Dissertations / Theses: 'Biomasse végétale'

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Zaplana, Tom. "Optimisation de la fermentation de la biomasse végétale par Lachnoclostridium phytofermentans." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASL079.

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Abstract:

Le développement de sources d'énergie renouvelables nécessite l'optimisation de la conversion de la biomasse végétale en biocarburants tels que le butanol. Les Clostridia, et plus particulièrement Lachnoclostridium phytofermentans, sont des bactéries anaérobies capables de dégrader la cellulose et de produire des composés d'intérêt, ce qui en fait des candidates idéales pour cette transformation.Cette thèse vise à repousser les limites de l'ingénierie métabolique de L. phytofermentans pour optimiser la production de butanol. Les objectifs principaux sont : (1) développer une souche évoluée capable de résister à de fortes concentrations de butanol, (2) introduire une voie de synthèse du butanol via des approches de biologie synthétique, et (3) implémenter un système CRISPRi pour moduler le métabolisme central de manière précise.Pour atteindre ces objectifs, plusieurs approches ont été mises en œuvre. L. phytofermentans a été soumise à une évolution dirigée sur 480 jours dans un automate de cultures continues (appelé GM3), aboutissant à une souche résistante au butanol. La caractérisation phénotypique et génomique de cette souche a permis d'identifier plus de 500 mutations associées à la résistance. Parallèlement, une voie de synthèse du butanol a été conçue et transformé dans L.phytofermentans. Un biosenseur spécifique du butanol a été adapté pour détecter sa production.Enfin, un système CRISPRi basé sur dLbCas12a a été développé, permettant le clonage jusqu'à huit guides pour réprimer spécifiquement des gènes clés du métabolisme.La souche évoluée, PHY24.0#6, a montré une tolérance accrue au butanol, un temps de génération réduit de moitié et une densité de croissance maximale augmentée de 1,3 fois. L'analyse de la membrane plasmique a révélé une composition en acides gras plus longs et plus insaturés. Bien que la production de butanol n'ait pas été détectée après l'introduction de la voie de synthèse, le biosenseur spécifique a été intégré avec succès. Le système CRISPRi a permis de réprimer l'expression de gènes du métabolisme central jusqu'à 20 fois, y compris des gènes dont la délétion serait létale, comme le trio Cphy_1326-1327-0089 responsable de la production d'acétate et de dihydrogène.Ces travaux ont permis d'améliorer la tolérance de L.phytofermentans au butanol et de développer des outils moléculaires innovants tels que le système CRISPRi multiplex. Ces avancées contribuent à une meilleure compréhension du métabolisme de cette bactérie et ouvrent des perspectives pour optimiser la production durable de biocarburants à partir de biomasse végétale. Les approches développées pourraient être transposées à d'autres modèles de Clostridia, favorisant ainsi le développement de solutions énergétiques innovantes et respectueuses de l'environnement
The development of renewable energy sources requires optimization of the conversion of plant biomass into biofuels such as butanol. Clostridia, and more specifically Lachnoclostridium phytofermentans, are anaerobic bacteria capable of degrading cellulose and producing compounds of interest, making them ideal candidates for this transformation.This thesis aims to push back the limits of metabolic engineering of L. phytofermentans to optimize butanol production. The main objectives are: (1) to develop an evolved strain capable of withstanding high concentrations of butanol, (2) to introduce a butanol synthesis pathway via synthetic biology approaches, and (3) to implement a CRISPRi system to precisely modulate central metabolism.To achieve these objectives, several approaches were implemented. L. phytofermentans was subjected to directed evolution over 480 days in a continuous culture automaton (called GM3), resulting in a butanol-resistant strain. Phenotypic and genomic characterization of this strain identified over 500 mutations associated with resistance. In parallel, a butanol synthesis pathway was designed and introduced into L. phytofermentans, and a butanol-specific biosensor was adapted to detect its production.Finally, a CRISPRi system based on dLbCas12a was developed, enabling the cloning of up to eight guides into a plasmid to specifically repress key metabolic genes.The evolved strain, PHY24.0#6, showed increased tolerance to butanol, a halved generation time and a 1.3-fold increase in maximum growth density. Analysis of the plasma membrane revealed a composition of longer, more unsaturated fatty acids. Although butanol production was not detected after introduction of the synthetic pathway, the specific biosensor was successfully integrated. The CRISPRi system was able to repress the expression of central metabolism genes up to 20-fold, including genes whose deletion would be lethal, such as the Cphy_1326-1327-0089 trio, responsible for the acetate and dihydrogen production.This work has made it possible to improve the tolerance of L. phytofermentans to butanol, and to develop innovative molecular tools such as the multiplex CRISPRi system. These advances contribute to a better understanding of this bacterium's metabolism and open prospects for optimizing the sustainable production of biofuels from plant biomass. The approaches developed could be transposed to other models of Clostridia, thereby fostering the development of innovative, environmentally friendly energy solutions

