Staphylococcus aureus et ses entérotoxines constituent un risque pour l’industrie alimentaire ainsi que pour les consommateurs. Environ la moitié des souches de S. aureus peuvent libérer des toxines menant à des symptômes de nausées, de diarrhées et de vomissements chez la personne ayant ingéré un produit contaminé. Une des solutions envisagées pour éliminer S. aureus et éviter la production d’entérotoxines, est l’utilisation d’un cocktail de phages. Au cours de ce projet de doctorat, trois objectifs ont été développés afin de poursuivre une stratégie de sélection d’un cocktail de phages anti-S. aureus. Tout d’abord, deux phages isolés du milieu laitier, adaptés à celui-ci et respectant des critères de sélection, ont été caractérisés. Ensuite, afin d’éviter un transfert de facteurs de virulence, des myophages anti-S. aureus ont été produits sur une souche de Staphylococcus xylosus, une espèce non-pathogène utilisée en transformation alimentaire et ont été caractérisés afin de confirmer leur identité lorsqu’amplifiés sur les deux espèces. D’un autre côté, l’efficacité contre une panoplie de souches de S. aureus isolées de sources distinctes, l’absence de gènes de virulence dans les génomes phagiques et la résistance à différentes conditions environnementales ont permis de sélectionner des phages différents. Ceux-ci ont fait l’objet de deux cocktails de phages efficaces menant à une réduction significative de la concentration de S. aureus dans des fromages de type Cheddar produits en laboratoire. De plus, ces phages n’ont pas déclenché une surproduction d’entérotoxines staphylococciques C, confirmant la sécurité de leur utilisation dans le milieu laitier. Enfin, la conservation des phages sous forme encapsulée et congelée dans des microbilles de gel d’alginate/calcium semble une approche à approfondir. Les phages staphylococciques virulents analysés dans cette thèse constituent d’excellents agents de biocontrôle étant non nocifs et infectant spécifiquement une espèce bactérienne donnée. Ayant confirmé l’efficacité de deux cocktails de phages, l’utilisation du produit phagique permettra de diminuer le risque d’apparition de souches bactériennes résistantes aux phages. De plus, entreprendre une mise à jour constante du cocktail phagique permettra de réduire la contamination causée par S. aureus, préservant ainsi l’innocuité et la qualité des aliments. / Staphylococcus aureus and its enterotoxins pose a risk to the food industry and for consumers. Approximately half of the S. aureus strains can release toxins leading to symptoms of nausea, diarrhea and vomiting to the person who ingests a contaminated product. One emerging solution to eliminating and preventing S. aureus enterotoxin production is the use of a phage cocktail. Through this doctoral project, three objectives were developed to pursue a strategy for selecting an anti-S. aureus phage cocktail based on well-defined criteria. First, a methodology was developed leading to the isolation and characterization of two phages from raw milk. Then, in order to avoid a transfer of virulence factors, anti-staphylococcal myophages were produced on a strain of Staphylococcus xylosus, a non-pathogenic species used in food processing. Their genomic identity when propagated separately on the two species was confirmed. Moreover, the host range of these phages was tested against a panel of S. aureus strains isolated from different sources. Their genome was analyzed to confirm the lack of virulence genes. In addition, their resistance to different environmental conditions was used to select different phages for application purposes. These data helped design two efficient phage cocktails leading to a significant drop of S. aureus concentration in small-scale laboratory-based Cheddar cheeses. In addition, they did not trigger the overproduction of staphylococcal enterotoxin C confirming the safety of their use in the dairy environment. Finally, in the aim of commercializing the product, conservation methods were investigated and the encapsulation and freeze of phages in micro-beads consisting of alginate/calcium gel particles appear promising. Staphylococcal virulent phages seem to be excellent biocontrol agents, being harmless and infecting specifically a given bacterial species. Having confirmed the efficacy of two phage cocktails, the use of the phage product could help decreasing the risk of emergence of phage resistant bacteria. Furthermore, undertaking a constant update of the phage cocktail could also help reducing contamination caused by S. aureus and thereby preserving safety and food quality.

