Les virus d’origine alimentaire, comme le virus de l’hépatite A (VHA) et le norovirus (NoV),sont des causes importantes d’infections virales. Chaque année, celles-ci déduisent de grandes sommes monétaires aux systèmes de santé canadiens ainsi qu’aux producteurs alimentaires, sans compter les pertes alimentaires et économiques dues aux rappels d’aliments contaminés. Les stratégies de contrôle conventionnelles ne sont pas suffisamment efficaces et présentent, dans certains cas, des risques pour les travailleurs et/ou pour les consommateurs. Il est donc essentiel d’offrir de nouvelles méthodes d’inactivation naturelles et plus sécuritaires. Les produits issus de bleuet et de canneberge ont le potentiel de devenir ces nouvelles méthodes, notamment par leur concentration forte en polyphénols. De plus, ils sont naturels et sécuritaires pour les travailleurs et les consommateurs. Sans oublier qu’ils sont abondants au Québec, et, de ce fait, à moindres coûts. Le potentiel antiviral de ces produits de bleuet et de canneberge a été étudié et analysé dans ce mémoire envers des virus nus d’origine alimentaire (VHA et NVM-1) en plus de tester un modèle de virus enveloppé, soit le virus de l’herpès simplex de type 1(HSV-1). NVM-1 et VHS-1 ont été complètement inactivés à l’aide de jus de canneberge et/ou de bleuet (concentrés à 50 %) en 5 minutes de pré-incubation cellulaire ou virale respectivement. VHA a subi une réduction de 3,70 ± 0,54 log ufp/mL à la suite d’une préincubation virale de 90 minutes. / Foodborne viruses like the hepatitis A virus (HAV) and the norovirus (NoV) are known as important cause of viral infections. Each year, they cost massive amount to the Canadian health-care systems and to the producers without counting the important food loss due to recalls. The conventional methods are not sufficient and can represent in some case a threat to the worker or to the consumer, which is why it is essential to uncover new inactivation methods that are safer and natural, like berries. The blueberry and cranberry products have the potential to become these new methods considering their interesting composition. Furthermore, they are natural, do not show signs of threat to the worker nor to the consumer and above all they are abundant in Québec and at low cost. The antiviral potential of these products from blueberries and cranberries have been tested and studied in this memoir against the HAV and the MNV-1, naked foodborne viruses as well as against the herpes simplex virus type 1 (HSV-1), an enveloped model. The infectivity of MNV-1 was neutralized completely in the presence of this host cells at 37 °C in as little as 5 min of contact with cranberry or blueberry juices (50 % concentration). HSV-1 was also completely neutralized in viral pre-incubation with the same juice concentration and incubation. HAV infectious titer fell 3.70 ± 0.54 log pfu/mL after 90 minutes of contact with cranberry juice. These results suggest that cranberry and blueberry processing could be useful for reducing the transmission of foodborne viruses.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016 / Les plantations d’arbres sont fréquemment employées en milieux riverains pour restaurer les services écologiques de ces milieux fortement dégradés par l’intensification agricole. Néanmoins, les connaissances demeurent fragmentaires quant à la réponse des communautés végétales riveraines aux plantations d’arbres. Cette thèse vise à identifier certains des mécanismes de recolonisation des communautés végétales riveraines après plantation d’arbres en paysages agricoles. Pour cela, quatre questions principales étaient posées, soit : 1) l’intensification agricole réduit-elle le succès de plantation des arbres ?; 2) la plantation d’arbres induit-elle des processus de succession végétale aboutissant au retour de communautés forestières ?; 3) quels processus spatiaux et mécanismes écologiques structurent la diversité végétale riveraine ?; et 4) la disponibilité en lumière, la compétition et les conditions édaphiques sont-elles des filtres écologiques limitant la recolonisation des espèces forestières ? L’augmentation de la fréquence de cultures annuelles dans la parcelle adjacente aux milieux riverains diminuait la survie et la croissance des arbres plantés, témoignant d’un effet négatif de l’intensification agricole sur le succès de plantation des arbres. Toutefois, les arbres induisaient une succession végétale aboutissant avec le temps au retour d’une structure de végétation, d’une abondance des groupes écologiques et d’une composition en espèces similaires à celles des forêts riveraines utilisées comme écosystème de référence. De plus, cette succession végétale correspondait à un modèle de threshold dynamics dans lequel les espèces sciaphiles