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Recently rapeseed products have become more important for animals nutrition and poultry feeding. Such nutrition matters like glucosinolates, tannins, nonstarch polysacharides limit its bigger interposition. The quality of rapeseed products and seeds is changeable, because it depends on genotype of the rapeseed, fertilization conditions and their technological processing during the time of feed preparation. The aim of this work is to investigate the nutritional value of rapeseed products, estimate the influence of rapeseeds to the intensity of broiler chickens growth, consumption and digestibility of nutrients. To determine the effect of phytates ferment preparation supplement to calcium and phosphorus utilization in the organism of broiler chickens and the effect of possible rapeseed supplement in feed for broiler chickens femorals’ sensory quality.

Dans le contexte de la bioraffinerie végétale, notamment pour la production du bioéthanol, le prétraitement est une étape incontournable pour réduire la récalcitrance et accroitre la réactivité de la biomasse lignocellulosique vis-à-vis des procédés de conversion enzymatique/biologique. La récalcitrance est principalement due à la présence de la lignine et à la forme cristalline de la cellulose. Le but de tout prétraitement de la biomasse est d’altérer la structure du matériau lignocellulosique pour accroitre l’accessibilité de la cellulose et les hémicelluloses aux enzymes. Les prétraitements conventionnels, comportent généralement des étapes agressives, utilisant des réactifs nocifs, en exposant la matière à des températures et pressions élevées et ce pour de longues durées. Dans ce travail, nous avons développé un procédé original de délignification des résidus de colza, en combinant des prétraitements physiques (ultrasons (US), microondes (MO) et électrotechnologies (CEP, DEHT)) aux prétraitements chimiques conventionnels (organosolv, alcalin). Ce couplage a permis d’améliorer les performances du procédé en terme de rendement d’extraction des phytomélanines (jusqu’à 40 % de gain) dans le cas des pellicules de colza et de rendement de délignification (plus que 2 fois la performance d’un procédé chimique seul) dans le cas des menues pailles de colza tout en réduisant pour la plupart des technologies étudiées la sévérité du procédé global. En termes qualitatifs, la caractérisation des pâtes cellulosiques par microscopie électronique a révélé des modifications au niveau du tissu végétal représentées par l’apparition de pores au niveau des pellicules de colza et une déstructuration des fibres des menues pailles de colza traitées induisant de meilleurs rendements d’hydrolyse enzymatique.Cependant, une perte des sucres de la cellulose et des hémicelluloses a été observée avec les prétraitements physiques. L’analyse structurale des lignines récupérées a confirmé la contamination par ces sucres et a permis d’identifier certains mécanismes d’action tels que la recondensation de la lignine sous l’effet des ultrasons et le clivage des ponts férulates sous l’action des décharges électriques à haute tension. Une étude préliminaire concernant la conception d’adhésifs «verts » éco-sourcés a été menée à partir des fractions de phytomélanines isolées par les procédés étudiés. Enfin, une étude de l'incidence des technologies innovantes en terme de performances technico-économiques a été réalisée pour permettre d'envisager une éventuelle suite à plus grande échelle et il a été conclu que l’étape physique permettait de réduire l’écart entre les coûts et les revenus de l’implantation d’une telle bioraffinerie. / In the context of plant biorefinery, especially for bioethanol production, pretreatment step is important to reduce the recalcitrance of lignocellulosic biomass and to increase the reactivity towards enzymatic / biological conversion processes. Recalcitrance is mainly due to the presence of lignin and crystalline cellulose. The goal of any pretreatment of biomass is to alter the structure of the lignocellulosic material in order to increase the accessibility of cellulose and hemicellulose to the enzymes. Conventional pretreatments include aggressive steps, using harmful reagents and exposing the material to high temperatures and pressures for long periods. In this work, we developed a new process for delignification of rapeseed residues, combining physical pretreatments (ultrasounds (US), microwaves (MW)) and electrotechnologies (PEF, HVED)) to conventional chemical pretreatments (Organosolv, alkaline). This coupling has improved the process in terms of phytomelanin extraction yield (up to 40 % gain) in the case of rapeseed hulls and delignification efficiency (more than 2 times more efficient than the chemical process performed alone) in the case of rapeseed straw while reducing for most studied technologies the severity of the overall process. Characterization through electron microscopy revealed changes in plant tissue represented by the appearance of pores in the treated rapeseed hulls and fiber breakdown of treated rapeseed straw inducing better enzymatic hydrolysis performance. However, loss of sugars from cellulose and hemicellulose was observed with physical pretreatments. Analysis of the recovered lignins allowed us to observe lignin modifications during physical treatments such as recondension reactions in presence of ultrasounds and cleavage of ferulates bridges with high-voltage electrical discharges. Then the formulation of « eco-sourced » adhesives from phytomélanins extracted by the previous studied processes was attempted. Finally, a study of the impact of innovative technologies in terms of technical and economic performances was carried out to consider a scale-up of these technologies. It was concluded that physical step enhanced the profitability of this biorefinery.

