Cette étude est consacrée à l'élaboration de vernis d'enrobage composites constitués d'une fine dispersion de matériau hydrophobe dans une matrice de polymère. Ce type de matériau est appliqué à la surface de particules alimentaires, grâce à un procédé de pulvérisation en lit fluidisé, afin d'assurer la protection de ces particules vis-à-vis d'atmosphères humides. Nous avons développé un protocole de formulation, des vernis d'enrobage et des outils de caractérisation des dispersions liquides mais également des vernis secs sous forme de films minces. Nous avons étudié l'influence des paramètres liés au protocole de formulation et à la composition sur la stabilité de la dispersion, sur les propriétés d'usage des films d'enrobage secs mais également sur les interactions entre les différents constituants. A partir de l'ensemble de ces résultats, deux formulations ont été retenues. Afin d'étudier l'influence des conditions séchage sur les propriétés des films d'enrobage, nous avons conçu une veine de séchage convectif. Les résultats ont montré que la morphologie et les propriétés des films secs sont essentiellement pilotées par la période de séchage à vitesse décroissante, lorsque la cinétique d'évaporation du solvant est limitée par la diffusion de celui-ci à travers le film de vernis. De plus, nous avons observé que l'augmentation de la température de séchage, notamment pour des températures de séchage proche de la température de fusion des composés fusibles des vernis (40°C pour le PEG 1500 et 55°C pour l'acide stéarique), induit des transformations morphologiques importantes des films. L'apparition de cette nouvelle morphologie provoque une amélioration notable des possibilités de déformation des films secs sans modifier leurs propriétés barrières. / This study deals with the elaboration of a composite coating agent made of a fine dispersion of a hydrophobic material in a polymeric solution. Such material is applied on particles surface, thanks to a fluidised bed pulverization, to ensure their protection from wet atmosphere. We have developed a formulation protocol, coating agents and characterization tools of liquid formulation and dry thin coating films. These tools allow us to assess the influence of formulation and composition parameters on dispersion stability, valuable film properties and on interactions between film components. Thanks to these experiments, two formulations have been developed. To study the drying parameters impact on coating agent properties, a convective dryer have been designed. Dry films morphology and properties strongly depend on fallen drying rate period when solvent evaporation is limited by its diffusion through the wet film. Furthermore, we have observed that the drying temperature rise induces film morphology transformation, especially with drying temperature close to melting temperature of film fusible components (40°C with PEG 1500 and 55°C with stearic acid). This new morphology causes a great increasing of film plastic properties without endangered their barrier properties.

La maîtrise de la fabrication de films de suspension colloïdale par évaporation constitueencore à ce jour, un véritable verrou scientifique pour l’élaboration des matériaux. Le séchage desuspensions colloïdales entraine souvent des défauts de surface et de volume dans le film. Lorsque lesparticules sont molles, les films sont continus mais présentent des défauts de plissement de surface.Lorsque les particules sont dures (latex vitreux, silice..), le film se fissure et se délamine. Ces défautssont souvent liés aux contraintes résiduelles dans le gel à la fin du séchage qui sont dues à la pressioncapillaire causée par la déformation des ménisques d’eau à la surface des films. Par contre on neconnait pas encore l’échelle de taille où agit la contrainte ni la relation entre la contrainte et la périodedes craquelures.Dans ce travail de thèse, nous étudions la morphologie des craquelures dans des films dedivers mélanges de suspensions colloïdales, élaborés par séchage. Ces mélanges sont composés departicules dures (polystyrène et PBMA réticulés) et molles (PBA et PBMA). La structurenanométrique de ces mélanges est caractérisée par diffusion de neutron et par turbidité. Nousdisposons de mélanges avec diverses structures et divers états de dispersion. Certains mélangescontiennent des particules dispersées à l’échelle nanométrique (l’ordre