Le vétiver a été choisi pour former des haies autour des parcelles cotonnières et maraîchères du Burkina Faso, afin de limiter la dispersion des polluants vers les plantes, les eaux de surface et souterraines. L'influence du vétiver sur le devenir des polluants métalliques (Cu et Cd) et organique (insecticide : endosulfan) dans le système sol-eau-vétiver a été étudiée dans deux sols représentatifs du Burkina Faso, un sol vertique et un sol ferrugineux. Des études d'adsorption en batch, des essais en vase de végétation en conditions contrôlées et en lysimètres en conditions naturelles ont été réalisées. Les sols plantés au vétiver montrent des coefficients d'adsorption de l'endosulfan (Kf = 6,5 - 9,7 mg1-n Ln kg-1), de Cu (3162,6 - 4445,1 mg1-n Ln kg-1) et de Cd (76,8 - 280,2 L kg-1) significativement plus élevés comparés à ceux des sols non plantés (Kf = 6,3 - 7,2, 328,1 - 2921,9 et 37,2 - 206,1 mg1-n Ln kg-1, respectivement). De plus, le sol vertique adsorbe plus ces micropolluants que le sol ferrugineux, en relation avec sa CEC plus importante résultant de ses plus fortes teneurs en carbone organique et en argiles. En vases de végétation, 6 mois après traitement, l'endosulfan n'est détecté ni dans les parties aériennes et racinaires du vétiver, ni dans les sols. La non-détection de l'endosulfan pourrait s'expliquer par sa dégradation, sa minéralisation, sa volatilisation et la formation de résidus non extractibles. Dans nos conditions, le temps de demi-vie estimé de l'endosulfan (DT50) est supérieur dans le sol ferrugineux (43,1 jours) comparé à celui du sol vertique (40,6 jours). Dans les sols plantés, le DT50 de l'endosulfan est 1,1 fois moins important comparé aux sols non plantés, en relation avec l'augmentation significative de la microflore dégradant l'endosulfan en présence du vétiver. Par ailleurs, les teneurs en Cu et Cd dans le vétiver sont significativement plus élevées pour le sol ferrugineux que pour le sol vertique 6 mois après traitement, en relation avec les teneurs en CuMgCl2 et CdMgCl2 supérieures dans le sol ferrugineux comparé au sol vertique. Le coefficient d'absorption biologique (CAB) de Cu et Cd et leur facteur de bioconcentration (FBC) supérieurs à 1, ainsi que leur facteur de translocation (FT) inférieure à 1 dans le vétiver démontrent son efficacité à absorber et à accumuler Cu et Cd. En conditions extérieures, 6 mois après le traitement, les quantités lessivées de Cu sont très faibles pour l'ensemble des colonnes (0,001 - 0,010%). Pour les deux autres micropolluants, les pertes par lessivage à travers le sol ferrugineux (0,07% d'endosulfan et 1,48% de Cd) sont supérieures à celles du sol vertique (0,01% d'endosulfan et 0,04% de Cd). En présence du vétiver, les quantités lessivées d'endosulfan et de Cd sont plus de deux fois inférieures à celles des sols non plantés, en relation avec leur adsorption plus élevée et la dégradation favorisée de l'endosulfan dans les sols plantés. L'efficacité du vétiver à réduire le transfert des micropolluants vers les eaux de surface et souterraines nécessiterait d'être validée à l'échelle de la parcelle avant d'encourager la plantation de haies autour des parcelles cotonnières et maraîchères du Burkina Faso.