La fermentation en milieu solide (FMS) est un procédé biotechnologique particulièrement bien adapté au traitement de la biomasse végétale. Cette technologie, extrapolable à l’échelle industrielle, peut répondre aux besoins actuels du marché de l’alimentation animale en développant des produits fermentés visant à améliorer les qualités des matières premières d’un point de vue nutritionnel et fonctionnel. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse développent ces aspects à partir du tourteau de colza issu du procédé de trituration des graines.Un premier criblage a mis en évidence le potentiel de certaines souches fongiques en prenant en compte les performances de croissance et leur capacité à enrichir le tourteau en protéines totales et digestibles. Des teneurs comparables à celles du tourteau de soja, principale source de protéine en nutrition animale, ont d’ailleurs été atteintes. Une activité biologique d’intérêt a ensuite été démontrée in vitro sur cellules immunitaires. Cette voie, inexplorée jusqu’à présent à partir de culture en milieu solide, confère une valeur ajoutée au produit fermenté via un apport en composés immunomodulateurs naturels d’origine fongique comme les β-glucanes. Ces derniers suscitent un intérêt croissant car ils représentent une alternative à l’utilisation des antibiotiques comme facteur de croissance. L’étude consacrée à la phase d’optimisation du procédé FMS a permis d’accroître les performances de croissance de la souche A. sojae et de définir une stratégie visant à maintenir les conditions optimales de croissance en réacteur pré-pilote à couche profonde. Des complications liées à la granulométrie très fine du tourteau de colza et à la qualité microbiologique qui évolue en cours de fermentation dans des conditions non stériles ont pu être identifiées mais le procédé mis en place a alors permis de les maîtriser en partie. / Solid state fermentation (SSF) is a biotechnological process particularly well adapted to the treatment of vegetable biomass. This technology adjustable to industrial scale, is adapted to current challenges in animal nutrition by developing fermented products in order to improve the quality of raw materials from a nutritional and functional point of view. The work presented in this thesis considers these issues using rapeseed meal from the oil crushing industry.A first screening study highlighted several fungal strains based on their growth performance and protein enrichment (total and digestible) of the substrate. Levels similar to those of soybean meal, the main protein source in animal nutrition, have also been reached. An interesting biological activity was then reported in vitro on immune cells. To date, this way has never been investigated concerning solid state culture. The presence of fungal immunomodulatory compounds as β-glucan confers added value to the fermented product. Recently, there has been growing interest in natural immunomodulators as they represent an alternative to the use of antibiotics for growth promotion in food animal production. SSF process optimization improved the growth performance of the strain A. sojae and helped to determine the best strategy to maintain optimum growth conditions at larger scale in the deep-bed pre-pilot reactor. Complications related to the fine particle size of the rapeseed meal and the changes in microbiological quality during fermentation under non-sterile conditions were also identified and partially controlled by the process.

