimental rate constants available in the literature. Moreover, the rate constants of unsaturated aldehydes and ethers with the nitrate radical have been measured. Thereby, these experimental studies contribute to expend the kinetic database used for the SAR development and allow its improvement. For saturated and unsaturated oxygenated compounds, more than 90% of the rate constants are reproduced within a factor of two

Dans le milieu interstellaire (MIS) les grains de poussière jouent un rôle très important pour la chimie au sein des nuages moléculaires offrant une surface froide sur laquelle les atomes et molécules de la phase gazeuse vont s'accréter, formant un manteau de glace. Les nuages moléculaires sont caractérisés par des basses températures (10-50 K) et sont le lieu de formation des étoiles. Après effondrement gravitationnel du nuage suite à une trop forte densité en son sein, celui-ci devient le lieu de formation d'une nouvelle étoile. L'enveloppe autour de l'étoile évolue en disque dans lequel pourra se former des planètes, astéroïdes, comètes et autres objets d'un système planétaire. Durant cette formation stellaire, les glaces interstellaires (et les molécules qu'elles contiennent) sont alors soumises à plusieurs processus énergétiques (cycle de réchauffement, irradiations par des photons UV ou des particules chargées) qui vont affecter leurs compositions chimiques et finalement augmenter la complexité moléculaire avant leur incorporation dans les différentes objets du futur système planétaire. En laboratoire, afin de mieux comprendre l'évolution des molécules, composantes des glaces, nous avons développé une nouvelle approche qui consiste à réaliser des analogues "spécifiques" auxquels un seul processus énergétique à la fois est appliqué. Nous avons alors montré l'importance de l'effet thermique longtemps négligé pour la formation de molécules organiques complexes, montrant plusieurs implications astrophysiques et exobiologiques. Nos études permettent une meilleure compréhension des processus chimiques qui ont lieu dans la phase solide du MIS. / Dust grains in the interstellar medium (ISM) play an important role in dense molecular clouds chemistry in providing a surface (catalyst) upon which atoms and molecules can freeze out, forming icy mantles. Dense molecular clouds are characterized by low temperature (10-50 K) and represent the birth sites of stars. After a gravitational breakdown, a part of the dense molecular cloud collapses toward the formation of star and subsequently a protoplanetary disk from which planets, asteroids and comets will appear. During this evolution, interstellar organic material inside ices undergoes different range of chemical alterations (thermal cycling process, ultraviolet photons, cosmic rays irradiation) hence increasing the molecular complexity before their incorporation inside precometary ices. In laboratory, in order to better understand the evolution of molecules in interstellar ices, we developed a new approach by making "specifics" interstellar ices analogues submitted to one energetic process at time. Consequently we showed the importance of thermal reactivity (neglected effect for long time) for the formation of complexes organics molecules (HMT, trimers, aminoalcools) which are more refractory compounds than water. Our works have many implications in astrophysics since we gave crucial informations on the chemical processes that are happening in solid phase chemistry of the ISM, and on the formation of news molecules which could be incorporated in parent's body of meteorites/comets. We also show some Exobiological implications particularly for the formations of amino acids in the ISM.