Depuis plusieurs siècles les racines de vétiver sont utilisées en Inde du sud afin de prévenir l'érosion du sol. Par la suite, la production de l’huile essentielle des racines de vétiver a permis d’alimenter l’industrie de la parfumerie. De nos jours, cette matière première sert principalement à la confection de parfums masculins, où elle apporte des notes boisées, terreuses, de pamplemousse et de rose. En dépit de son utilisation abondante, la nature des molécules responsables de son odeur est encore un sujet de controverses. Dans un premier temps, l’étude des constituants volatils a été entreprise, et certaines incohérences de la littérature ont été mises en évidence. Par la suite, l'analyse par GC × GC d'huiles de vétiver d'origines différentes a permis de mieux comprendre la variabilité de cette matière première. Elle a également facilité l’identification de substances odorantes d'impact, réalisée par GC-O sur l’huile essentielle et l’acétate de vétiveryle. La synthèse de plusieurs dérivés zizaane a également été développée pour confirmer certains des résultats de la caractérisation des odorants. Nous avons également développé une nouvelle procédure pour la synthèse à grande échelle de dérivés nor-zizaane à puissante odeur de vétiver. Lors de cette étude, nous avons développé une nouvelle réaction de décarbonylation utilisant le peroxyde d'hydrogène en milieu alcalin. Cette réaction a pu être appliquée sur différents aldéhydes aliphatiques, les meilleurs résultats étant obtenus avec des substrats α-disubstitués. Une bonne sélectivité a également pu être observée sur les aldehydes linéaires, qui conduisent généralement à l’acide dans de telles conditions. / Vetiver have been used from centuries in South India to prevent soil erosion and later on, the essential oil produced by distillation of this raw material has begun to been largely employed in perfume composition. This essential oil is now abundantly used in the confection of men perfumes for its pleasant fragrance of wood, earth, grapefruit and rose. However, paradoxically, the nature of its impact odorants still remains controversial. At first, we have realized the review of the volatile constituents identified in this material, and some discrepancies of the literature have been highlighted. Then, the analysis by GC × GC of vetiver oils from different origins has permitted to better understand the composition of these materials. Subsequently, the characterization of the impact odorants of Haitian vetiver essential oil and vetiveryl acetate has been performed by GC-O. To confirm some of the results of this investigation, several zizaane derivatives have been synthesized, and in the course of this study, we developed a new reaction of decarbonylation of aliphatic aldehydes using alkaline hydrogen peroxide. A new procedure for the large scale preparation of highly potent nor-zizaane odorants could then be developed. Moreover, when exploring the scope and limitations of this reaction, it appeared to be applicable on various aliphatic aldehydes. The best results were obtained with α-disubstituted substrates, and a surprisingly good selectivity of this reaction was noticed on linear aldehydes.

L'influence du vétiver sur le devenir des polluants métalliques (Cu et Cd) et organique (insecticide : endosulfan) dans le système sol-eau-vétiver a été étudiée dans deux sols représentatifs du Burkina Faso, un sol vertique et un sol ferrugineux. Des études d'adsorption en batch, des essais en vase de végétation en conditions contrôlées et en lysimètres en conditions naturelles ont été réalisées. Les sols plantés au vétiver montrent des coefficients d'adsorption (Kf) de l'endosulfan significativement plus élevés comparés à ceux des sols non plantés. En vases de végétation, le temps de demi-vie estimé de l'endosulfan dans les sols plantés est 1,1 fois moins important comparé aux sols non plantés, en relation avec l'augmentation significative de la microflore dégradant l'endosulfan en présence du vétiver. Par ailleurs, les teneurs en Cu et Cd dans le vétiver sont significativement plus élevées pour le sol ferrugineux que pour le sol vertique 6 mois après traitement. Le coefficient d'absorption biologique (CAB) de Cu et Cd et leurs facteurs de bioconcentration (FBC) et de translocation (FT) supérieurs à 1 dans le vétiver démontrent son efficacité à absorber et à accumuler Cu et Cd. En conditions extérieures, 6 mois après le traitement, les quantités lessivées de Cu sont très faibles pour l'ensemble des colonnes. Pour les sols plantés au vétiver, les quantités lessivées d'endosulfan et de Cd sont plus de deux fois inférieures à celles des sols non plantés, en relation avec leur adsorption plus élevée et la dégradation favorisée de l'endosulfan dans les sols plantés. / The influence of vetiver on the fate of two heavy metals (Cu and Cd) and an insecticide (endosulfan) in the soil-water-vetiver system was studied in two representative soils of Burkina Faso, a vertisol and a lixisol. Batch adsorption coefficient measurements, pot and leaching experiments, under phytotronic and outdoor conditions, respectively, were conducted. For both soils, adsorption coefficient values (Kf) of endosulfan, Cu and Cd were higher on planted soils than on unplanted soils. In the pot experiments, the estimated endosulfan half-life (DT50) in planted soils was 1.1-fold lower compared to unplanted soils, in accordance with the significant increase of the microflora degrading endosulfan in planted soils. Moreover, the Cu and Cd contents in vetiver grass were significantly higher for the lixisol than for the vertisol. The biological absorption coefficient (BAC), the bioconcentration and translocation factors (BCF and TF, respectively) of Cu and Cd were greater than 1 in vetiver, that showed the efficiency of vetiver to absorb and accumulate Cu and Cd. In outdoor conditions, 6 months after treatment, the leached Cu amounts were very low for all columns. In the presence of vetiver, the Cd and endosulfan leached amounts were more than 2-fold lower than those of unplanted soils, related to their higher adsorption and the faster degradation of endosulfan in planted soils.