La pollution de l’environnement est un problème croissant à l’échelle mondiale. La phytoremédiation est une technique in situ qui utilise les plantes et les micro-organismes qui leur sont associés pour extraire, dégrader ou immobiliser les contaminants environnementaux. Il s’agit d’une méthode moins coûteuse et moins nocive pour l’environnement que les autres techniques de restauration conventionnelles. Le cuivre est un élément trace (ET) souvent trouvé dans les friches industrielles ; il est peu mobile en raison de sa forte liaison avec la matière organique et les particules d’argile. Lorsqu’il est présent en excès, il est nocif pour la flore et la faune. Nous avons mené une expérience en conteneurs impliquant deux espèces distinctes, Brassica napus L., une plante agricole cultivée en grande quantité au Canada et Salix nigra 'S05', une espèce ligneuse à croissance rapide originaire du sud-est du Canada qui ont été cultivées ensemble ou séparément. Le but était de comparer leur potentiel de phytoremédiation de sol contaminé avec du cuivre suivant différentes concentrations. Pour les deux espèces, le cuivre était présent en plus grande quantité dans les racines. Nous avons constaté que la polyculture, en plus de produire le plus de biomasse en général, permettrait la stabilisation et l’extraction maximale de Cu et que l’arrachage de la plante entière serait le moyen le plus efficace d’assurer l’élimination maximale de Cu du sol. De nouvelles expériences devront être effectuées, car le déracinement des plantes présente de nouveaux défis et de nombreux autres facteurs doivent être étudiés et pris en considération. / Environmental pollution is a growing problem on a global scale. Phytoremediation, an approach that uses plants and their associated microorganisms to extract, degrade or immobilise environmental contaminants, is cheaper and less harmful to the environment compared to other conventional remediation techniques such as excavation. Furthermore, phytoremediation can help restore the ecological integrity of an ecosystem and allows for the revegetation of the sites. Copper is a trace element (TE) often found in brownfields which has a low mobility partly due to its strong bond with organic matter and clay particles. When present in excess, Cu is harmful to both flora and fauna. We experimented with two distinct species, B. napus L., an crop species which is grown in large quantities in Canada and S. nigra ‘S05’, a fast-growing woody species native to south eastern Canada in order to compare their phytoremediation potential in various levels of copper-contaminated soil when grown together or in monoculture. For both species, the copper was present in greater quantities in the roots as expected. We observed that the polyculture, in addition to producing the most overall biomass, would allow for the maximum stabilization and extraction of Cu of all treatments and that the removal of the entire plant would be the most efficient way of ensuring Cu removal from the soil. Further experiments will have to be done since the uprooting of plants would present new challenges and multiple other factors would have to be studied and taken into consideration.

Ce travail se situe dans le cadre des recherches du laboratoire sur un procédé d’extraction et desextraction, qui implique trois phases liquides, deux phases aqueuses et une phase organique. La faisabilité d’un tel procédé passe par le choix de la phase organique et par l’étude des équilibres mis en jeu lors du processus d’extraction.Le principal objectif concerne : la récupération et la concentration de phénol contenu dans une solution aqueuse, en utilisant un pertracteur à disques tournants alternatifs en régime batch, semi-batch et continu. Par un mécanisme du transfert de matière entre les phases, le phénol passe de la phase aqueuse d’alimentation vers la phase organique puis de la phase organique vers la phase aqueuse réceptrice.La faisabilité de la méthode est testée en mode fermé. Nous étudions l’influence de certains paramètres : tels que la concentration du phénol, la