de grandeur est celle de la tailledes particules - 50 nm) alors que d’autres contiennent des particules agrégées. L’étude de lamorphologie des craquelures est réalisée sur des gouttes sessiles avec séchage à la surface libre. Descraquelures radiales périodiques sont observées lors du séchage. Nous observons que la période descraquelures augmente avec l’augmentation de la fraction en particules molles et de la température maistoute en conservent la périodicité. Nous avons mis en évidence que le rapport : période des craqueluressur l’épaisseur des films λ/h est le seul paramètre qui décrit parfaitement la morphologie descraquelures pour un séchage au niveau d’une surface libre. Nous avons aussi démontré que ce rapportλ/h ne peut pas descendre au-dessous de 2 même dans le cas de particules vitreuses. Le séchage induitde fortes contraintes résiduelles dans le gel qui permettent à certaines fibres situées entre deuxcraquelures de délaminer radialement. Ce phénomène de délamination s’estompe avec la dissipationdes contraintes. Nous avons démontré que le modèle mécanique de Russel ne permet pas de décrire lapériode de craquelures loin de la contrainte critique. Nous proposons ainsi dans le cadre de notretravail, un autre modèle plus à même à caractériser la périodicité de ces craquelures. Nous avonsremarqué que les propriétés du substrat n'ont aucune incidence sur la morphologie des craquelures. Letaux d'évaporation modifie la morphologie des craquelures, où dans le cas d’un séchage rapide, onobtient des fibres décollées longues unidirectionnelles tandis que pour le cas d’un séchage lent, onassiste à la formation de craquelures non décollées avec apparition de craquelures secondairestransverses. / Controlling the production of colloidal suspension films by evaporation is still, nowadays, atruly scientific obstacle for materials development. The drying of colloidal suspensions leads often tosurface and volume defects in the film. When the particles are soft, films are continuous but haveseveral folding surface defects. However, when the particles are hard (glassy latex, silica,...), the filmtends to crack and to be delaminated. These defects are often associated with residual stresses in thegel at the end of drying, due to the capillary pressure caused by the water menisci deformation at thefilm surface. Nevertheless, neither the size scale where constraint acts nor the relation between stressand cracking time were known.In this thesis we present the study of cracks morphology observed in films of differentcolloidal suspension mixtures obtained by a drying process. These mixtures are composed of hard(polystyrene crosslinked PBMA) and soft (PBA and PBMA) particles. The nanometric structure ofthese mixtures is obtained through neutron scattering and turbidity studies. We have mixtures withdifferent structures and different states of dispersion. While some mixtures contain dispersed particlesat a nanoscale, with an order of magnitude same as the particles size - 50 nm, some others containaggregated particles. The study of cracks morphology is performed on sessile drops by drying at thefree surface. Periodic radial cracks are observed during drying. We also observe that cracks periodincrease with the increment of soft particles fraction and temperature, but keeping constant itsperiodicity. We have demonstrated that the ratio: crack period between film thickness, i.e. λ/h, is theonly parameter that describes perfectly cracks morphology for a drying process at a free surface. Wealso demonstrated that this relation (λ/h) couldn’t decrease below 2 even in the case of glassy particles.Drying process induces high residual stresses in the gel, allowing to some fibers located between twocracks to delaminate radially. This delamination phenomenon fades with dissipation constraints. Wehave also established that the Russel’s mechanical model does not describe the period of cracks nearthe critical stress. Therefore, in this work we propose another model able to characterize theperiodicity of the cracks. We noticed that the properties of the substrate did not affect cracksmorphology. The evaporation rate changes the morphology of cracks, which in the case of a quickdrying it is possible to obtain unidirectional long loose fibers. However, for a slow drying, we arewitnessing the formation of not protruding cracks with the apparition of secondary transverse cracks.