remplaçaient les héliophiles après le dépassement d’un seuil de disponibilité en lumière. Les processus spatiaux le long des rivières d’amont en aval contribuaient majoritairement à la composition végétale des milieux riverains comparativement aux processus spatiaux bidirectionnels à vol d’oiseau ou le long des rivières. Ces processus spatiaux amont-aval étaient principalement liés aux traits des graines des espèces végétales. En d’autres termes, la dispersion hydrochore est un processus-clef pour la diversité végétale riveraine. Finalement, la recolonisation de deux des trois espèces forestières transplantées en milieux riverains était réduite soit par de faibles niveaux d’ombrage, par la compétition ou par les sols agricoles. Ces avancées scientifiques permettront une meilleure compréhension du fonctionnement des communautés végétales riveraines et une amélioration des pratiques de restauration des milieux riverains en paysages agricoles. / Tree planting is frequently conducted in riparian zones to restore the ecological services of these ecotones widely degraded by agricultural intensification. Nevertheless, little is known about the response of riparian plant communities to tree planting. This Ph.D. thesis aims to identify some important recolonization mechanisms of riparian plant communities after tree planting in agricultural landscapes. Accordingly, four main research questions were raised: 1) does agricultural intensification reduce the establishment success of planted trees?; 2) does tree planting induce a plant succession leading to the re-establishment of plant communities characteristic of natural riparian forests?; 3) which spatial processes and ecological mechanisms structure plant diversity in riparian zones?; 4) do light availability, competition and soil conditions act as ecological filters limiting the recolonization of forest herbs? The increase in cultivation frequency of annual crops in the agricultural field adjacent to riparian zone reduced the survival and growth of planted trees, thereby demonstrating the detrimental impact of agricultural intensification on the establishment success of planted trees. However, trees induced a pattern of plant succession leading to the re-establishment of a vegetation structure, an abundance of ecological groups and a species composition characteristic of natural riparian forests. Furthermore, this type of plant succession corresponded to a model of threshold dynamics in which shade-tolerant species outcompeted light-demanding species after an ecological threshold related to light availability had been crossed. Upstream to downstream spatial processes along rivers, predominantly contributed to the plant composition of riparian zones, more so than bidirectional spatial processes overland or along rivers. These upstream-downstream processes were mostly linked to the traits of plant seeds. In other words, hydrochory was highlighted as a key watershed-scale process driving riparian plant diversity. Finally, the recolonization of two of the three forest herbs transplanted in riparian zones was reduced either by low shade levels, competition or agricultural soil. These scientific discoveries deepen our understanding of the functioning of riparian plant communities in agricultural landscapes, and promote more successful restoration of riparian zones.

À l'échelle mondiale, le norovirus humain (HuNoV) et le virus de l'hépatite A (VHA) sont associés aux maladies d'origine alimentaire, ce qui constitue une préoccupation majeure pour le secteur de la santé et de l'alimentation. Afin de garantir la salubrité des aliments et des produits transformés en industrie agroalimentaire, plusieurs méthodes d'inactivation virale physiques et chimiques sont employées. Cependant, elles ne sont pas nécessairement applicables sur toutes les matrices alimentaires et certaines peuvent même générer des substances nocives. De ce fait, la présente étude porte sur la détermination du potentiel virucide des substances naturelles. Dans cette étude, le potentiel antiviral de deux huiles essentielles et de quatre extraits naturels a été évalué sur deux virus non enveloppés, soit le norovirus murin 1 (MNV-1), le VHA et un virus enveloppé, le virus de l'herpès simplex 1 (VHS-1). Des concentrations de chaque substance allant de 50 à 200 000 ppm ont été appliquées pendant 90 min de contact. L'extrait de pépins de raisin a été le plus efficace quant à la réduction de l'infectivité du VHA et du MNV-1 soit de 1,94 ± 0,17 log₁₀, 2,85 ± 0,44 log₁₀ respectivement. Pour le VHS-1, une inactivation totale a été observée à 1000 ppm. En revanche, les extraits de canneberge et de thé vert n'ont pas réussi à réduire l'infectivité des trois types de virus de plus de 1 log₁₀. Ces résultats enrichissent les connaissances