variation de pH de la phase d’alimentation, la vitesse de rotation des disques et le volume de la phase organique, sur l’évolution du transfert du phénol entre les phases. Une solution aqueuse à pH 2, ayant une concentration en phénol égale à 50, 100 ou 300 mg.L-1, est mise en contact avec de l’huile de colza, qui est elle-même en contact avec une solution aqueuse à pH 13. Les résultats montrent qu’au bout de six heures de fonctionnement, 70% à 99% du phénol contenu initialement dans la solution aqueuse à pH 2, se trouve dans la phase aqueuse à pH 13.Afin de récupérer et de concentrer le phénol dans la phase réceptrice, nous avons réalisé des expériences dans le pertracteur fonctionnant en mode semi-ouvert et en mode ouvert.En système semi-ouvert, l’influence de trois paramètres est étudiée : la concentration initiale de phénol, la vitesse de rotation des disques et le débit de la phase d’alimentation. En système ouvert, seul l’influence du débit à la phase aqueuse est analysée. Enfin, grâce à la modélisation basée sur la théorie du double film, nous avons estimé l’ordre de grandeur des coefficients de transferts de matière partiels pour différentes vitesses de rotation en système fermé. / This work is focused on a pertraction process, coupling extraction and stripping steps in the same apparatus and involving three liquid phases, two aqueous phases and one organic phase. The process feasibility requires the choice of a appropriate organic phase (membrane) and a phase equilibria studies.The main objective was recovery and concentration of phenol contained in dilute aqueous solutions using a rotating discs pertractor in batch, semi-batch and continuous mode. The phenol is transferred from the feed phase (aqueous phase) through the membrane (organic phase) in the receiving phase (aqueous phase).The feasibility of the method is tested in a batch system. We studied the influence of some parameters such as the phenol concentration, the feed pH, the discs rotational speed and the volume of the organic phase. An aqueous solution at pH 2 (feed) with a phenol concentration equal to 50, 100 and 300 mg.L-1, is placed in contact with rapeseed oil (liquid membrane), that is itself in contact with an aqueous solution at pH 13 (receiving phase). The obtained results show that after 6 hours, 70% to 99% of phenol initially contained in the aqueous solution at pH 2, is transferred in the aqueous phase at pH 13.To concentrate phenol in the receiving phase, we performed experiments in semi-batch and continuous mode.In semi-batch system, the influence of three parameters is studied: the feed concentration, the discs rotation speed and the feed flowrate. In open system, (continuous mode), only the influence of the aqueous phases flowrates is analyzed.Finally, using mass transfer model based on a double film theory, we estimate the partial mass transfer coefficients for three phases at different rotation speeds in batch system.

Environmentally friendly lubricants are in demand in response to the rising concerns and restrictive legislation that surround the use of mineral oil lubricants. One area of importance is understanding the service life of the environmentally friendly base oils of these non-toxic, biodegradable and renewable alternatives. The service life of a lubricant is directly influenced by its degradation behavior, especially oxidation.  In this research, selected environmentally friendly base oils; Glycerol, Rapeseed oil, Polypropylene glycol, Polyethylene glycol, Bis(di-2-ethyl hexyl) sebacate, Squalene and reference mineral oil; paraffin,  were subjected to thermo-oxidative ageing at 150oC. The changes in the chemical structures of the samples were followed using Spectroscopic, chromatographic, rheological and corrosivity studies. Tribological tests were also carried out to quantify the changes in these lubricants. The results obtained showed that the thermal oxidation affected the physicochemical properties and the lubricating ability of the base oils. However, each base oil degraded distinctly to the accelerated ageing conditions.