Cette thèse présente un travail sur l’obtention d’aérogels d’HDL par séchage en conditions CO2 supercritique et l’élaboration de nouveaux bionanocomposites formés par la coprécipitation d’hydroxydes doubles lamellaire (HDL) dans l'espace confiné des billes d'alginate. Grâce à la combinaison d’une synthèse par coprécipitation Flash et d’un séchage en conditions supercritiques au CO2, des aérogels d’HDL possédant des surfaces spécifiques élevées sont élaborés. Parallèlement, l’alginate est utilisé comme une matrice de confinement pour la précipitation inorganique d’HDL. D’une part, les billes d'alginate sont synthétisées par complexation des ions Ca2+ et la coprécipitation des phases HDL s’effectue en réalisant des imprégnations successives de réactifs. D’autre part, des billes d'alginate sont formées directement en présence des cations divalents (Mg2+, Ni2++, Co2+, ...) et des cations des métaux trivalents (Al3+), précurseurs des composés inorganiques. La coprécipitation des HDL se produit dans ce cas lors d'une étape d'imprégnation dans une solution d'hydroxyde de sodium. Tous les composés HDL, aérogels ou encore bionanocomposites sont caractérisés en détail par DRX, spectroscopie IR, MEB/MET, adsorption/désorption d’azote et ATG/DTG, pour obtenir un meilleur aperçu de la structure des particules, de leur taille et de leur morphologie. Des études menées sur l’adsorption de la trypsine pour les aérogels ou encore sur les performances d’électrodes modifiées HDL-alginate ont permis de montrer qu’il était possible d'améliorer les performances des HDL en augmenter leur porosité et en élaborant des bionanocomposites. / In this work, we investigated both the use of CO2 supercritical drying conditions and the use of biopolymer to modify the growth and aggregation of inorganic Layered Double Hydroxide (LDH) particles. Indeed, one possibility to enhance their performances is to increase the LDH porosity and to design them as nanostructured open structure. Thanks to the combinaison of fast coprecipitation and CO2 supercritical drying, highly porous LDH aerogels were obtained with enhanced textural properties. In parallel, the coprecipitation of Layered Double Hydroxides (LDH) in the confined space of alginate beads is reported. In our approach, Alginate acts as a template to support and confined the inorganic precipitation. In one hand, beads made of Alginate are synthesized by complexation of Ca2+ ions and LDH phases are coprecipitated using successive impregnations of reactants. In another hand, Alginate beads are formed directly in presence of the divalent (Mg2+, Ni2+, Co2+,…) and trivalent metal cations (Al3+), precursors of the inorganic compounds. LDH coprecipitation then occurs during a further impregnation step in a sodium hydroxide solution. All the LDH aerogels and LDH nanocomposites beads are deeply characterized using XRD, SEM/TEM, FTIR spectroscopic, adsorption/desorption of nitrogen and TGA/DTG to get better insight on particle structure, size and morphology Aerogels display enhanced adsorption behavior toward trypsine immobilization whereas a net improvement of the electrochemical response is noticed for the NiAl based bionanocomposites prepared by confined coprecipitation into Alginate.