actuelles sur les propriétés virucides des substances naturelles en démontrant leur potentiel antiviral contre ces trois types de virus. Cette étude ouvre de nouvelles perspectives quant à l'utilisation des composés naturelles, offrant ainsi des applications prometteuses dans divers secteurs / Enteric viruses such as hepatitis A (HAV) and human norovirus (HuNoV) are the main cause of foodborne diseases worldwide. They are recognized as a major concern for public health and food sector. To minimise the risk of infection, many physical and chemical viral inactivation methods have been used. However, these approaches are not applicable to all food matrices and may generate harmful substances. Therefore, the aim of this project is to study the antiviral potential of natural compounds. For this purpose, the antiviral potential of two essential oils and four natural extracts was evaluated with two non-enveloped viruses: murine norovirus 1 (MNV-1), HAV and one enveloped virus, herpes simplex virus 1 (HSV-1) at concentrations ranging from 50 to 200,000 ppm for 90 min contact in viral pre-incubation. Grape seed extract was the most effective in reducing HAV and MNV-1 infectivity by 1.94±0.17 log10, 2.85±0.44 log₁₀ respectively. For HSV-1, a total inactivation was observed at 1000 ppm. Cranberry extract and green tea extract failed to reduce the infectivity of all three virus types by more than 1 log₁₀. This study has contributed to a better understanding of the antiviral potential of natural substances against the three types of viruses tested. Eventually, this project ultimately aims to reveal new perspectives on the use of natural compounds, thus offering promising applications in various sectors.

Les virus d'origine alimentaire, comme le virus de l'hépatite A (VHA) et le norovirus (NoV), sont des causes importantes d'infections virales. Chaque année, celles-ci déduisent de grandes sommes monétaires aux systèmes de santé canadiens ainsi qu'aux producteurs alimentaires, sans compter les pertes alimentaires et économiques dues aux rappels d'aliments contaminés. Les stratégies de contrôle conventionnelles ne sont pas suffisamment efficaces et présentent, dans certains cas, des risques pour les travailleurs et/ou pour les consommateurs. Il est donc essentiel d'offrir de nouvelles méthodes d'inactivation naturelles et plus sécuritaires. Les produits issus de bleuet et de canneberge ont le potentiel de devenir ces nouvelles méthodes, notamment par leur concentration forte en polyphénols. De plus, ils sont naturels et sécuritaires pour les travailleurs et les consommateurs. Sans oublier qu'ils sont abondants au Québec, et, de ce fait, à moindres coûts. Le potentiel antiviral de ces produits de bleuet et de canneberge a été étudié et analysé dans ce mémoire envers des virus nus d'origine alimentaire (VHA et NVM-1) en plus de tester un modèle de virus enveloppé, soit le virus de l'herpès simplex de type 1 (HSV-1). NVM-1 et VHS-1 ont été complètement inactivés à l'aide de jus de canneberge et/ou de bleuet (concentrés à 50 %) en 5 minutes de pré-incubation cellulaire ou virale respectivement. VHA a subi une réduction de 3,70 ± 0,54 log ufp/mL à la suite d'une pré-incubation virale de 90 minutes. / Foodborne viruses like the hepatitis A virus (HAV) and the norovirus (NoV) are known as important cause of viral infections. Each year, they cost massive amount to the Canadian health-care systems and to the producers without counting the important food loss due to recalls. The conventional methods are not sufficient and can represent in some case a threat to the worker or to the consumer, which is why it is essential to uncover new inactivation methods that are safer and natural, like berries. The blueberry and cranberry products have the potential to become these new methods considering their interesting composition. Furthermore, they are natural, do not show signs of threat to the worker nor to the consumer and above all they are abundant in Québec and at low cost. The antiviral potential of these products from blueberries and cranberries have been tested and studied in this memoir against the HAV and the MNV-1, naked foodborne viruses as well as against the herpes simplex virus type 1 (HSV-1), an enveloped model. The infectivity of MNV-1 was neutralized completely in the presence of this host cells at 37 °C in as little as 5 min of contact with cranberry or blueberry juices (50 % concentration). HSV-1 was also completely neutralized in viral pre-incubation with the same juice concentration and incubation. HAV infectious titer fell 3.70 ± 0.54 log pfu/mL after 90 minutes of contact with cranberry juice. These results suggest that cranberry and blueberry processing could be useful for reducing the transmission of foodborne viruses.