L'industrie laitière représente le deuxième secteur alimentaire par le volume de sa production au Québec. Son développement s'explique par la croissance des besoins en matières grasses laitières, notamment en produits transformés tels que le fromage. En production fromagère, la concentration du lait par ultrafiltration (UF) entraîne le rejet d'importants volumes de perméat de lait contenant du lactose et des sels; lui conférant un fort impact environnemental. Pour produire 1 kilogramme de fromage, 9 litres de lactosérum sont rejetés. Il contient des protéines, du lactose et des sels. Les protéines sont valorisées sous forme de concentrés par UF; ce qui génère de larges volumes de perméat de lactosérum. Les résidus organiques de la transformation laitière sont de 264 972 tonnes/an au Québec. Le lactose des perméats est valorisé par cristallisation ou bio fermentation, mais la présence de minéraux est limitante. L'induction d'une précipitation phosphocalcique sélective avant la valorisation du lactose permettrait l'extraction de ces éléments sous forme d'hydroxyapatites (HAp), utilisées comme supplément dans les formulations alimentaires et la récupération conjointe de lactose. Pour favoriser la précipitation des HAp, une concentration du perméat par osmose inverse(OI) a été réalisée. D'autres paramètres ont aussi été étudiés : pH, température et ensemencement. Les précipités ont été récupérés par centrifugation, lyophilisés puis chauffés à 550°C pour éliminer la phase organique. Pour suivre l'efficacité de la précipitation, la composition des principaux éléments salins (K, Ca, Na, P, Mg) a été déterminée par spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif et le Ca ionique de la phase soluble a été mesuré avec une électrode. Les phases cristallines obtenues ont été analysées par diffraction des rayons X et par FTIR. La morphologie des particules a été étudiée par microscopie électronique à balayage. Les résultats ont confirmé que le taux de phosphate de calcium précipité a augmenté avec l'ensemencement, la chaleur et l'alcalinisation; surtout dans les perméats concentrés par OI. L'alcalinisation induit le changement de phase vers la forme HAp, démontrant le potentiel de la précipitation sélective du phosphate de calcium et de l'impact positif de l'OI sur son efficacité. Cette étude ouvre la voie à la valorisation des minéraux à partir des perméats de fromagerie, qui a été très peu investiguée comparativement à celle du lactose. / The dairy industry represents the second-largest food sector in Quebec. Its development could be explained by the growth of the dairy fat needs with the demand for processed products, such as butter or cheese, increasing yearly. The concentration of milk proteins by ultrafiltration (UF) leads to the rejection of important volumes of milk permeate (WP), which contains lactose and minerals, responsible for its environmental impact. The production of one kg of cheese rejected 9 liters of whey, representing 1.2 billion tons per year. Whey is rich in proteins, lactose, and mineral components. Whey proteins are generally concentrated by UF and used in various foods for their excellent technological and nutritional properties. This process generates large volumes of whey permeate. The dairy industry is responsible for rejecting a weight of 264 972 tons/years of organic matter in the province of Quebec. Lactose can be valorized by crystallization of bio-fermentation, but salts content could be a limit factor. The induction of selective phosphocalcic precipitation of those elements into hydroxyapatite (HAp) could permit the supplementation of Ca in food formulas and recover lactose simultaneously. To favor HAp precipitation, permeate concentration by reverse osmosis (RO) was tried. Other parameters were studied, including the pH, heating treatments, and DCP seeding. Precipitates were condensed by centrifugation, lyophilized, and then put in a 550°C furnace to remove organic traces. Specific milk salts recovered in the precipitate (K, Ca, Na, P, Mg) was determined by ICP to follow the efficiency of the process. Ionic Ca from the aqueous phase was measured as well with an electrode. Crystalline phases were analyzed by X-ray diffraction and FTIR. The particle's morphology was studied by scanning electron microscopy. Results confirmed that the calcium-phosphate precipitated rate increased with solution's seeding, heating, and alkalinization. Reverse osmosis increased the precipitation. Alkalinization inducts the phase change from simple apatic minerals to complex ones such as HAp. These results demonstrate the potential of selective calcium-phosphate precipitation and RO's positive impact on reaction efficiency. This study opens the path to cheese permeate salt's valorization, low investigated until now.