La thèse porte sur une nouvelle classe de polymères à architecture en brosse, synthétisés à l'échelle industrielle et utilisés comme additifs dans les suspensions colloïdales pour le couchage du papier. Le polymère en brosse contrôle la déshydratation et le séchage des suspensions ce qui permet d'obtenir des revêtements d'une qualité incomparable. L'objectif est de modéliser sur un plan fondamental le rôle fonctionnel des polymères en relation avec les performances en application. Dans une première partie nous étudions leurs propriétés physicochimiques, structurales et rhéologiques en solution en discutant les spécificités dues à l'architecture en brosse. Dans une seconde partie nous analysons à l'aide d'un dispositif expérimental original les propriétés de rétention d'eau apportées par les polymères. Dans une troisième partie nous étudions le séchage de suspensions de carbonate de calcium sur des substrats solides, qui conduit en général à des motifs hétérogènes dits en " anneau de café ". Nous avons découvert que les polymères en brosse à très faible concentration suppriment ces défauts de séchage de façon remarquable. Le nouveau mécanisme physique à l'¿uvre, que nous appelons effet Marangoni auto-induit, résulte des propriétés interfaciales des polymères et de leurs interactions spécifiques avec les particules de carbonate de calcium. Pour conclure nous établissons un lien entre les propriétés de rétention d'eau et l'inhibition des défauts de séchage. Nous démontrons alors le caractère générique de nos résultats en les transposant à une suspension biologique, le sang, où les polymères pourraient présenter un intérêt dans le traitement de pathologies cardiovasculaires. / This work focuses on a new class of bottlebrush polymers, synthesized on an industrial scale and used as additives in colloidal suspensions for paper coatings. The bottlebrush polymer controls the dehydration and drying of the suspensions, and leads to coatings of outstanding quality. Our aim is to model the functional role of these polymers from a fundamental perspective in relation with applicative performances. In a first part we study their physicochemical, structural and rheological properties in solution, emphasizing the specificities due to the brush architecture. In a second part we implement an original experimental setup to analyze the water retention properties brought by the polymers. In a third part we study the drying of calcium carbonate suspensions on solid substrates, which in general forms to heterogeneous patterns called “coffee-rings”. We discovered that at very low concentration, bottlebrush polymers remarkably suppress these defects. We call auto-induced Marangoni effect the new physical mechanism at work. It results from the interfacial properties of the polymers and their specific interactions with calcium carbonate particles. To conclude, we establish a link between water retention properties and drying defect inhibition. We demonstrate the generic character of our results which can be transposed to a biological suspension, blood, where these polymers could be of interest for cardiovascular disease treatment.

Mon projet de thèse a été réalisé en partenariat avec l'entreprise BioMérieux, qui produit des milieux de culture à base de gel d'agar coulés dans des boîtes de Pétri à destination du secteur biomédical. Ces gels, remplis d'eau à 95 %, sont susceptibles d'en relâcher par évaporation ou sous l'effet d'une perturbation externe. Le gel se contracte et peut se détacher des parois de la boite lors de la production ou lors de leur incubation. Ma thèse a consisté à identifier les paramètres clefs qui influent sur la contraction de ces milieux de culture aussi bien au niveau de la composition du gel que des propriétés de surface des parois de la boîte de Pétri. Ce travail expérimental m'a permis d'associer un panel de techniques originales comme la rhéologie à force normale contrôlée, une centrifugeuse, l'interférométrie ou encore la méthode flot optique. J'ai ainsi mis à jour les moteurs du détachement du gel des parois des boîtes et identifier des solutions concrètes pour y remédier / My PhD work was carried out in partnership with the company BioMérieux, a leader int he production of agar-based culture media, cast in Petri disches and used in microbioly. Being mainly composed of water (>95 % wt.), agar gels are naturally prone to solvent-loss by evaporation either at rest or under an external perturbation. As a result, the gel shrinks and detaches from the sidewall fo dish. The goal of my PhD work was to identify the key paramters driving the gel detachment, in relation with both the gel chemical composition, as well as the dish surface properties. This expzrimental word has allowed me to use a wide array of thecniques such as normal force controlled rheology, intererometric observations, or optical flow analysis applied to the gel deformation. I succesfully unravelled the driving forces that lead to the gel detachment from the sidewall of the dish and proposed concrete solutions to be implemented on a commercial scale to prevent il.