Cette thèse porte sur l'étude de dégradation atmosphérique de quelques composés organiques volatils oxygénés par les principaux oxydants atmosphériques OH, Cl, et NO3. Ce travail, comporte, d'une part la détermination des spectres d'absorption UV-Visible des composés hydroxycarbonylés (Hydroxyacétone (HAC), 4-hydroxy-2-butanone (4HB), 3-hydroxy-2-butanone (3HB) et 3-methyl-3-hydoxy-2-butanone (3H3M2B) et d'autre part les mesures cinétiques de la réaction du composé HAC avec le chlore atomique et le radical nitrate. Les réactions entre 4HB et 3H2B avec les radicaux OH et le chlore atomique ont aussi été étudié. Les mesures d'absorption ont été réalisées dans la gamme de température 250 et 363 K à l'aide d'une lampe D2 couplé à un monochromateur. Les valeurs de section obtenues sont utilisées pour calculer la constante de photolyse et d'estimer les durées de vie dans la troposphère des composés étudiés. Les résultats suggèrent que la photolyse pourrait être un processus important pour ces espèces dans la troposphère. Les résultats des études cinétiques, montrent une légère variation des constantes de vitesse avec la température. Nous avons aussi étudié les composés dicétones : 2,4-pentanedione et 2,3-pentanedione. Cette étude porte sur la détermination des spectres d'absorption UV-Visible des composés dicétones et l'étude cinétique de leur réaction avec les radicaux OH en fonction de température. Pour les deux composés une variation de température de plus de 60 % est observée. Les calculs théoriques ont été effectués avec deux programmes différents. Avec logiciel Gaussian 03 nous avons réalisé une optimisation de la géométrie des minima, complexes et états de transition au niveau B3LYP/6-311G++(2d, pd). La méthode composite de haut niveau CBS-QB3 a été utilisée. Et avec le logiciel ChemRate pour les calculs cinétique, et la détermination des constantes de vitesse en phase gazeuse de la réaction étudié en fonction de la température. Les calculs des niveaux d'énergies montrent l'existence d'une étape réactionnelle où il se produit d'un complexe intermédiaire suivi d'une abstraction d'un atome d'hydrogène. / This thesis focuses on the study of atmospheric degradation of some Oxygenated Volatile Organic Compounds by major atmospheric oxidants OH, Cl, and NO3. This work comprises firstly determining the spectra of UV-Visible absorption hydroxycarbonyl compounds (hydroxyacetone (HAC), 4-hydroxy-2-butanone (4HB), 3-hydroxy-2-butanone (3HB) and 3-methyl-3-hydoxy-2-butanone (3H3M2B) and secondly measures the kinetics of the reaction of the compound HAC with the atomic chlorine and nitrate radical.Reactions between 4HB and 3H2B with OH radicals and atomic chlorine were also studied.The UV absorption cross-sections of hydroxyacetone, 3-hydroxy 2-butanone, 4-hydroxy 2-butanone and 3-hydroxy 3-methyl 2-butanone have been measured. The experiments have been carried out between 250 and 363 K using a D2 lamp coupled to a monochromator. This work provides the first UV cross-section measurements for 3-hydroxy 2-butanone, 4-hydroxy 2-butanone and 3-hydroxy 3-methyl 2-butanone. The obtained cross-section values are used to calculate the photolysis rates and to estimate the tropospheric lifetimes of the studied compounds. The results suggest that photolysis could be an important removal process for these species in the troposphere. The results of kinetic studies show a slight variation of the rate constants with temperature.We also studied the diketones compounds: 2,4-pentanedione and 2,3-pentanedione. This study focuses on the determination of UV-Visible absorption spectra of diketones compounds and kinetic study of their reaction with OH radicals according to temperature. For both compounds a temperature variation of more than 60% is observed.The theoretical calculations were performed with two different programs: With Gaussian 03 software we performed a geometry optimization minima complex and transition states at B3LYP/6-311G + + level (2d, pd). The high-level composite method CBS-QB3 was used. And with the software ChemRate for kinetic calculations and the determination of rate constants for gas phase reaction according to the studied temperature. Calculations of energy levels show the existence of a reaction step where there is an intermediate complex followed by abstraction of a hydrogen atom.