L'agriculture biologique se développe rapidement au Québec comme partout dans le monde. Si les motivations des agriculteurs et l'évolution des marchés biologiques sont assez bien identifiés, le processus de formation des prix des produits biologiques reste peu traité dans la littérature. Afin, entre autres, d'améliorer la compréhension globale du secteur et de mieux informer les acteurs, notre mémoire analyse le processus de formation des prix de quatre filières de produits (pommes, carottes, œufs de consommation et poulet entier). Cette décomposition du prix a pour objectif de déterminer comment les marges brutes se répartissent entre les acteurs des filières de produits biologiques du Québec comparativement aux produits non certifiés. Dans une logique exploratoire sans prétention à l'exhaustivité, une reconstitution des prix à chaque passage entre les maillons, de la production à la consommation, est effectuée pour les produits biologiques sélectionnés et comparée aux produits conventionnels. Environ 60 entretiens ont permis de compléter les données de prix recueillies en magasin et sur le web. Au final, l'analyse des données montre que la répartition des marges brutes varie selon le circuit de commercialisation emprunté (circuits courts de vente directe ou de vente indirecte et circuit long). La répartition entre les acteurs semble plus « équitable » lorsque le produit est biologique et vendu en circuits courts. Selon les données récoltées en circuit long, les marges brutes absolues sont similaires ou supérieures pour les intermédiaires commercialisant les produits biologiques. Si l'on connaît la nature des coûts plus élevés liés à la production, peu d'informations ont permis d'expliquer la nature de ces écarts pour la transformation ou la distribution. Il est donc possible de conclure que la répartition des marges entre les acteurs dans les diverses filières biologiques du Québec varie selon le produit et le circuit de commercialisation emprunté par ce dernier. / Organic farming is developing rapidly in Quebec as well as throughout the world. If the motivations of farmers and the evolution of organic markets are well identified, the process of price formation of organic products remains rarely addressed in literature. In order, among other things, to improve the overall understanding of the sector and to better inform stakeholders, our research analyzes the price formation process of four food product sectors (apples, carrots, table eggs and whole chicken). The purpose of this price breakdown is to determine how gross margins are distributed among players in Quebec's organic food product sectors compared to non-certified food products. In an exploratory logic without pretension to completeness, a reconstruction of prices at each passage between the links, from production to consumption, is carried out for the selected organic food products and compared to conventional food products. About 60 interviews were used to complete the price data collected in store and on the web. In the end, the analysis of the data shows that the distribution of gross margins varies according to the marketing circuit used (short direct or indirect sales circuits and long circuit). The distribution between the players seems more « equitable » when the product is organic and sold in short circuits. According to the data collected in long circuit, the absolute gross margins are similar or higher for the intermediaries marketing organic food products. While the nature of the higher costs associated with production is known, little information has been provided to explain the nature of these differences for processing or distribution. It is therefore possible to conclude that the distribution of margins among the players in the various organic sectors of Quebec varies according to the product and the marketing circuit used by the latter.