Les matériaux réfractaires non façonnés dense (MRNF) prennent une part de plus en plus importante aussi bien en cimenterie, fonderie, sidérurgie, ... Principalement constitués d’agrégats à base d’alumine, de magnésie, de spinelle, … ils constituent des matériaux de faible perméabilité contenant une teneur résiduelle en eau de 4 à 6 %. Leur séchage avant leur première utilisation est une opération critique qui conditionne leur durée de vie. D’une part, mal conduit, il peut du fait des endommagements occasionnés, réduire considérablement la durée de vie des installations. D’autre part, certaines conditions de séchage conduisent à une véritable destruction de nature explosive du matériau correspondant à une élévation brutale de la pression interne (accompagnant l’élévation de la pression de vapeur saturante de l’eau avec la température). Le travail a permis de se familiariser avec les matériaux réfractaires non-façonnés à l’aide d’une caractérisation thermomécanique complète menée entre la température ambiante et 500 °C, de comprendre les mécanismes mis en jeu lors de leur séchage, d’une part, par une expérimentation et, d’autre part, en les reproduisant en s’appuyant sur un transfert simultané de chaleur et de masse en milieu poreux. Et enfin, il a permis d’étudier l’impact d’un ajout de fibres polymère sur une caractéristique qui gère l’évacuation de l’eau, la perméabilité, et plus généralement sur le séchage / Castable refractories take a more and more important place in various industries: cement factory, casting, iron and steel making. They consist mainly of aggregates of high-alumina and ultra-low cement. Their permeability is very low and they contain before the first heat-up a residual water content of 4 to 6 % (dry basis). Drying during the first heat-up is a crucial step which sharply influence the refractory in-service performances. On one hand, damaging can occur, and as a consequence will reduce drastically the life time of the plants. On the other hand, particular drying conditions can lead to an explosive spalling of the refractory corresponding to an internal gas pressure steep raise linked to the water saturated vapour pressure raise with temperature. First, a complete thermomechanical characterization between ambient temperature and 500 °C of the unshaped refractory materials has been conducted. Then the mechanisms involved during their drying, on one hand, by an experiment and, on the other hand, by using a simultaneous heat and mass transfer model in porous media have been studied. And last, the impact of adding polymer fibers has been analysed both on the concrete permeability as well as their influence on drying

Le séchage est un procédé de transformation largement répandu dans le monde qui permet d'augmenter significativement la durée de conservation des denrées alimentaires et d'apporter une valeur ajoutée aux produits. Le traitement thermique appliqué lors de cette opération peut causer des modifications physiques, chimiques et biochimiques aboutissant à des altérations des qualités nutritionnelles et organoleptiques des produits séchés. La couleur est le premier attribut perçu par le consommateur et est généralement corrélé à une représentation de la qualité globale du produit. La maîtrise du brunissement est donc capitale pour préserver le potentiel commercial des produits alimentaires. La filière mangue séchée biologique du Burkina Faso constitue le cadre d'étude de ces travaux de thèse axés sur la compréhension des phénomènes impliqués dans le brunissement des mangues au cours de l'opération de séchage et pendant le stockage. L'objectif principal est d'identifier les paramètres majeurs influant sur le brunissement enzymatique et non-enzymatique afin de proposer des voies d'amélioration de la qualité du produit pertinentes. Une approche expérimentale permettant d'étudier les effets spécifiques de la température et de l'activité de l'eau indépendamment des autres paramètres nous a permis d'identifier les points critiques du procédé induisant des altérations de la couleur. / Drying is a world common transformation process which significantly increase the food shelf-life and the added value of the products. The heat treatment applied during this operation can provoke physical, chemical and biochemical modifications resulting to alterations in nutritional and organoleptic properties of dried products. Color is the first property perceived by the consumer and is generally correlated with a global representation of product quality. Browning knowledge is essential to conserve the commercial potential of food. Dried mango sector in Burkina Faso constitute a part of my course thesis based on the understanding of phenomena involved in the mango browning during drying process and then during the storage. The global objective is to identify the main parameters affecting the enzymatic and non-enzymatic browning in order to propose optimized technological ways improving the final quality of the dried mango products. Experimental approach offering possibility to study temperature and water activity specifics effects independently to other parameters allowed us to identify critical points of the process occurring color variations.