Le but de ce travail est de tester une approche multi-traceurs permettant de caractériser l'origine (éléments majeurs, Sr, Br, 87Sr/86Sr, δ18O, δ2H) et les temps de résidence (3H/3He, CFC, SF6) des eaux, pour identifier l'origine et évaluer le devenir des contaminants dans une nappe alluviale superficielle et peu profonde, la nappe de la Vistrenque. Les molécules étudiées sont les triazines, le métolachlore, le diuron, la carbamazépine, le sulfaméthoxazole, le diclofénac et l'ibuprofène. L'aquifère étudié est alimenté par une recharge directe, occasionnant le lessivage des pesticides des sols, et une recharge latérale provenant de l'aquifère karstique adjacent entraînant une dilution des eaux de la nappe en triazines. Localement, une contribution des eaux de surface (cours d'eau locaux, eau importée du Rhône) à la recharge de la nappe est mise en évidence entraînant également une dilution des eaux de la nappe en triazines mais au contraire une contamination en COE, quoique, en faibles concentrations. Les âges apparents des eaux alluviales échantillonnées, déterminés principalement par le couple 3H/3He, varient entre 1.4 et 22 ans. Le couplage de l'âge des eaux à leurs teneurs en triazines montre une persistance de ces molécules dans le milieu souterrain, et une atténuation de leur signal d'entrée soulignant l'efficacité de leur interdiction en 2003. Finalement, les eaux de la nappe alluviale montrent des rapports de dégradation des triazines variant entre 0,3 pour les eaux influencées par les eaux de surface et 4,8 pour celles montrant des âges apparents de 22 ans, suggérant une augmentation de ce rapport avec le temps de transfert des pesticides dans le système. / The aim of this work is to test a multi-tracer approach allowing the characterization of groundwater origin and residence time in a shallow alluvial aquifer, the Vistrenque aquifer, in order to identify the origin and the fate of contaminants therein. The selected compounds for the study are triazines, metolachlor, diuron, carbamazepine, sulfamethoxazole, diclofenac, and ibuprofen. The studied aquifer is mainly fed by 1) a direct recharge inducing pesticides leaching from soil layers and unsaturated zone and 2) by a lateral recharge from the karst adjacent aquifer, which induces triazines dilution in the alluvial aquifer. A local contribution of surface water (local streams and imported Rhône River water) was evidenced in the alluvial groundwater inducing also triazines dilution but EOCs contamination nevertheless at low concentrations. The apparent age of the alluvial groundwater samples varies between 1.4 and 22 years. Linking groundwater age to triazines contents allowed to highlight, first, the persistence of these compounds in the alluvial groundwater and, second, the decreasing of their input signal in relatively recent groundwater samples in accordance with their forbidding in 2003. Finally, the Vistrenque alluvial groundwater showed triazines degradation ratios varying from 0.3 for groundwater influenced by surface water infiltration to 4.8 for groundwater characterized by relatively older apparent residence time on the order of 22 years. This suggests an increasing ratio with the transfer time of these compounds in the alluvial aquifer system.

Le carbone organique des sols (COS) joue un rôle majeur dans le maintien des propriétés des sols, et constitue un important réservoir de carbone sensible aux perturbations anthropiques dont les changements d'usage ou de gestion des terres. En Amazonie, la déforestation libère des gaz à effet de serre (GES) par le brûlis de la végétation mais les stocks de COS sont également susceptibles d'évoluer et de contribuer aux émissions de GES. Nous montrons que ces variations de stocks sont cependant mal comprises à l'échelle du biome, en raison de l'approche par chrono-séquence qui induit de nombreuses incertitudes et du manque de données sur la gestion des agrosystèmes implantés après déforestation. L'étude a été conduite sur un site agronomique diachronique en Guyane, déboisé sans brûlis et avec des restitutions de biomasse forestière au sol, sur lequel ont été implantés 3 systèmes de culture : une prairie et deux systèmes maïs/soja avec ou sans travail du sol. L'objectif a été de déterminer le devenir du carbone forestier et du COS des agrosystèmes. Les fluctuations des stocks ont été mesurées jusqu'à 5 ans après déforestation dans la couche 0-30 cm, un bilan est proposé pour la couche 0-100 cm à 5 ans. La décomposition des débris de bois, apportés au sol suite à la déforestation, a été étudiée via leur perte de masse et leur caractérisation par pyrolyse Rock-Eval. La répartition granulométrique du COS a