Ce travail est consacré au développement de biocomposites de caoutchouc naturel (NR) performants pour produire des composites ayant des propriétés similaires aux formulations conventionnelles à base de noir de carbone (CB). Le projet est divisé en deux parties principales selon les types de charges: les charges lignocellulosiques de taille macro et la nanocellulose. Dans un premier temps, le remplacement du CB par de la lignine et de la cellulose (avec et sans modification) est étudié. Les résultats montrent que la lignine et la cellulose ont leurs propres avantages et limites, mais le remplacement partiel du CB par les deux macro-biocharges peut fournir de meilleures propriétés mécaniques et dynamiques par rapport au CB seul. Néanmoins, des propriétés améliorées sont également obtenues après une modification de surface de la cellulose par de l'anhydride maléique greffé sur du polyisoprène (MAPI). Cependant, il n'est pas possible de remplacer complètement le CB par ces charges en raison des fortes interactions entre les charges. Ensuite, l'effet de la nanocellulose sur le renforcement du NR est étudié. Ce travail comprend également un système de renforcement hybride à base de nanocellulose et de nanotubes de carbone (CNT) qui montre la formation d'un réseau conducteur 3D solide à l'intérieur de la matrice de caoutchouc. La présence de ce réseau conduit à d'excellentes propriétés (propriétés mécaniques dynamiques et conductivité thermique) qui peuvent être facilement contrôlées en ajustant la teneur en charges. Enfin, un nouveau système hybride contenant de la lignine et de la nanocellulose a été développé pour renforcer le NR. Dans ce cas, une concentration élevée (40 parties pour cent de caoutchouc, phr) de lignine est utilisée comme biocharge non-renforçante pour réduire les coûts et augmenter la durabilité, tandis que la nanocellulose est ajoutée pour renforcer ces biocomposites NR. On constate que l'ajout de 7,5 phr de nanocellulose aux composés lignine/NR (contenant 40 phr de lignine) augmente la teneur en caoutchouc lié (37%), la résistance à la traction (36%) et le module à 100 % de déformation (101%), tout en diminuant le temps de durcissement (14%) et le facteur de perte (55% à 10% de déformation). Malgré sa biodégradabilité et sa durabilité, le bionanocomposite nanocellulose/lignine/NR présente des propriétés mécaniques similaires et même de meilleures propriétés mécaniques dynamiques (53% à 10% de déformation) que les composites NR conventionnels renforcés avec du CB seul. / This work is devoted to the development of high-performance natural rubber (NR) biocomposites to produce composites having similar properties as conventional formulations based on carbon black (CB). The project is divided into two main parts depending on the types of fillers: macro-sized lignocellulosic fillers and nanocellulose. Firstly, the effect of replacing CB by lignin and cellulose (with and without modification) is studied. The results show that both lignin and cellulose have their own advantages and limitations, but partial replacement of CB with both macro-biofillers can provide better mechanical and dynamic mechanical properties compared to CB alone. Nevertheless, improved properties are also obtained after surface modification of the cellulose with maleic anhydride grafted to polyisoprene (MAPI). However, it is not possible to completely replace CB with these fillers due to strong filler-filler interactions. Then, the effect of nanocellulose on NR reinforcement is studied. This work also includes a hybrid reinforcing system based on nanocellulose and carbon nanotube (CNT) which is showing the formation of a strong 3D conductive network inside the rubber matrix. The presence of this network leads to excellent properties (mechanical and dynamic properties, and thermal conductivity), which can be easily controlled by tuning the fillers content ratio. Finally, a novel hybrid system containing lignin and nanocellulose is developed to reinforce NR. In this case, a high concentration (40 parts per hundred rubber, phr) of lignin is used as a non-reinforcing biofiller to reduce the costs and increase the sustainability, while nanocellulose is added to reinforce these NR biocomposites. It was found that adding 7.5 phr of nanocellulose to the lignin/NR compounds (containing 40 phr lignin) increased the bound rubber content (37%), tensile strength (36%) and modulus at 100% strain (101%), while decreasing the curing time (14%) and loss factor (55% at 10% strain). Despite its biodegradability and sustainability, the nanocellulose/lignin/NR bionanocomposite exhibits similar mechanical properties and even better dynamic mechanical properties (53% at 10% strain) than conventional NR composites reinforced with CB alone.