La conservation des mares temporaires implique la connaissance, à la fois de leur fonctionnement et de leurs dynamiques temporelles, à court et long terme. La thèse, réalisée sur une mare temporaire du plateau gréso-quartzitique de Benslimane, s'organise en trois volets. (1) Le premier concerne la relation entre le pollen de surface et la végétation hydrophytique locale, dans le but d'établir un référentiel actuel pour l'étude paléoécologique de la mare. Les résultats obtenus montrent que la zonation de la végétation de la mare est correctement reconstruite à partir des enregistrements polliniques. Trois taxons clés (Isoetes velata-type, Myriophyllum alterniflorum, Ranunculus-type) peuvent être utilisés pour reconstituer la structure végétale passée. (2) Le second volet concerne l'histoire de la mare, en associant les données de la littérature et les données paléoécologiques obtenues à partir d'un sondage. Les résultats permettent de dater l'origine de la mare entre 1 million et 700 000 ans avant aujourd'hui. Ils témoignent de la conservation de la topographie régionale, par bilan sédimentaire négatif, jusqu'à environ 5000 cal. BP. A cette époque, le changement du fonctionnement morphogénétique de la mare, probablement lié au développement des pratiques agro-pastorales, a entraîné le comblement progressif de la mare. L'intensification des activités humaines constitue à moyen terme la principale menace concernant les mares du plateau de Benslimane, et par voie de conséquence, sur la préservation du plateau lui-même, que les mares protègent de l'érosion. (3) Le dernier volet apporte enfin un éclairage sur les processus mis en jeu dans la régénération de la végétation après micro-perturbations. Les résultats montrent une restauration rapide des microsites perturbés par dispersion proximale et effet de bordure. Toutefois, la dynamique de recolonisation reste liée aux conditions hydrologiques locales / Conservation of temporary pools implies the knowledge, about both their functioning and their temporal dynamics, on the short and the long term. The thesis, dealing with a temporary pool of the limestone-quartzite Benslimane plateau, is organised in three sections. (1) The first one concerns the relationship between the surface pollen and the hydrophytic vegetation, in order to establish a modern reference for the paleoecological study of the pool. The results show that the vegetation zonation is correctly reconstructed from the pollen records. Three key taxa (Isoetes velata-type, Myriophyllum alterniflorum, Ranunculus-type) may be used for reconstructing the past vegetation structure. (2) The second section deals with the pool history, by combining data from literature and palaeoecological data obtained from a sediment profile. Results allow dating the origin of the pool between 1 million and 700,000 years before today. They attest the conserv ation of the regional topography, by negative sedimentary balance, until ca. 5000 cal. BP. Then, the change of morphogenetic functioning of the pool, probably related to the development of agro-pastoral practices, resulted in the progressive filling of the pool. In the medium term, the intensification of human activities constitutes the main threat concerning the Benslimane pools, and consequently, on the conservation of the whole plateau, protected from erosion by pools. (3) The last section finally highlights the processes implied in the regeneration of the vegetation after micro-disturbances. The results show a fast restoration of the disturbed microsites by proximal dispersal and border effect. However, the recolonisation dynamics remains dependent on local hydrological conditions.