été mesurée 4 ans après déforestation. L'isotopie δ13C a été utilisée dans le sol sous prairie pour distinguer le carbone d'origine prairiale. L'apport de carbone issu de la déforestation a entrainé une augmentation des stocks de COS, mais de courte durée car les débris de bois se sont rapidement décomposés et n'ont pas induit de stockage durable de COS. Cinq ans après déforestation les stocks de COS sous prairie sont similaires à ceux observés sous forêt, grâce à des apports de carbone importants par les racines, alors que sous cultures les stocks diminuent d'environ 18 %, sans que l'on ait distingué un effet du travail du sol. La décroissance du carbone forestier, qui concerne l'ensemble des fractions granulométriques du sol, a donc été compensée par les apports de carbone sous prairie, ce qui n'est pas le cas sous cultures annuelles. Le modèle RothC a pu être validé dans notre situation même s'il a surestimé légèrement les stocks sous cultures. Nos résultats, replacés dans le contexte amazonien montrent que les diminutions de COS observées ici sont moins importantes que pour l'ensemble des tropiques humides, probablement en raison de la gestion optimale du site et de la courte durée du temps d'observation. / Soil organic carbon is a key component of soil quality, and represents a large part of the terrestrial carbon stock, sensitive to human perturbations including land-use change. In Amazonia, deforestation induces greenhouse gases (GHG) emissions due to vegetation burning, but SOC stocks also change, which can induce GHG emissions. We show that these changes are misunderstood at the biome scale, because of the chronosequence approach that induces uncertainties, and because of the lack of management data of the agrosystems established after deforestation. We studied here an agronomic trial with a diachronic approach in French Guiana, deforested with a fire-free method that returned large amount of forest organic matter. Three agrosystems were set up: a grassland and two annual crop systems (maize/soybean) with and without soil tillage. We aimed to measure the fate of forest carbon and of SOC in the agrosystems. SOC stocks fluctuations were assessed up to 5 years after deforestation in the layer 0-30 cm, and a comparison forest-agroecosystems in the layer 0-100 cm was done at 5 years. Decomposition of woody debris buried in the soil after deforestation was assessed by mass loss approach and Rock-Eval pyrolysis. SOC distribution in granulometric fractions was measured 4 years after deforestation. δ13C methods were used in the grassland soil to distinguish the carbon derived from forest or grassland. We found that carbon inputs from deforestation increased SOC stocks, but only at short-term because woody debris decomposition was fast and did not induce a mid-term SOC storage. Five years after deforestation SOC stocks in grassland are similar to the forest, thanks to carbon inputs from root activity. In the annual crops SOC stocks decrease of about 18 %, and no difference is found according to the soil tillage. The decay of forest soil carbon, which affected the whole granulometric fractions of SOC, is thus offset in grassland but not in annual crops. RothC model could be validated in our study, but slightly overestimated SOC stocks in annual crops. Replaced in the Amazonian context, our results showed that the SOC decrease here was lower than other studies across humid tropics. This can probably be explained by the optimal management of the agrosystems, and the short time lapse studied.

Les composés organiques volatils (COV) sont des composants clé en chimie atmosphérique. Ils participent à des réactions photochimiques dans la basse atmosphère et jouent ainsi un rôle majeur dans le cycle de l'ozone troposphérique et la formation d‘aérosols organiques secondaires. A l'échelle globale, ces COV sont à 10% d'origine anthropique et à 90% d'origine biotique. Les enjeux liés aux émissions de COVB sont d‘autant plus importants en région méditerranéenne en raison du potentiel d‘émission élevé ainsi que des évènements réguliers de pollution photochimique. Cette thèse propose, à travers deux campagnes de mesures intensives, la caractérisation expérimentale des COVB et de leurs produits d‘oxydation dans deux sites ruraux représentatifs de la végétation méditerranéenne.Dans le cadre du projet CANOPEE (ANR-JCJC 2011-2014) une campagne de mesure a eu lieu à l‘Observatoire du chêne pubescent de Haute Provence (O3HP). Des mesures de concentrations et de flux d‘émission ont été réalisées à l‘échelle de la canopée dans le but de quantifier l‘export des COVB hors canopée et d‘étudier la chimie intra-Canopée. Dans la forêt de