Au cours de la dernière décennie, la tendance « clean label » ou naturalité a été considérée comme tendance prédominante parmi les consommateurs. Les additifs alimentaires dans les yogourts sont utilisés pour conserver et améliorer les propriétés souhaitables comme la texture, la viscosité, la rétention d'eau et la sensation en bouche. L'utilisation des bactéries lactiques productrices d'exopolysaccharides pendant la fermentation suscite un intérêt technologique, car elles pourraient remplacer l'utilisation des additifs alimentaires dans les yogourts. Les différentes caractéristiques des exopolysaccharides déterminent leur capacité d'interaction avec les protéines dans le yogourt, et donc, leur capacité d'agir comme agents viscosifiants et stabilisants. Jusqu'à présent, aucune étude n'a été réalisée sur l'utilisation de cultures d'appoint productrices d'exopolysaccharides, de l'espèce Weissella cibaria, ajoutés en combinaison avec des ferments dans la production des yogourts. Ce travail avait pour but d'évaluer les propriétés rhéologiques des laits fermentés en utilisant des cultures d'appoint productrices d'exopolysaccharides en coopération avec des ferments commerciaux utilisées dans le yogourt. Du lait écrémé reconstitué avec deux concentrations de sucrose (0% et 2%) a été utilisé pour la fermentation. Deux ferments commerciaux (Yo-Mix 433 et YoFlex Premium 3.0) en combinaison avec deux souches de Weissella cibaria (Hani-535 et Hani-536) productrices d'exopolysaccharides ont été utilisés. Les souches de W. cibaria ont été aussi évaluées dans un système laitier acidifié chimiquement avec du glucono-delta-lactone. La cinétique de la diminution du pH, la mesure de caractère filant, le dénombrement bactérien, la consistance, la thixotropie et la synérèse du produit ont été évalués. Les résultats ont démontré que l'utilisation de W. cibaria comme cultures d'appoint productrices d'exopolysaccharides, dans les conditions choisies, n'ont pas permis d'améliorer la consistance ni le caractère filant du yogourt. Néanmoins, la culture d'appoint et les cultures commerciales n'ont pas eu d'effet inhibiteur, car la croissance des souches et le taux d'acidification n'ont pas été affectés. En plus, l'évaluation de la thixotropie du produit a démontré une différence significative dans les yogourts avec la culture d'appoint. Ce comportement a expliqué une meilleure récupération de la structure gélifiée après le cisaillement et une meilleure stabilité au cisaillement en comparaison avec les yogourts contrôles (sans la culture d'appoint) grâce une possible production d'exopolysaccharides. / Over the past decade, the "clean label" trend has raised popularity among consumers. The food additives in yogurts are used to maintain and improve the desirable properties such as texture, viscosity, water retention and mouthfeel. There is a technological interest in the use of exopolysaccharide-producing lactic acid bacteria during fermentation that could replace the use of food additives in yogurt. The different characteristics of exopolysaccharide determine their ability to interact with proteins in yogurt, and therefore, their ability to act as viscosifying and stabilizing. To our knowledge, no studies have been carried out on the use of adjunct cultures exopolysaccharide-producers, from the species Weissella cibaria, added in combination with commercial cultures in the production of yogurt. The aim of this work was to evaluate the rheological properties of fermented milks using exopolysaccharide-producing adjunct cultures in cooperation with commercial cultures used in yogurt. Reconstituted skim milks with two concentrations of sucrose (0% and 2%) were used for fermentation. Two commercial cultures (Yo-Mix 433 and YoFlex Premium 3.0) in combination with two exopolysaccharide-producing strains of Weissella cibaria (Hani-535 and Hani-536) were used. The W. cibaria strains were also evaluated in a dairy system chemically acidified with glucono-delta-lactone (GDL). The kinetics of decreasing pH, the ropiness measurement, the bacterial count, the consistency, the thixotropy, and the measurement of syneresis of the product were evaluated. The results showed that the use of exopolysaccharide-producing adjuncts of W. cibaria, under the selected conditions, were not able to improve the consistency or the ropiness of the yogurt. Nevertheless, the adjuncts and the commercial cultures did not have an inhibitory effect because the growth of the strains and the acidification rate were not affected. In addition, the evaluation of the thixotropy of the product showed a significant difference in yogurts with the adjunct culture. This behavior explained a better recovery of the gel structure after shearing and a better shear stability compared to control yogurts (without the adjunct culture) due to a possible production of exopolysaccharides.