Le Douglas sera la première essence résineuse en France dans les 10 ans à venir, avec des volumes commercialisables de l’ordre de 3 millions de m3/an. Sa valorisation par déroulage se heurte à deux caractéristiques défavorables de son duramen (une humidité à l’état vert proche du point de saturation des fibres (entre 30 et 40%) et une très mauvaise imprégnabilité à l’eau. Ceci rend ce bois très difficile et très long à chauffer par bouillottage avant déroulage. La matière ligneuse étant un bon isolant thermique, l’eau libre constitue généralement le milieu chauffant privilégié dans l’opération d’étuvage préalable au déroulage. Le temps de chauffe dans le cas du Douglas est doublé voire triplé par rapport à d’autres essences plus humides. Cela se traduit par un gaspillage énergétique et une immobilisation de stocks accrue. En vue d’améliorer la cinétique d’imprégnabilité de bois rond de Douglas, nous avons testés un certain nombre de modalités d’imprégnation à deux échelles différentes. À l’échelle de paillasse, des barreaux de 20 mm (R) x 20 mm (T) x 120 mm (L) prélevés dans le duramen, ont subis différents essais de trempage en faisant varier la température de l’eau, la durée du trempage, le type de refroidissement. Certaines modalités ont été répétés en plaçant le bain sous ultrason (fréquence 20 kHz, puissance 400 W) et pour d’autres en ajoutant un tensio-actif dans l’eau ou procéder à un séchage (thermique, naturel, vide) préalable des éprouvettes. Après chaque essai, la reprise d’eau a été quantifiée par double pesée. Nous avons montré un effet de bord répétable sur toutes les modalités mais aucune de celles-ci ne permet une amélioration significative de la reprise en eau du duramen sauf pour le cas du séchage préalable qui a profondément amélioré l’imprégnabilité. La transposition des traitements à l’échelle industrielle sur des billons de 50 cm de longueur et 20 cm de diamètre a montré l’efficacité du séchage préalable sur la capacité du bois d’être pénétré par l’eau, mais insuffisante pour améliorer significativement les conditions de déroulage. Le suivi de l’imprégnabilité par scanner à rayons X a confirmé la persistance de l’hétérogénéité de la répartition d’humidité sur toutes les modalités d’expériences réalisées. Les observations par microscopie confocale à balayage laser (CLSM) ont montré que le processus de séchage à 103°C, a généré des micro-fissures dans les parois cellulaires des ponctuations. Les essais de déroulage réalisés sur les billons issus des différentes modalités étudiées n’ont montré aucune différence de comportement aussi bien en termes d’efforts de coupe qu’en qualité des placages obtenus / In the ten next years, Douglas-fir will be the main softwood resource harvested in France. It its valorization by peeling comes up against two of its particularities that complicate boiling efficiency: (i) the heartwood has a MC near FSP (30 to 40%) i.e. there is near no free water into tracheid (ii) it is impossible to impregnate this heartwood at atmospheric pressure with water. As a result, wood material being a very efficient insulator material, boiling of Douglas-fir prior to peeling for veneer production will take a very long time, free water being the main medium allowing heat transfer into green wood. Wood is a good thermal insulator, free water is generally preferred in the heating operation steaming prior peeling. Heating time in the case of Douglas is doubled or tripled compared to others species. This results in wasted energy and increased immobilization stocks. In order to improve the kinetics of impregnability of Douglas heart wood, we tested a number of methods of impregnating at two different scales. At the bench scale, samples with 20 mm (R) x 20 mm (t) x 120 mm (L) taken from the heartwood, have suffered from various tests by varying the soaking water temperature, duration soaking, the type of cooling. Some terms were repeated by placing the bath in ultrasound (frequency 20 kHz, power 400 W) and others by adding a surfactant in water or to drying samples, (thermal, natural, vacuum) prior impregnation . After each test, the water uptake was quantified by double weighing. We showed a repeatable board effect across all categories but none of them allows a significant improvement in the water uptake heartwood except drying that profoundly improved the moisture content of samples. The transposition to the industrial scale processing on ridges (50 cm long and 20 cm in diameter) showed the effectiveness of prior drying on the ability of wood to be penetrated by the water, but insufficient to significantly improve the peeling conditions. X-ray scanner observations confirm the persistence of the heterogeneity of the moisture distribution across all categories of experiments. The confocal laser scanning microscopy (CLSM) showed that the drying process at 103 ° C, generated microcracks in the cell walls of the pits. The tests performed on the peeling logs from different modalities studied showed no difference in behavior both in terms of cutting forces and quality veneers obtained