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Galindo, Sabine. "Production simultanée de sucres et d'éthanol à partir de biomasse végétale." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20067.

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Abstract:

Les tubercules de topinambour possedent une reserve glucidique essentiellement composee par des polyfructosanes de type inuline dont le degre de polymerisation moyen depend de la date de recolte des tubercules. La production simultanee d'ethanol et de sirops d'inuline enrichis en fructose est realisable par fermentation selective d'extraits de topinambour par la souche saccharomyces diastaticus ncyc 625 a faible activite inulinasique. Les extraits provenant de recoltes tardives sont plus fermentescibles que ceux issus de recoltes precoces contenant de l'inuline plus polymerisee: l'hydrolyse des polymeres est l'etape limitante du processus fermentaire. Les fermentations ont ete realisees en batch ainsi qu'en chemostat et en reacteur gas-lift utilisant le caractere floculant de la souche pour un recyclage par decantation. Les cultures continues permettent d'ajuster les productions de sucres et d'ethanol en fonction du taux de dilution du milieu. L'accroissement significatif de la biomasse dans le reacteur gas-lift permet une amelioration de l'enrichissement en fructose mais pas de la productivite en ethanol. Une limitation de la diffusion dans les flocs de levures due a un changement de leur structure et de leur taille peut expliquer ces resultats. La comparaison de l'activite fructosidasique des flocs et des cellules sur differents substrats polymerises permet de confirmer ces observations ainsi que le fait que l'hydrolyse est bien l'etape limitante de la fermentation. Les parametres cinetiques et fermentaires obtenus au cours des differentes experiences ont permis de modeliser la reaction d'hydrolyse afin de prevoir les productions de sucres et d'ethanol a partir d'extraits de topinambour differemment polymerises. Le principe de la modelisation est base sur le fait que la concentration residuaire d'un polymere depend a la fois de sa diffusion a l'interieur du floc, de sa propre hydrolyse et de celle du polymere superieur

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Arnaubec, Aurelien. "Analyse de la précision d'estimation de paramètres de la biomasse végétale à l'aide de techniques PolInSAR." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4320.

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Abstract:

Les techniques polarimétriques et interférométriques SAR (PolInSAR) en bande P (250Mhz - 500Mhz), offrent une solution à échelle mondiale pour l'étude des paramètres de la biomasse végétale. L'objectif de ce travail de doctorat est de proposer une analyse de la précision d'estimation que l'on peut espérer obtenir à l'aide de ces techniques pour certains paramètres tels que la hauteur de la végétation et du sol, en s'appuyant sur une des modélisation de la végétation les plus utilisées (modèle RVoG). Nous avons tout d'abord déterminé la Borne de Cramér-Rao (BCR) qui permet de fournir une borne inférieure à la variance d'estimation lorsque cette dernière est sans biais. Cette étude montre qu'il peut exister une grande diversité de situations, avec dans les cas favorables un écart type d'estimation de l'ordre du mètre pour une taille d'échantillon de 100 pixels. Il a pu ainsi être montré que la technique d'estimation la plus utilisée conduit à des variances proches de la BCR dans un grand nombre de situations. Cette étude a également permis d'analyser les performances quand on réduit l'information polarimétrique (Polarimétrie Compacte). Nous avons ensuite analysé l'influence de quelques écarts au modèle RvoG (fluctuations de la hauteur du sol et de la végétation, et décorrélation temporelle). La décorrélation temporelle semble être la perturbation la plus critique car elle peut fortement biaiser l'estimation. Finalement nous avons illustré, sur des forêts tropicales et tempérées, certains de ces résultats théoriques à l'aide de données acquises par les systèmes radar RAMSES et SETHI de l'ONERA en bande P
Polarimetric and Interferometric SAR techniques (PolInSAR) offer a global solution for vegetal biomass parameters monitoring. In the scope of this thesis, we propose to analyze the estimation precision that can be achieved with those techniques for some parameters such as ground and vegetation height, based on one of the most widely used PolInSAR vegetation model (RVoG model). We have first determined the Cramer-Rao bound (CRB), which gives a lower bound on the estimation variance, for unbiased estimation. This study shows a high diversity of situations, with in the best cases a precision of around 1 meter for a sample size of 100 pixels. It was shown that the most commonly used estimation method leads to estimation variances close to the CRB in a lot of situations. This study also allowed us to analyze the performance loss when polarimetric information is reduced (Compact Polarimetry). Then, we analyzed the influence of some deviations from the RVoG model (ground and vegetation height fluctuations, and also temporal decorrelation). Temporal decorrelation seems to be the most concerning issue as it can lead to high estimation bias. These theoritical results have been illustrated on tropical and tempered forests using P band data acquired by RAMSES and SETHI, the ONERA radar systems

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Roudet, Jocelyne. "Polymérisation de monomères issus de la biomasse végétale : polymérisation cationique et polyestérification." Grenoble INPG, 1987. http://www.theses.fr/1987INPG0121.

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Abstract:

Polymerisation d'hemicelluloses et de lignines. Polymerization cationique de monomeres de types alcenes ou heterocycles catalysee par les sels d'aryldiazonium. Mecanisme d'amorcage. Preparation d'un polyester furamique a partir de l'hydroxymethyl-5 furyl acrylate d'ethyle, de structure reguliere, cristallisant facilement

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Carillon, Thierry. "Valorisation d'hydrolysats de matière végétale : procédé de séparation du D-xylose et du D-mannose." Toulouse, INPT, 1987. http://www.theses.fr/1987INPT007G.

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Abstract:

Un procede de separation chromatographique du d-xylose et du d-mannose est mis au point. Une analyse bibliographique des differentes methodes de separation des monosaccharides a permis de choisir la chromatographie d'echange de ligand sur resines echangeuses de cations. Les mecanismes de complexation sont discutes en relation avec le choix du contre ion et la structure des sucres. L'influence des differents facteurs est etudiee a l'aide de plans d'experiences. Un modele de separation chromatographique est propose et adapte au cas du d-xylose et du d-mannose. La modelisation a permis le dimensionnement de l'installation. La separation des constituants d'hydrolysats de matiere vegetale est etudiee par ce procede

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Triki, Ben Salem Rania. "Valorisation de la biomasse végétale : Elaboration de poly(esteramide)s à partir de monomères biosourcés." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066210.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire s'intéresse à la valorisation de la biomasse végétale à travers la synthèse de nouveaux poly(esteramide)s (PEAs) issus de monomères furaniques. Trois méthodes efficaces permettant l’obtention des PEAs furaniques ont été étudiées : (i) la polycondensation en masse directe des monomères, (ii) l'aminolyse de polyesters furaniques et (iii) l'interéchange entre oligomères. Les analyses structurales menées par RMN et spectrométrie de masse MALDI-ToF ont permis de confirmer la formation des polyesteramides recherchés. Le rapport ester/amide dans les polymères finaux est gouverné par le rapport initial amine/ester, tout exces de diol étant éliminé pendant la synthèse à haute température via une série de réactions d'interéchange. Cependant, l'existence de réactions secondaires a également été démontrée, en particulier la formation d'extrémités furyles inactives par décarboxylation et la formation de branchements de type amidine par réaction amine-amide. Les meilleurs résultats ont été obtenus par polycondensation en masse à partir des monomères et par aminolyse de polyesters aliphatiques par réaction d'une diamine furanique
The work reported in this thesis was carried out in the context of vegetal biomass valorization and focuses on the synthesis of new polyesteramides (PEAs) from furan-based monomers. Three efficient methods of polyesteramide synthesis were studied: (i) direct polycondnesation of monomer mixtures in the bulk, (ii) aminolysis of furanic polyesters and (iii) interchange reaction between oligomers. The NMR and MALDI-ToF MS structural analyses confirmed the formation of the expected polyesteramides. Interestingly, the ester/amide ratio in final copolymers was governed by the initial diester/diamine ratio, any diol excess being eliminated during the synthesis via a series of interchange reactions. However, the existence of side reactions was also demonstrated, specially the formation of inactive furyl end-groups and chain branching through the formation of amidine groups by amine-amide reaction. The best results were obtained by bulk polycondensation from monomers and by aminolysis of aliphatic polyesters by a furanic diamine