Les interactions entre un milieu diélectrique et des impulsions laser intenses sont étudiées, d’abord d’un point de vue général, puis dans le contexte de la fabrication de nanostructures de surface auto-organisées. Les bases de l’électromagnétisme, de l’optique et de la physique des plasmas sont posées, avant de présenter la première contribution majeure de cette étude. Un nouveau modèle décrivant la formation de plasma induit par laser dans un milieu diélectrique, nommé delayed rate equations (DRE), est présenté. Ce modèle d’ionisation a les avantages d’être facile à implémenter dans une simulation numérique, peu coûteux en ressources computationnelles. L’émergence de nanostructures périodiques auto-organisées à la surface initialement rugueuse et aléatoire de matériaux exposés à des impulsions laser est ensuite étudiée numériquement, en tenant compte des effets électromagnétiques (équations de Maxwell). La seconde contribution majeure est l’implémentation d’une boucle de rétroaction dans les simulations, entre le champ électromagnétique et le plasma en formation. Ces simulations révèlent un nouveau phénomène, l’auto-reconfiguration de nanostructures de plasma, se produisant durant l’interaction. Finalement, on effectue des simulations multi-impulsionnelles qui permettent d’observer l’évolution de la forme de la surface après chaque impulsion laser. On observe la croissance de nanostructures de surface ayant une période et une orientation semblables à celles obtenues dans la densité du plasma après sa reconfiguration. Ceci confirme l’hypothèse que les motifs observés dans le plasma peuvent effectivement être inscrits de façon permanente dans la forme de la surface. / The interactions between intense laser pulses and a dielectric medium are studied, first in a general perspective, then in the context of the fabrication of self-organized surface nanostructures. After going through the rudiments of electromagnetism, optics and plasma physics, the first major contribution of this study is presented. A novel model for laser-induced plasma formation in dielectrics, the delayed rate equations model (DRE) is described. This ionization model has several advantages, among which are the ease of implementation in numerical simulations and low computational cost, while preserving all the advantages of the state of the art model that can be incorporated in tridimensional simulations. The emergence of periodic self-organized nanostructures at the initially rough and random surface of materials after being exposed to intense light is then numerically studied in a time domain electromagnetic framework. The second major contribution is the implementation of a feedback loop in the simulations, between the electromagnetic field and the plasma information. Simulations reveal a new phenomenon, the self-reconfiguration of plasma nanostructures, which occurs at the laser pulse time scale. Finally, multi-pulses simulations are performed, revealing the evolution of the shape of the irradiated surface after each laser pulse. The growth of surface nanostructures with period and orientation similar to what was observed in the plasma density, after its reconfiguration, is observed. This confirms the hypothesis that the plasma patterns can effectively be permanently inscribed in an irradiated surface.

Diss.--Frankfurt (Oder), 2001. / Bibliogr. p. 182-202.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences de la matière : Toulouse, INPT : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 286 réf.

Proefschrift--Rechtsgeleerdheit--Utrecht, 1979. / Résumé en néerlandais. Bibliogr. p. 403-420. Index.

La gestion des activités de distribution dans le secteur forestier pose un enjeu de taille en raison de la décentralisation de la prise de décision, l'incertitude sur les opérations de production et la quantité massive de données. Dans ce contexte, le but de ce mémoire est de concevoir un système d'aide à la décision pour l'allocation de la production et la planification du transport. Il vise également à évaluer une approche à flux poussé-tiré de gestion de la chaîne de valeur. Ce projet est réalisé en collaboration avec Produits forestiers Résolu, permettant l'évaluation des solutions dans un cadre réel de grande envergure. Pour atteindre ces objectifs, une analyse du contexte de l'organisation a d'abord mis en évidence les modes de fonctionnement de l'entreprise, les caractéristiques d'un réseau de distribution dans l'industrie forestière et les interactions interdépartementales. Une revue de la littérature a ensuite été réalisée afin d'établir un état de l'art sur les approches de résolution des problèmes d'allocation, les mécanismes de coordinations et les stratégies d'intégration. Suite à l'acquisition et le traitement des données de l'entreprise, deux outils d'aide à la décision ont été développés pour des activités critiques de l'entreprise, actuellement réalisées entièrement manuellement. Un premier outil permet de déterminer l'allocation optimale des commandes aux centres de production et de distribution. La mise en œuvre de cet outil pour l'entreprise permet de réduire les coûts de transport jusqu'à 7.2%. Ce modèle permet également d'évaluer l'effet d'une stratégie hybride de flux poussé-tiré sur la performance de l'entreprise. Le second outil permet d'optimiser la sélection de routes et de transporteurs ferroviaires pour la distribution de marchandises dans le réseau nord-américain, pouvant conduire à une réduction des coûts de l'ordre de 6.6%. Finalement, le projet a permis de démontrer qu'il est possible pour l'entreprise de déplacer son point de découplage en amont du rabotage. L'intégration des deux modèles dans une stratégie hybride de production et distribution permet des économies de 12.3%. Ces résultats ont stimulé une réflexion stratégique chez le partenaire afin de revoir sa gestion des opérations de production, de distribution et de ventes. Ce travail contribue ainsi au domaine en évaluant les effets d'une approche à flux poussé-tiré ainsi que des outils pour faciliter la prise de décision dans un cas d'études du secteur forestier tout en répondant aux besoins pratiques du partenaire industriel.