Les lisières forestières constituent un enjeu pour la gestion des territoires, par la biodiversité qu’elles abritent, les processus écologiques qu’elles régulent et les services environnementaux qu’elles rendent à l’agriculture et à la foresterie. C’est pourquoi il est nécessaire de connaitre et quantifier précisément leurs influences sur la végétation pour proposer des mesures de gestion adaptées à la variabilité des situations de lisière. En référence aux hypothèses de la littérature, ce travail vise à comprendre comment varie la répartition des communautés végétales forestières en réponse à la diversité des types de lisières, dans un paysage agriforestier. Les espèces vasculaires de la strate basse de la végétation forestière ont été recensées le long de 28 transects, représentatifs de sept types de lisières des coteaux de Gascogne. Ces transects, perpendiculaires à la bordure et dirigés vers l’intérieur du bois, comportent 20 quadrats contigus de 2 m × 2 m. J’ai cherché à mesurer la profondeur d’influence des effets de lisières sur la végétation par la méthode de régression à deux phases. Face à l’hétérogénéité observée, j’ai caractérisé les patrons de distribution des communautés végétales par cinq modèles continus pour les comparer. Les lisières structurent la répartition des communautés végétales suivant un gradient, de la bordure vers l’intérieur du bois, mais les patrons sont plus variables qu’attendus et remettent en cause la généricité du modèle théorique à deux phases largement admis dans la littérature. Néanmoins, un patron de distribution de la végétation commun à l’ensemble des lisières a été identifié au moyen de la méthode STATIS d’analyse à k-tableaux. L’analyse des effets de lisière sur un sous-échantillon d’espèces a été affinée par la prise en compte des caractéristiques biologiques et écologiques des espèces d’une part, et des variables environnementales, à différentes échelles spatio-temporelles d’autre part. Les traits biologiques et écologiques des espèces répondent davantage à l’âge et l’histoire des lisières qu’à la distance à la bordure. La hiérarchie des facteurs environnementaux, paysagers et historiques confirment le rôle prépondérant de la qualité locale de l’habitat dans la structure des communautés. La variabilité temporelle des effets de lisière a été abordée par un suivi horaire des variations microclimatiques au cours d’une année. Les faibles écarts microclimatiques entre la lisière et l’intérieur du bois au cours des saisons suggèrent un rôle faible du microclimat sur la structure des assemblages d’espèces. Enfin, la variabilité spatiale des lisières dans un paysage de large étendue a été évaluée par la mise au point d’une méthode originale afin de caractériser et cartographier la diversité des segments de lisières. Les résultats remettent en cause les modèles théoriques antérieurs et ouvrent des perspectives pour une meilleure compréhension des principes d’organisation des communautés végétales en lisières de forêt. La complexité des patrons de réponse aux effets de lisière justifie de porter une attention plus soutenue à la diversité des lisières dans la perspective de mieux les gérer. / Forest edges are a challenge for land management. They contain high biodiversity, regulate ecological processes and provide environmental services to agriculture and forestry. Therefore, it is necessary to evaluate and quantify precisely edge influence on vegetation to propose management measures adapted to edge diversity. Referring to the literature asusmptions, this paper focuses on understanding the variation in the distribution patterns of forest plant communities in response to contrasted edge types in rural landscape. All vascular plant species of the understorey forest vegetation have been identified along 28 transects, pertaining to seven edge types of “coteaux de Gascogne”. Transects were perpendicular to the forest border and included 20 contiguous quadrats of 2 m × 2 m, towards forest interior. I tried to measure the depth of edge influence on vegetation using the two-phase linear regression method. Facing to high heterogeneity, I characterized the distribution patterns of plant communities by five continuous models for comparison. Edge effect structure the distribution of plant communities along a gradient from the border toward the forest interior. Response patterns to edge influence were more variable than expected and challenge the hypothetical response model pattern widely accepted in the literature. However, a common pattern of vegetation for all transects was identified using the k-tables STATIS method. Analysis of edge effects on a sub-sample of species was refined using on the one hand biological and ecological species traits and environmental variables at different spatio-temporal scales, on the other. The functional response of plant species better suited to the age and history of the edges than the distance from the border. Nevertheless, the hierarchy of environmental, landscape and historical context confirm the role of habitat quality on distribution patterns of forest vegetation. Temporal variability of edge effects has been addressed by monitoring hourly microclimatic variations over one year. The small differences in microclimate between edge and forest interior over seasons suggest a weak role of microclimate on the structure of plant species assemblages. Finally, the spatial variability of edges at the landscape level has been evaluated. An original method, Cartolis, has been developed to characterize and map the diversity of forest edge segments. Our results, calling into question the earlier theoretical models, provide opportunities for a better understanding of plant distribution patterns in forest edges. The complexity of responses obtained warrants to bring more attention to edge diversity for better management and conservation of plant species.