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Grégoire, Vincent. "L’apport de biomasse végétale et l’amélioration des propriétés hydrauliques des sols organiques cultivés." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66302.

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Abstract:

Au sud de Montréal (Québec, Canada), une zone de plus de 12 000 hectares de sol organique est réputée pour sa production maraichère. D’anciens dépôts de végétation forment ce sol se distinguant des sols minéraux typiques, avec des propriétés favorables à cette culture induite par le taux élevé de matière organique. Toutefois, plusieurs mécanismes causent leur dégradation. De plus, différentes propriétés physiques ou hydrauliques se détériorent avec l’évolution du sol, causant également des problèmes de drainage. Ainsi, des mesures de conservation nécessitent d’être mises en place afin d’assurer la pérennité de ces terres agricoles. Parmi les approches envisagées, l’incorporation de biomasse végétale broyée permettrait d’apporter de la matière organique, mais également d’améliorer la qualité physique du sol. Pour valider cette méthode, différentes doses de biomasse végétale d’espèces ligneuses et de graminées ont été incorporées à des échantillons de sol et incubées pendant 12 mois. Des mesures ponctuelles de diverses propriétés physiques et des comportements hydrauliques ont permis d’évaluer l’amplitude et la durée de l’effet des biomasses selon la dose appliquée. Le suivi de la hauteur des échantillons a permis de noter un gain jusqu’à 73 mm de sol organique après l’incorporation d’une forte dose de biomasse, comparativement au témoin. La modélisation de la courbe de rétention a permis d’établir des relations marquées de l’augmentation de la teneur en air de 23,8% à 37,8% selon le dosage durant l’incubation pour le sol de surface, mais sans changements notables en profondeur. Trois indicateurs de performance ont été utilisés pour évaluer le comportement du drainage, qui s’est avéré rapide dans les conditions du dispositif expérimental. Le drainage a ralenti selon la dose de biomasse, mais le sol s’aérait plus rapidement en surface. Les biomasses des espèces ligneuses ont eu une plus grande influence sur les différentes propriétés des sols étudiés que les graminées.
South of Montreal (Québec, Canada), an area of 12 000 hectares is well known for its vegetable production. Accumulated vegetation led an organic soil with advantageous properties for vegetable production when compared to typical mineral soils. However, several degradation processes are affecting soil properties and a too low level (under 40 cm) of the organic layer thickness may be reached within in the next decades if conservation practices are not implemented. Physical and hydraulic properties have shown signs of deterioration leading to drainage problems. Thus, soil conservation strategies need to be developed to ensure the sustainable use of these agricultural land. Incorporation of plant biomass could compensate for losses of organic matter and could also improve the soil physical properties. To validate this mitigation practice, different vegetal biomass rates from woody and grass species were incorporated into undisturbed organic soil cores before an incubation period of 12 months. Discrete measurements allowed for the evaluation of the amplitude and persistency of the biomass effect on various physical and hydraulic properties. After an application of biomass at high rate (20% v/v), the final soil height within the cores increased up to 73 mm when compared to control cores. The modelling of the soil water retention curves led to linear relations between biomass application rates and air content. The latter increasing from 23,8% to 37,8% in the surface soil layer throughout the incubation period, but had only a minor effects on deeper soil layers. Three indicators of performance were chosen to evaluate the drainage behavior, which appeared to be fast under the experimental conditions. Drainage was slowed down with increasing biomass application rate, but surface aeration improved on the other end. In general, wood type biomass had a greater influence than the grass type biomass on the studied variables.