l‘O3HP, des concentrations en isoprène très élevées ont été mesurées, en particulier au sein de la canopée où elles ont atteint 16 ppbv les journées les plus chaudes. Selon le facteur d‘émission de 7.2 mg m-2 h-1 déterminé, la forêt de chênes pubescents de l‘O3HP fait partie des écosystèmes les plus fortement émetteurs d‘isoprène à travers le monde. Parmi les COV oxygénés, seul le méthanol a des flux d‘émission significatifs, avec un taux d‘émission moyen égal à 0.3 mg m-2 h-1. Un des points forts de ce travail a consisté en l‘étude du transport et de la chimie intra-Canopée. D‘après nos estimations, les processus intra-Canopée sur le site de l‘OHP jouent un rôle mineur sur les flux nets d‘isoprène sortant de la canopée.La deuxième campagne de mesure s‘inscrit dans le cadre du programme ChArMEx (Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment). Elle a pris place sur le site du Cap Corse, situé à distance des sources anthropiques et qui abrite une diversité d'espèces végétales. Les résultats obtenus ont permis la quantification et spéciation de nombreux COVB. Un grand contraste dans la signature des émissions de COVB a été observé entre les deux sites d‘étude. Ainsi, tandis que l‘isoprène est responsable de plus de 90% des COVB en termes de concentrations à l‘OHP, il ne représente que 35% de leurs concentrations totales au Cap Corse. Les 65% restants sont composés de nombreux monoterpènes. Ces résultats ont également mis en évidence la chimie rapide des COVB et l‘importance de leur contribution à la formation de composés secondaires oxygénés dans les conditions de photochimie intense qui caractérisent le bassin méditerranéen en période estivale.Au Cap Corse, comme à l‘O3HP, les COVB représentent le puit dominant des radicaux hydroxyles. En présence de NOx et pour des concentrations équivalentes à celles de l‘OHP ou du Cap Corse, le potentiel des COVB à former de l‘ozone a été évalué à 10 ppbv en moyenne. / Volatile organic compounds (VOCs) are key components in atmospheric chemistry. They participate in photochemical reactions in the lower atmosphere and thus play a major role in the formation of tropospheric ozone and secondary organic aerosols. Biogenic VOCs (BVOCs) constitute approximately 90% of global VOC emissions. In the Mediterranean region, the emissions and reactivity of BVOCs are enhanced due to high temperatures and sunny conditions. In this context, this work proposes, through intensive field campaigns, the experimental characterization of BVOCs and their oxidation products in two rural sites where the vegetation is representative of the Mediterranean region. Within the framework of the CANOPEE program (ANR-JCJC 2011-2014) an intensive field campaign took place at the Oak Observatory of the Observatoire de Haute Provence (O3HP). Measurements of concentrations and emission fluxes were carried out in order to quantify the export of BVOC off the canopy and study in-Canopy processes. High concentrations of isoprene were measured with daily maximum ambient concentrations ranging between 2-16 ppbv inside the forest. According to the emission factor of 7.2 mg m-2 h-1 determined, downy oak forest of the O3HP is one of the strongest emitters of isoprene worldwide. Evidence of direct emission of methanol was also found exhibiting an average emission rate equal to 0.3 2 mg m-2 h-1. One of the strengths of this work consisted in the study of transport and intra-Canopy chemistry. In-Canopy chemical oxidation of isoprene was found to be weak and did not seem to have a significant impact on isoprene concentrations and fluxes above the canopy. The second field campaign is part of the ChArMEx (Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment) program. It took place on the remote site of Cap Corse, characterized by a strong diversity of plant species. The rich dataset obtained allowed the quantification and speciation of many BVOCs. A great contrast in the signature emissions was observed between the two study sites. Thus, while isoprene is responsible for over 90% of BVOCs in terms of concentrations at the O3HP, it represents only 35% of their total concentrations in Cap Corse. The remaining 65% are composed of many monoterpenes. These results have also highlighted the rapid chemistry of BVOCs and the importance of their contribution to the formation of secondary oxygenated compounds under intense photochemistry conditions, typical of the summertime in the Mediterranean basin. Biogenic BVOCs represented the dominant hydroxyl radicals sink at the O3HP as well as in Cap Corse. In the presence of NOx, the potential of the measured BVOCs to produce ozone has been estimated at about 10 ppbv on average.