L’apport de graines oléagineuses dans la ration de la vache laitière pendant 1 à 3 mois pourrait améliorer la qualité nutritionnelle du lait, mais également pénaliser dans certains cas les performances zootechniques. Peu de données sont disponibles sur les effets de ces stratégies alimentaires sur de plus longues périodes. L’objectif de cette thèse est de quantifier au cours de 2 lactations consécutives, les effets de supplémentations en lin ou en trois différentes formes de colza de rations à base d’herbe conservée en hiver et pâturée en été sur les performances zootechniques de la vache laitière et la composition fine en acides gras du lait. Les effets des suppléments étudiés persistent au sein de chaque période (hiver et été) et sont répétables d’un été à l’autre. Ils sont par ailleurs similaires à ceux observés lors d’études de durée plus courte (1 à 3 mois). Ces stratégies ne permettent pas d’améliorer les performances zootechniques et diminuent parfois le taux protéique du lait, notamment en hiver. Toutefois, elles réduisent les teneurs du lait en acides gras saturés au profit de l’acide oléique et, dans le cas du lin de l’acide α-linolénique. Ces modifications peuvent être considérées comme une amélioration de la qualité nutritionnelle du lait. Cependant, le lin extrudé et le tourteau de colza gras augmentent les acides gras trans et les suppléments diminuent souvent l’acide ruménique du lait au pâturage. La distribution des isomères des acides gras insaturés cis et trans du lait dépend du type de graine et du niveau d’amidon de la ration, mais pas de la forme d’apport du colza, qui influence toutefois l’amplitude des effets observés. Par ailleurs, l’analyse détaillée du profil en acides gras du lait a permis de mieux comprendre le métabolisme des acides linoléiques et linoléniques conjugués, en lien avec la lipogenèse mammaire. / Addition of oilseed supplements to dairy cow diets for 1 to 3 months may improve the milk nutritional quality, but detrimental effects on animal performance may also occur. However, data is scarce on long-term effects of these nutritional strategies. The objective of this thesis was to quantify the effects of extruded linseed and three forms of rapeseed-derived supplements on dairy cow performance and detailed milk fatty acid composition, during 2 consecutive lactations. Basal diet was conserved grass during winter and pasture during summer. Oilseed supplements effects persist within each period (winter and summer) and are repeatable between the 2 summer periods. Long-term effects observed over 2 consecutive lactations are similar to those observed during short-term (1 to 3 months) studies. These oilseed-derived supplements not improve dairy cow performance, but decrease the milk protein content in some instances, especially during winter period. Nevertheless, oilseed supplementations reduce milk saturated fatty acid content and increase milk content in oleic acid and with linseed in α-linolenic acid. Such changes could be considered as an improvement of the milk nutritional quality. However, extruded linseed and fat-rich rapeseed meal increase milk trans fatty acid content, and oilseed supplements often decrease milk rumenic acid at pasture. Isomer distribution of cis and trans unsaturated fatty in milk fat is dependent on the oilseed nature and diet starch content, but not on the rapeseed form. However, rapeseed form modifies the magnitude of observed effects. Furthermore, the detailed analyses of milk fatty acid profile allowed to explore conjugated linoleic and linolenic fatty acids metabolism, and their relationship with mammary lipogenesis.

<p>The development of the metabolic syndrome (MetS) and cardiovascular diseases have been suggested to be influenced more by the quality than the amount of dietary fat. The FA composition of serum lipids may be used as biomarkers of dietary fat quality. FAs can, however, also be endogenously synthesized by lipogenic enzymes such as elongases and desaturases. Three desaturases are important in humans: Stearoyl-CoA-desaturase (SCD), ∆6-desaturase (D6D) and ∆5-desaturase (D5D) and surrogate measures of desaturase activities can be estimated as product-to-precursor FA ratios.</p><p>In this thesis, we demonstrated that high SCD, D6D and low D5D estimated activities predicted MetS 20 years later, as well as cardiovascular and total mortality during a maximum of 33.7 years. The relation between D5D and MetS was independent of lifestyle and BMI, while the relation between SCD, D6D and MetS was confounded by BMI. Serum proportions of palmitic (16:0), palmitoleic (16:1) and dihomo-γ-linoleic acids were higher and the serum proportion of linoleic acid (LA) lower at baseline in those individuals who developed MetS. Further, LA was inversely related to mortality, while palmitic, palmitoleic and dihomo-γ-linoleic acids were directly associated with mortality. We also demonstrated that a diet rich in saturated fat “induced” a similar serum FA pattern (including estimated desaturase activities) that was associated with MetS, cardiovascular disease and mortality. We also propose that the SCD ratio [16:1/16:0] might be a novel and useful marker of dietary saturated fat, at least in Western high-fat diets. Finally, genetic variations in the human SCD1 gene were linked to obesity and insulin sensitivity, results that agree with data in SCD1 deficient mice.</p><p>This thesis suggests that dietary fat quality and endogenous desaturation may play a role in the development of metabolic and cardiovascular diseases and the results support current dietary guidelines.</p>