Il est généralement admis que la qualité des vins et des eaux de vie dépend de leur vieillissement au contact du bois de chêne. La sélection du bois de chêne et sa maturation constituent des étapes essentielles dans la fabrication de barriques. Compte tenu des nombreux facteurs impliqués dans le choix de la matière première et dans la phase de séchage naturel du bois de chêne, il est très complexe de déterminer l’impact de la durée de séchage et l’incidence des facteurs de sélection combinés. Nous avons pu mettre en œuvre un plan d’essai qui nous a permis d’étudier l’évolution de la composition chimique du bois de chêne pour quatre stades de séchage : bois frais, 12 mois, 18 mois et 24 mois. Pour ce plan d’essai, l’échantillonnage a été réalisé en prenant en compte trois facteurs de sélection d’intérêt en tonnellerie : l’âge du bois, le type de grain et la classe d’Indice Polyphénolique mesurée par Oakscan®. En plus de la partie extractible (~10%), trois polymères constituent la majeure partie (~90%) du bois de chêne : la cellulose, les hémicelluloses et les lignines. Ces composés sont susceptibles de subir des hydrolyses ou des réactions chimiques au cours des différents processus de tonnellerie et notamment lors de la chauffe, libérant ainsi des composés aromatiques ou certains précurseurs aromatiques ayant un véritable intérêt sensoriel pour le vin vieilli en fût ou en contact avec du bois de chêne. Aucune étude n’a, à ce jour, montré un lien entre les proportions de ces composés dans le bois de chêne et l’impact au niveau chimique et organoleptique dans des vins élevés au contact de bois de chêne. Nous avons pu montrer que leurs proportions évoluent de façon significative au cours du séchage du bois de chêne et nos résultats soulignent l’incidence des différents facteurs de sélection. Respectivement, les proportions en composés extractibles, lignines, hémicelluloses et cellulose apparaissent majoritaires aux stades bois frais, 12 mois, 18 mois et 24 mois de séchage. La mise en place d’un plan d’essai sur un vin de Merlot à partir d’un deuxième échantillonnage de bois de chêne, selon les mêmes modalités que le plan d’essai sur bois, nous a permis d’évaluer l’impact du temps de séchage du bois sur la composition chimique d’un vin élevé au contact de morceaux de bois de chêne. Les résultats ont montré entre autres une baisse de près de 8% de teneur en ellagitanins moléculaires du vin entre les modalités 12 et 24 mois de séchage mais aussi des impacts sur les concentrations en composés volatiles du vin : les aldéhydes furaniques sont corrélés positivement à des temps de séchage longs (18 et 24 mois), tandis que les aldéhydes phénoliques le sont avec un temps de maturation plus court (12 mois). Nos résultats soulignent aussi l’influence des facteurs de sélection sur la composition chimique du vin. Sur le même vin de Merlot, la réalisation d’analyses sensorielles a mis en évidence des différences significatives perçues par notre panel entre les modalités de séchage 12 et 24 mois, tandis que les modalités 18 et 24 mois n’ont pas été distinguées lors de tests triangulaires. Des profils sensoriels ont également été établis pour tenter d’associer les différences perçues à un ou plusieurs descripteurs. Pour cette épreuve, les résultats soulignent la difficulté pour notre panel de dégustateurs de s’accorder sur l’existence d’une différence globale et significative entre les modalités 12 et 24 mois. Cependant, ils contribuent à expliquer les différences mises en évidence lors des tests triangulaires pour certaines modalités de séchage pour les descripteurs grillé/fumé, amertume, astringence, rondeur en bouche et perception sucrée. / It is widely accepted that alcoholic beverages quality depends on their ageing in premium quality oak wood. Oak wood selection and maturation are essential steps in the course of barrel fabrication. Given the existence of many factors involved in the choice of raw material and in natural seasoning of oak wood, it is very difficult