La gestion des boues de station d'épuration est un problème majeur. Dans ce travail, des charbons préparés à partir de boues de station d'épuration (SC) ont été utilisés comme support de catalyseurs. Les performances de ces catalyseurs ont été évaluées dans trois réactions d'oxydation pour le traitement de l'eau : le procédé Fenton, l'oxydation en voie humide catalytique et l'ozonation catalytique. Le catalyseur à base d'oxyde de fer supporté sur ce charbon (FeSC) est très actif dans le procédé de type Fenton pour la décoloration et la minéralisation de l'acide orange II (AOII). Les impuretés inorganiques présentes dans le charbon (cendres), telles que SiO2 et AI2O3, peuvent jouer le rôle de co-catalyseur. Le catalyseur FeSC est également très performant dans l'oxydation en voie humide catalytique du 2-chlorophénol à 120°C sous 0.9 MPa de pression partielle d'oxygène. Cependant, une lixiviation du fer est observée en cours de réaction du fait de la production de HC1 et de petits acides carboxyliques. La lixiviation du fer peut toutefois être évitée lorsque le pH du mélange réactionnel est maintenu en dessus de 4.5, sans que les performances catalytiques n'en soient affectées. Enfin, un catalyseur Mn-g-C3N4 supporté par un charbon obtenu à partir de boue de station d'épuration obtenu par modification de nitrure de carbone par des nanoparticules de manganèse a été synthétisé. L'activité catalytique de ce catalyseur composite est 1.6 fois supérieure à celle du catalyseur Mn-g-C3N4 non supporté. Ce catalyseur composite présente par ailleurs une bonne résistance à l'oxydation et une bonne stabilité, sans qu'aucune lixiviation du manganèse ne soit observée / The disposal of sewage sludge has become an issue of particular concern. In this thesis, sewage sludge derived carbon (SC) was employed as a catalyst support. The catalytic behavior of the prepared SC-based composite catalysts was investigated in three kinds of typical oxidation reactions, including heterogeneous Fenton-like oxidation, catalytic wet air oxidation (CWAO) and catalytic ozonation. Sewage sludge-derived carbon supported iron oxide catalyst (FeSC) showed high Fenton-like performances in the discoloration and mineralization of acid orange II (AOII). Inorganic components in the SC, such as SiO2 and AI2O3 may present have a co-catalytic effect upon Fenton-like reaction. FeSC catalyst also performed quite well in the CWAO of 2-CP at 120°C under 0.9 MPa oxygen partial pressure. However, iron leaching was observed due to the generation of HC1 and some small chain organic acids. Iron leaching could be efficiently prevented when the pH of the solution was maintained at values higher than 4.5, while the catalytic activity was only slightly reduced. Finally, Mn2O3 nanoparticles modified g-C3N4 (Mn-g-C3N4) was synthetized as a novel ozonation catalyst. To enlarge the adsorption capacity of the catalyst and improve its performances in the ozonation of sulfamethoxazole, the Mn-g-C3N4 catalyst was further supported over the sewage sludge-based activated carbon (SBAC). The catalytic activity of the composite catalyst was ca. 1.6 times higher compared to the unsupported Mn-g-C3N4 catalyst. The composite catalyst also exhibited very good resistance towards oxidation, limited Mn leaching and high stability

L’appréciation par le consommateur d’un produit alimentaire comme le chocolat est en grande partie due à sa composante aromatique. La perception de cette composante est étroitement liée à la libération des composés d’arômes lors de la consommation du produit. Une étude sensorielle systématiquement menée par la société Valrhona dans une démarche de qualification de ses chocolats noirs de pures origines, fabriqués selon un procédé standard à partir de lots de cacao différents, permet de classer ces chocolats, selon leur profil, en quatre grands pôles sensoriels. Le travail entrepris avait pour but la compréhension de l’origine de cette classification sensorielle par la mise en œuvre de techniques de caractérisation des molécules volatiles responsables de l’arôme des chocolats.Dans un premier temps, l’empreinte globale en composés volatils d’un lot de 206 chocolats représentatifs des quatre pôles sensoriels a été obtenue via une méthode d’analyse couplant un headspace dynamique à la spectrométrie de masse en injection directe, utilisant l’ionisation par transfert de protons (PTR-ToF-MS). Des analyses multivariées des données, et notamment une analyse discriminante de type PLS-DA, ont permis d’élaborer un modèle de prédiction de la classification sensorielle des chocolats basé sur leur composition en molécules volatiles. Différentes méthodes de sélection de