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Chamoulaud, Gwenae͏̈l. "Valorisation de la biomasse : transformations électrocatalytiques du furfural." Poitiers, 2000. http://www.theses.fr/2000POIT2309.

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Abstract:

La synthese simultanee de l'alcool furfurylique et de l'acide furoique a fait l'objet d'etudes systematiques des proprietes electrochimiques du furfural par la variation des parametres experimentaux et le couplage aux techniques electrochimiques et analytiques. Celles-ci ont permis d'identifier les produits de reaction, d'etudier la cinetique des reactions et d'en comprendre leurs mecanismes. L'etude de l'electroreduction du furfural en milieu aqueux montre que la nature de la cathode a un effet decisif sur la reaction. L'orientation cinetique depend de la valeur de la surtension d'hydrogene. Sur le plomb, (forte surtension), les reactions de couplage sont favorisees. Sur le platine (faible surtension), la decomposition du solvant est forte et conduit a des rendements faradiques et des taux de conversion faibles. Sur le cuivre (surtension intermediaire), l'optimisation des parametres experimentaux a permis de trouver un compromis entre les reactions de couplages et la decomposition du solvant. Les taux de conversion, les selectivites en alcool furfurylique et les rendements chimiques sont alors de l'ordre de 95%. Pour l'electrooxydation du furfural en acide furoique, seule l'electrode de nickel semble convenir. En effet, sur le plomb, les reactions d'oxydation conduisent a l'ouverture du cycle furanique, et l'anode de cuivre se corrode. L'amelioration de la stabilite du nickel et l'augmentation de sa surface active ont permis d'obtenir des selectivites en acide furoique et des rendements chimiques proches de 100%. Les analyses rx ont montre que ce sont les oxydes -niooh qui sont actifs. En cours de reaction, ces oxydes sont reduits en -ni(oh) 2 et regeneres ensuite en -niooh par le potentiel applique. Par la suite, l'electrosynthese double de l'alcool furfurylique et de l'acide furoique a ete realisee, et l'emploi d'electrodes de plus grande surface specifique a permis d'obtenir des taux de conversion de l'ordre de 70% et des selectivites proches de 90%.

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Lê, Ngọc Huyền Trân. "Transformation de la biomasse aérienne de Miscanthus giganteus : aptitude à la dégradation enzymatique et valorisation des coproduits en agro-matériaux." Amiens, 2011. http://www.theses.fr/2011AMIE0100.

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Abstract:

L’utilisation de la biomasse végétale pour produire des matériaux durables ou encore de l’énergie suscite un intérêt croissant. Le miscanthus (Miscanthus giganteus) est une graminée à fort potentiel dans le domaine des biocarburants. La biomasse peut être récoltée « en vert » à l’automne pour un maximum de biomasse ou « en sec » en hiver. L’objectif de cette étude est d’une part préciser l’impact des modalités de récolte du miscanthus (précoce, tardif) sur la composition chimique et l’aptitude à la saccharification enzymatique de la biomasse aérienne pour produire du bioéthanol de seconde génération et d’autre part évaluer une possible valorisation des résidus de cette saccharification en agro-matériaux. La date de récolte influence la qualité chimique de la biomasse au niveau de la proportion de la fraction soluble et dans une moindre mesure la qualité intrinsèque des parois. L’hétérogénéité chimique des organes s’accompagne d’une susceptibilité variable aux enzymes de saccharification. Le miscanthus est très récalcitrant à la dégradation enzymatique et nécessite un prétraitement. Le prétraitement à l’ammoniaque est plus efficace que le prétraitement à l’acide et permet de révéler l’impact de la date de la récolte sur la saccharification enzymatique : le taux de conversion de la biomasse précoce est supérieur au rendement obtenu pour la récolte tardive. Cette étude a ensuite été consacrée à la valorisation des coproduits solides dans l’élaboration de matériaux cimentaires ou composites autoliés par thermocompression. Les matériaux cimentaires possèdent une bonne ouvrabilité et des résistances mécaniques intéressantes. Le traitement enzymatique des lignocelluloses ne permet pas de lever le retard de prise important des bétons lignocellulosiques. Contrairement au miscanthus non traité, les coproduits de la saccharification de la biomasse prétraitée par l’acide ou l’ammoniaque permettent l’obtention de composites autoliés. Une utilisation à des fins industrielles de ces composites nécessite toutefois une amélioration de leurs propriétés d’usages
The use of plant resources in renewable materials and energy is receiving increased interest. In this respect, Miscanthus (Miscanthus giganteus) is a perennial grass showing great potential as a raw material for bioethanol production. The plant biomass can be harvested at different dates, in autumn (early harvest) in order to maximize yield, and in winter (delayed harvest). The main objectives were first to evaluate the impact of harvesting date (early, late) on the chemical composition susceptibility to enzymatic saccharification of miscanthus aiming at production second generation bioethanol, second to explore the use of lignocellulosic byproduct into agromaterials. The proportion of soluble fraction is mainly affected by the harvesting date while few change occurred in the cell wall composition. Chemical heterogeneity according to the type of organ leads to variation in susceptibility to saccharification. Owing to its high recalcitrance towards enzymatic conversion, a chemical pretreatment is required. Ammonia pretreated biomass is more prone to saccharification compared to acid treated samples. Following ammonia treatment, early harvested biomass is shown to be more efficiently converted by enzymes than a diluted acid pretreatment. Then the use of solid byproducts into cementitious material and self-binding fiberboards is explored. The obtained cementitious material had a great workability and interesting mechanical properties. Enzymatic treatment does not improve the delay in the setting time of the lignocellulosic composite. In contrast to the raw miscanthus, fiberboards are obtained by hot-pressing of byproducts from the saccharified biomass. Nevertheless, industrial applications would still require further improvements of the composites properties

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Alliot, Vanessa. "Des molécules de la biomasse vers des tensioactifs trimodulaires originaux." Nancy 1, 1999. http://www.theses.fr/1999NAN10304.

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Les objectifs de ce travail portent sur la préparation, l'évaluation physico-chimique et également biologique de molécules tensioactives trimodulaires issues de la biomasse, en vue d'application dans des domaines variés tels que l'industrie agro-alimentaire (agrochimie, fermentation, alimentation. . . ), l'industrie pharmaceutique et parapharmaceutique (cosmétique, émulsifiants. . . ) et le nucléaire (complexation de métaux. . . ). La conception de ces nouvelles molécules est basée sur le principe de la synthèse modulaire. Deux voies de synthèse sont étudiées: elles consistent à imbriquer, tel un jeu de "légo", le module polaire au module de jonction (Lysine), puis le ou les modules apolaires et inversement. La première voie de synthèse débute par la condensation d'acides gras ou de leurs dérivés sur la Lysine. Ensuite, l'obtention de tensioactifs trimodulaires mono ou bicaténaires est réalisée par greffage d'un module hydrophile, type sucres ou dérivés. La deuxième stratégie met en jeu une condensation primaire d'un module polaire sur la Lysine. Puis, divers acides gras sont greffés, afin de préparer 4 familles de tensioactifs monocaténaires et 2 familles de tensioactifs bicaténaires, avec des chaînes grasses se composant de 8 à 18 groupes méthylènes. L'étude physico-chimique des produits synthétisés montre que les solutions aqueuses des tensioactifs monocaténaires présentent de bonnes propriétés de surface et forment des systèmes moléculaires organisés. Ils peuvent être utilisés pour former des émulsions et devraient permettre la préparation de vésicules. Les études biologiques menées sur ces tensioactifs trimodulaires montrent que leurs additions à un milieu de cultures de levures (Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces bulgaricus et Saccharomyces bayanus) ont des répercutions sur la croissance, la respiration cellulaire et le pouvoir fermentaire. Nous observons des effets stimulants pour certains dérivés ou au contraire des effets inhibiteurs pour d'autres composés
The aims of this work concem the preparation, the physico-chemical and also biological evaluation, of trimodular surfactants resulting of biomass, for application in some various fields such as food industry (agrochemical, fermentation, feeding. . . ), pharmaceutical and parapharmaceutical industry (cosmetic, emulsifier. . . ) and nuclear power (complexation ofmetal. . . ) The design of these new molecules is based on the principle of the modular synthesis. Two ways of synthesis are studied : they consist in imprecating, such as a game of "Lego", the polar module with the module of junction (lysin), then the hydrophobic modules or their derivatives and conversely. The first way of synthesis begins with the condensation of fatty acids or of their derivatives on lysin. Then, obtaining trimodular surfactants mono or bicatenary is carried out by grafting of an absorbent, standard module sugars or derived. The second strategy brings into play a primary condensation of a polar module on lysin. Then, various acids are grafted, in order to prepare 4 families of monocatenary surfactants and 2 families of bicatenary surfactants, with fatty chains being composed of 8 to 18 methylenes groups. The physico-chemical study of the synthesized products shows that the aqueous solutions of monocatenary surfactants present good properties of surface and form organized molecular systems. They can be used to form emulsions and should allow the preparation of blisters. The biological studies undertaken on these trimodular surfactants show that their additions in a culture medium of yeasts (Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces bulgaricus and Saccharomyces bayanus) have repercussions on the growth, cellular breathing and the fermentation. We observe stimulative effects for some molecules or on the contrary inhibiting effects for others