Les purées de fruits sont considérées ici comme des dispersions concentrées de particules végétales déformables et insolubles dans une phase continue aqueuse ou sérum riche en sucre et contenant des pectines solubles. La phase dispersée est constituée de cellules ou d'amas de cellules de parenchyme dont les parois insolubles ne représentent qu'une très faible masse (un peu plus de 1 % p/p) dispersées dans un sérum dont elle sont remplies. La constitution et les propriétés rhéologiques des purées vont dépendre de plusieurs facteurs internes tels que la variété de fruit et l'état de maturité et de facteurs externes tels que les paramètres liées au procédé de transformation (traitement mécanique et thermique). Par ailleurs, la texture est l'un des principaux attributs de qualité des purées et constitue à ce titre une source potentielle importante dans le développement de produits nouveaux. L'objectif général de ce travail a été de mieux comprendre les relations entre les propriétés rhéologiques, structurales et sensorielles des purées de pomme dans la perspective d'identifier des leviers d'action pour le pilotage « à façon » de la texture des produits. La stratégie de recherche a consisté à réaliser l'ensemble de l'étude à partir d'une même lot d'une purée issue d'une seule variété de pomme : Golden Delicious et à identifier les axes majeurs permettant de créer des structures et textures variées. Les trois paramètres structuraux qui ont été modifiés sont : la concentration en parois cellulaires (liée à la quantité de particules de pulpe), la taille des particules et la viscosité de la phase continue. Une technique de séparation - reconstitution couplée à un traitement de broyage ainsi que l'augmentation de la viscosité du sérum ont permis d'obtenir une large gamme de textures et de structures. La construction de deux plans expérimentaux a permis de maîtriser la préparation des produits pour l'étude des relations entre la structure, la rhéologie et la texture des purées. La caractérisation physique et sensorielle a mis en évidence l'importance des paramètres structuraux sur le comportement rhéologique et la perception de la texture des purées. Ainsi la concentration en particules a un effet de premier ordre, suivi par la granulométrie et la viscosité du sérum. L'augmentation de la teneur en particules se traduit directement au niveau de l'état d'encombrement du milieu qui dépend de leur taille. Un traitement mécanique entraîne la séparation des amas des cellules de parenchyme en cellules individualisées, ce changement de structure implique des modifications marquées de propriétés. La caractérisation rhéologique et structurale a permis d'établir des modèles rhéologiques et de mieux comprendre le comportement, l'état et le rôle des particules (molles et déformables) sur la structuration du milieu ainsi que le volume occupé par celles-ci. Cette approche a été complétée et validée par l'observation des dispersions par différentes techniques microscopiques. Les différents régimes de concentration, du régime dilué à l'état d'encombrement et de compaction du régime concentrée des purées ont pu être mis en évidence. Les deux axes principaux qui suffisent à décrire la texture sensorielle d'une purée sont la « consistance » et la « granulosité ». La viscosité de la phase continue a un impact sur la perception de la « granulosité » comme sur la cohésion du réseau particulaire. Les résultats montrent que la texture des dispersions végétales peut être « pilotée » à partir de la maîtrise de quelques grandeurs clés : la concentration en parois cellulaires (pulpe) et la granulométrie des particules complété par la viscosité de la phase continue. De grandes possibilités d'innovation sont ouvertes en jouant sur ces leviers notamment à partir des possibilités offertes au niveau des paramètres du procédé de fabrication. / Fruit purees are considered as concentrated dispersions of deformable and insoluble particles in a continuous phase or serum rich in water, sugar and soluble pectin. The dispersed phase consists of cells or cell clusters of parenchyma tissue and the insoluble cell wall material dispersed in the serum represents a very low weight (~ 1% w/w). The structure and the rheological properties of purees will depend on many internal factors such as the variety and ripeness of the fruit and external factors occurring during the processing (mechanical and thermal treatment). Texture is a key quality attribute of purees and thus constitutes an important potential source for new product development. The main objective of this study was to