to determine the real impact of seasoning and selection factors on oak wood composition. A sampling was done to study the evolution of oak wood chemical composition during four seasoning steps: non matured, 12 months, 18 months and 24 months. For this sampling, three selection factors were taken into account: age, grain type and the Polyphenolic Index measured by Oakscan®. Besides extractables (~10%), three polymers constitute the main part of oak wood: cellulose, hemicelluloses and lignins. These compounds may undergo hydrolysis or chemical reactions during cooperage processes, especially during heat treatment, which release some aromatic compounds or aromatic precursors having a genuine sensorial interest on wine aged in barrel or in contact with oak products. To date, no studies revealed a link between the proportions of these compounds in oak wood and the chemical and sensorial impact in wines ageing with oak wood. Our study showed that the proportions of these compounds evolved significantly during oak wood seasoning and the results highlighted the impact of selection factors. Respectively, extractables, lignins, hemicelluloses and cellulose proportions were mostly for non-matured, 12 months, 18 months and 24 seasoning months. The development of a test plan with a Merlot wine from a second oak wood sampling, using similar modalities as the previous test plan allowed the evaluation of oak wood seasoning impact on the chemical composition of a wine ageing with oak wood pieces. Results showed a lowering of 8% in ellagitannins content of wine between 12 and 24 months modalities. An impact on volatile composition in wine has also been established: furanic aldehydes were positively correlated with a long maturation time (18 and 24 months), whereas phenolic aldehydes were positively correlated with a shorter seasoning time (12 months). Our results highlighted also the impact of selection factors on wine chemical composition. Sensorial analysis on this Merlot wine led to significant differences detected by the panel between 12 and 24 seasoning modalities, but not between 18 and 24 months modalities with triangular tests. Sensorial profiles were also established to attempt to associate the differences detected to one or more descriptors. For this test, results highlighted the difficulty for the panel to make a significant difference between 12 and 24 months modalities. However they contribute to explain the differences demonstrated with triangular tests for some seasoning modalities: toasted, bitterness, astringency, roundness and sweet perception.

La torréfaction est un traitement thermique à basse température (250 à 300 °C) en atmosphère inerte qui permet de modifier les propriétés de la biomasse. La biomasse torréfiée est alors plus dense énergétiquement, plus hydrophobe et plus fragile. Dans cette étude, un modèle numérique de torréfaction en four tournant à une dimension a été développé. Le transport des plaquettes de bois, les transferts thermiques, le séchage ainsi que les cinétiques de torréfaction ont été modélisés séparément. Après confrontation aux résultats expérimentaux, ces différents sous-modèles ont été assemblés dans un modèle global. Le modèle prédit alors l’évolution de la température et de la perte de masse des plaquettes le long du four. Les résultats numériques montrent une adéquation satisfaisante avec les valeurs obtenues lors d’expériences de torréfaction sur un four tournant pilote. Les solides torréfiés ont été analysés et leurs propriétés ont été corrélées à la perte de masse. Il a en particulier été démontré que l'énergie de broyage de la biomasse torréfiée était fortement réduite. / Torrefaction is a thermal treatment at low temperature (250-300°C) used to improve biomass properties. Torrefied biomass has a higher energy density, it is more hydrophobic and more brittle. In this study, a one-dimensional numerical model of torrefaction in a rotary kiln has been developed. The wood chips flow, the thermal transfers, the drying step and the torrefaction kinetics have been modelled separately. These submodels have been experimentally validated before being implemented together. The model can thus predict the temperature and the mass loss of wood chips along the kiln. These results are in good agreement with values obtained during torrefaction experiments in the pilot-scale rotary kiln. In parallel, torrefied biomass has been analysed in terms of composition, heating value and structural properties with emphasis on the decrease of grinding energy consumption.