Ce mémoire de doctorat rassemble les travaux réalisés dans le cadre d’une étude analytique approfondie et systématique des substances à odeur boisée. Ces substances définissent une famille d’ingrédients unanimement appréciés pour leurs notes puissantes et recherchés par les parfumeurs pour composer les accords parmi les plus emblématiques de la profession. Les matières premières inscrites au programme de cette étude sont les essences de Gaïac, d’Araucaria, de Patchouli, de Cyprès Jaune d’Alaska, de Vétiver et d’Agarwood, ainsi que certains de leurs produits dérivés. La plupart de ces matières premières sont couramment utilisées par l’industrie du parfum. Leur spécificité provient de leur composition chimique très largement dominée par les dérivés sesquiterpéniques, conférant ainsi à ces extraits une complexité moléculaire indéniable. Les principaux objectifs de cette thèse de doctorat ont consisté à améliorer la connaissance de ces matières premières en termes de composition chimique, à déterminer autant que possible les composés odorants contribuant à leur odeur, et enfin d’explorer d’éventuelles voies de valorisation pour ces mêmes ingrédients à l’échelle industrielle.La méthodologie analytique développée tout au long de l’étude a nécessité l’utilisation combinée d’un large éventail de techniques chromatographiques, spectrométriques et spectroscopiques pour parvenir à caractériser ces matières premières au plus près et à réaliser l’isolement de leurs constituants inconnus. Ainsi, ces travaux s’articulent autour de quatre outils centraux : la chromatographie gazeuse bidimensionnelle intégrale couplée à la spectrométrie de masse (GC × GC–MS), la chromatographie gazeuse couplée à l’olfactométrie (GC–O), la chromatographie gazeuse semi-préparative (GC prép.) et la résonance magnétique nucléaire (RMN). Près de 190 composés ont été isolés et caractérisés dont 107 sont décrits pour la première fois comme constituants d’extraits naturels. / This Ph.D. dissertation sums up the work carried out as part of a thorough and systematic analytical study of woody-scented substances. These substances define a family of ingredients unanimously appreciated for their powerful notes, and sought by perfumers to compose some of the most emblematic accords in perfumery. The raw materials included in the frame of this study are the oils of Guaiac, Araucaria, Patchouli, Alaska Yellow Cypress, Vetiver, and Agarwood, as well as some of their by-products. Most of these raw materials are ingredients commonly used by the perfume industry. Their chemical specificity comes from their composition largely dominated by sesquiterpene derivatives, giving these extracts an undeniable molecular complexity. The main objectives of this Ph.D. thesis were to improve the knowledge of these raw materials in terms of chemical composition, to determine as much as possible the odorous compounds contributing to their odor, and finally to explore possible ways of valorization for these products on an industrial scale.The analytical methodology developed throughout this study required the combined use of a wide range of chromatographic, spectrometric, and spectroscopic techniques in order to characterize these raw materials as precisely as possible and achieve the isolation of their unknown constituents. Thus, our work revolved around four central tools: comprehensive two-dimensional gas chromatography-mass spectrometry (GC × GC-MS), gas chromatography-olfactometry (GC–O), preparative capillary-gas chromatography (pc-GC) and nuclear magnetic resonance (NMR). Almost 190 compounds have been isolated and characterized, 107 of which are described for the first time as constituents of natural extracts.