better understand the relationship between the rheological, structural and sensory properties of apple puree, in order to pilot and control the texture of the products. The study was performed with a single batch of apple puree prepared industrially from fresh mature Golden Delicious. In order to create purees with varied structure and texture, three structural parameters were identified and modified: the cell walls concentration (related to the amount of pulp), the particle size and the viscosity of the continuous phase. A separation-reconstitution strategy joined to a grinding step and the modification of the serum viscosity allowed us to obtain a wide range of products with different structures and textures. The construction of two experimental designs made it possible the controlled preparation of the products so as to study the relatioins between structure, rheology and texture of the apple puree. Physical and sensory characterization highlighted the importance of structural parameters on the rheological behaviour and perception of the texture of the puree. Thus, the concentration of particles is the main parameter influencing these properties, followed by the particle size and the serum viscosity. The increase in particle content translates directly at the “overcrowding” that also depends on the particle size. Mechanical treatment leads to the separation of clusters of parenchyma cells in to individual cells; this change in structure involves marked changes of properties. Rheological and structural characterization made it possible the generation of rheological models and the better understanding of the behaviour, the state and the role of particles (soft and deformable) on the structure of the medium and the volume occupied by them. This approach has been completed and validated by the observation of dispersions by various microscopic techniques. The different regimes of concentration were identified. Texture perception of apple puree can be described basically by their “consistency” and their “graininess”. The viscosity of the continuous phase has an impact on the perception of “graininess” and in the cohesion of the particle network. Our results show that the texture of plant food dispersions can be “mastered” by controlling a few selected key parameters: the concentration of cell walls (pulp) and particle size, completed by the viscosity of the continuous phase. High possibilities for innovation are opened by playing on these parameters that can be modified during the processing.

Ces travaux de thèse portent sur la valorisation de la biomasse oléagineuse, via la polymérisation de synthons, issus d’huiles végétales, en polymères hyper-ramifiés. Ces recherches ont conduit à la synthèse et à la purification d’un nouveau monomère biosourcé, le 10,11-epoxy undecan-1-ol (EUnd), dont la polymérisation par ouverture de cycle (ROMBP) a permis de générer des polyéthers hyper-ramifiés biosourcés. Les conditions de polymérisations ont été étudiées en laboratoire dans le but d’optimiser les rendements de synthèse mais aussi afin de contrôler la structure chimique, ainsi que leurs propriétés. La copolymérisation de l’EUnd avec le glycidol a permis d’atteindre de nouvelles propriétés, notamment en termes de solubilité. Une seconde partie fut consacrée à la fonctionnalisation de polyesters hyper-ramifiés biosourcés, développés au LCPO lors du projet HyPerBioPol. L’objectif étant de contrôler la solubilisation des composés dans différents milieux, polaires et apolaires, afin de créer des polymères pouvant être utilisés comme agents de réticulation. / The aim of this thesis is to valorize oilseed biomass through the polymerization of building block, stemming from vegetable oils, into hyperbranched polymers. This research involves the synthesis and purification of a new bio-based monomer, coined as 10,11- epoxyundecanol (EUnd), which ring-opening multibranching polymerization (ROMBP) has generated bio-based hyperbranched polyethers (hbPEUnd). Conditions of polymerization have been studied in order to maximize yields of reaction and control both the chemical structure and the properties of hbPEUnd. Copolymerization of EUnd with glycidol has also been implemented, yielding hyperbranched copolyethers with varied properties (e.g. solubility). The second part of this work has been dedicated to the functionalization of bio-based hyperbranched polyesters, developed in the frame of a former project. Appropriate derivatizations have provided these modified polyesters with solubility in polar solvents and made them employable as curing agents.