variables ont permis de souligner l’existence de composés volatils particuliers capables de discriminer les quatre pôles sensoriels de chocolats.Le potentiel aromatique de 12 chocolats parmi les 206 (trois de chaque pôle) a ensuite été déterminé suite à l’extraction des arômes par une méthode de distillation sous vide dans une analyse par chromatographie en phase gazeuse couplée, d’une part, à l’olfactométrie (GC-O) basée sur la fréquence de détection obtenue par 12 juges, et d’autre part, à un spectromètre de masse (GC-MS) pour l’identification des composés odorants. Ainsi, des composés d’arômes permettant de discriminer les différents pôles sensoriels ont pu être caractérisés au moyen d’une analyse factorielle des correspondances.Enfin, l’analyse « nosespace » d’un jury de 12 personnes dégustant 8 chocolats (deux de chaque pôle parmi les 12 précédents) a été réalisé en PTR-MS. Cette étude, couplée à une analyse sensorielle temporelle (Dominance Temporelle des Sensations, DTS), a permis d’obtenir des données temporelles instrumentales et sensorielles de manière simultanée. L’analyse DTS révèle dans une analyse en composantes principales (ACP) une bonne discrimination des pôles sensoriels, avec des descripteurs dominants similaires dans les pôles 1 et 4, d’une part, et dans les pôles 2 et 3, d’autre part. L’analyse nosespace a permis le suivi de la libération en temps réel de 26 composés d’arômes. La relation entre les deux jeux de données (instrumentales et sensorielles) a été étudiée au moyen de l’indice AWD (Abundance While Dominance) qui représente l’abondance de chaque ion pendant qu’une sensation est dominante. Des analyses factorielles des correspondances menées sur les AWD ont permis pour chaque échantillon de déceler des relations entre composés d’arômes libérés et sensations dominantes. / Consumers’ appreciation of chocolate is mostly due to its aromatic composition. Perception of this component is clearly linked to the release of aroma compounds during chocolate consumption. A systematic sensory evaluation is conducted by the Valrhona Company in order to qualify their pure origin dark chocolates manufactured according to a standard process from differing cocoa batches. The obtained sensory profiles allow classifying the chocolates into four sensory categories, named poles. The objective of the present work was to understand the molecular origin of this sensory classification by using techniques aimed at characterizing volatile organic compounds (VOC) responsible for chocolate flavour.Firstly, global VOC profiles of a set of 206 chocolate samples classified in the four sensory poles were analysed by a direct injection mass spectrometry method using proton transfer reaction as ionisation process (PTR-ToF-MS). A supervised multivariate data analysis based on discriminant analysis of the PLS-DA type allowed the construction of a classification model that showed excellent prediction capability based on VOC composition of the chocolates. Variable selection using dedicated methods pinpointed some volatile compounds important for the chocolates sensory discrimination.Then, the aroma potential of 12 chocolate samples (chosen among the 206 ones with three samples representative of each pole) was investigated on aroma extracts obtained by distillation under vacuum. Gas chromatography coupled to olfactometry (GC-O) and to mass spectrometry (GC-MS) was used to detect and identify the odorous compounds. GC-O data were obtained by 12 assessors using the detection frequency method. Aroma compounds allowing the discrimination of the sensory poles were determined thanks to a correspondence analysis.Finally, a nosespace analysis conducted by 12 assessors on 8 chocolates (two in each pole among the preceding 12) was realised using PTR-MS. This analysis was conducted simultaneously with a temporal sensory analysis (Temporal Dominance of Sensations, TDS), allowing temporal instrumental and sensorial data to be obtained. A principal component analysis (PCA) conducted on the TDS data revealed a good discrimination of the sensory poles, with similar dominant attributes in poles 1 and 4, on the one hand, and in poles 2 and 3, on the other hand. The nosespace data displayed real time release curves of 26 aroma compounds. The relationships between instrumental and sensory data were investigated thanks to the AWD (Abundance While Dominance) index that measures the abundance (area under the curve) of each ion during the dominance of a given sensation. Correspondence analyses of the AWD indices conducted for each chocolate sample allowed to define some relationships between dominant sensations and some released aroma compounds.