Actuellement l’industrie montre un intérêt croissant pour le développement de matériaux composites intégrant des constituants issus de la biomasse. Dans ce contexte, différentes fibres lignocellulosiques sont envisageables en tant qu'alternative aux fibres de verre pour le renforcement des matrices thermoplastiques ou thermodurcissables. En effet, les fibres végétales présentent des caractéristiques physiques intéressantes, telles qu’une faible densité et de bonnes propriétés mécaniques spécifiques, associées à un impact environnemental réduit, leur permettant ainsi de répondre à des problématiques sociétales. Cependant, la forte variabilité naturelle des dimensions et des propriétés mécaniques des fibres végétales rend nécessaire le développement de méthodologies de caractérisation spécifiques permettant en particulier de quantifier leur forte sensibilité à l’humidité. La première partie de cette thèse présente la mise en place d'une stratégie de caractérisation des dimensions transversales des fibres végétales s’appuyant sur une technique de balayage laser associée à une modélisation géométrique fiabilisée. Cette méthodologie est validée sur la base d’une étude dimensionnelle de faisceaux de fibres issus de différentes espèces végétales morphologiquement contrastées (lin, chanvre, ortie, sisal, palmier). La modélisation proposée permet de réduire de manière significative la dispersion des propriétés mécaniques des faisceaux de fibres étudiés. Dans une seconde partie, l’effet de l’humidité sur les variations dimensionnelles et le comportement mécanique des fibres végétales est quantifié. Les résultats révèlent des phénomènes de gonflement et de plastification des parois cellulaires différenciés selon la composition biochimique et la microstructure des différentes espèces végétales. / Currently, the industry is showing a growing interest in the development of composite materials incorporating components derived from biomass. In this context, various plant species can be used as reinforcement of thermoplastic and thermoset, in substitution to glass fibres. Indeed, natural fibres have interesting physical characteristics, such as their low density and good specific mechanical properties associated with the fact that they reduce environmental impacts answering to societal problems. However, the high natural variability of their dimensions and mechanical properties make it necessary to develop specific characterization methods particularly to quantify their high humidity sensitivity. The first part of this study presents the development of characterization methodologies of natural fibres transverse dimensions based on an automated laser scanning technique associated with a reliable geometric modeling and validated on plant species with contrasted morphologies (flax, hemp, sisal, nettle, and palm). The proposed modeling makes it possible to drastically reduce the mechanical properties dispersion of the studied fibre bundles. In a second part the effect of humidity conditions on the dimensional variations and the mechanical behavior of natural fibres are quantified. The results revealed contrasted swelling and plasticization behaviour, depending on biochemical composition and microstructure of plant species.

Cette thèse porte sur la conception de carbonates cycliques originaux et d’amines dérivés des huiles végétales dans le but de synthétiser des poly(hydroxyuréthane)s entièrement bio-sourcés. D’une part, deux voies d’accès à des amines dérivées d’acides gras utilisant des conditions douces ont été étudiées. La première consiste en l’oxydation sous air d’alcools aliphatiques en nitriles en présence de TEMPO supporté sur silice, suivi par une hydrogénation des dinitriles en diamines. Egalement, des diènes dérivés d’acides gras ont été couplés à la cystéamine via une chimie thiol-ène, permettant l’accès à des diamines aliphatiques bio-sourcées. D’autre part, des carbonates cycliques substitués à 5 chaînons ont été synthétisés à partir de dérivés d’acides gras et de glycérol, dans le but d’augmenter leur réactivité vis-à-vis de l’aminolyse. En insérant un groupement fonctionnel éther, thio-éther ou ester en position α ou β des carbonates cycliques, la réactivité de ces derniers vis-à-vis des amines a pu être ajustée. L’étude de la sélectivité, des réactions secondaires et de la catalyse de la voie carbonate/amine a été menée afin de mieux appréhender cette voie d’accès à des polyuréthanes sans isocyanates. Des poly(hydroxyuréthane)s entièrement oléo-sourcés ont été synthétisés avec succès, montrant des propriétés physico-chimiques contrôlables selon la structure des monomères. / In this thesis, vegetable oils were used as a platform to design original cyclic carbonates and amines with the goal to synthesize fully bio-based poly(hydroxyurethane)s. On the one hand, two routes to fatty acid-based amines were implemented in mild conditions. First, the oxidation of aliphatic alcohols into nitriles was performed under air in the presence of supported TEMPO on silica, followed by hydrogenation of nitrile compounds into corresponding amines. Second, thiol-ene chemistry was performed on unsaturated fatty acid substrates to design original aliphatic bio-based diamines. On the other hand, substituted 5-membered cyclic carbonates were designed from fatty acids and glycerol derivatives to enhance their reactivity towards aminolysis. By inserting ether, thio-ether or ester functionalities in α- or β-position of the cyclic carbonates, their reactivity towards amines could be tuned. Investigations on the selectivity, side reactions and catalysis of the carbonate-amine reaction were carried out to apprehend this route to non-isocyanate polyurethanes. Fully vegetable oil-based PHUs with tunable physico-chemical properties with respect to the monomer structures could be easily achieved.