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Prat, Laurent E. "Modélisation d'un réacteur thermo-mécano-chimique bi-vis utilisé en fractionnement de la matière végétale." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT019C.

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Abstract:

Le developpement de nouvelles voies de valorisation chimique des productions agro-industrielles passe par une transformation susceptible d'apporter une valeur ajoutee, mettant en uvre des technologies proches de celles que ces industries maitrisent deja, et dont le dimensionnement est compatible d'une part avec leur capacite d'investissement et d'autre part avec les caracteristiques des productions vegetales (faible densite, couts de collecte et de transport). Les travaux effectues dans ce sens depuis plusieurs annees ont mis en evidence les possibilites offertes par le reacteur extrudeur bi-vis comme outil de fractionnement et de transformation des agroressources. L'adaptation de la configuration, du profil de vis et des conditions operatoires permettent d'exploiter le reacteur bi-vis comme un extracteur-raffineur des constituants de la matiere vegetale. Ce travail propose une premiere etape dans la modelisation d'un extrudeur bi-vis utilise en fractionnement de la matiere vegetale et plus particulierement en extraction solide/liquide. Il aborde la modelisation des phenomenes de transport d'un melange polyphasique solide/liquide au sein du reacteur grace a un modele monodimensionnel. Afin de predire les rendements d'extraction, un modele de transfert de matiere et de reaction est couple avec le modele de transport. Une methodologie est presentee pour acquerir en reacteur batch les grandeurs utiles au transfert de matiere au sein de matrices vegetales. Enfin, une approche energetique est proposee pour aborder la question de la repartition de la consommation en energie dans le reacteur et de sa modelisation.

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Timpano, Hélène. "La machinerie de biosynthèse de la cellulose : une cible pour améliorer l’utilisation de la biomasse végétale." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112228.

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Abstract:

La production de biocarburants de deuxième génération basée sur la transformation de la biomasse végétale est une question d’actualité. La biomasse végétale est représentée par les parois des cellules, qui consistent en un réseau de microfibrilles de cellulose et de polysaccharides enchâssés dans de la lignine. Pour exploiter pleinement le potentiel de cette biomasse, il est nécessaire d’apporter des connaissances complémentaires sur les mécanismes de biosynthèse de ces polymères pariétaux. Par exemple, il est important d’améliorer le rendement de saccharification des microfibrilles de cellulose afin de produire de plus grandes quantités de bioéthanol. Nous avons donc combiné des études basées sur le modèle bien connu Arabidopsis et sur Brachypodium distachyon, la nouvelle espèce modèle pour les graminées tempérées et les céréales monocotylédones dédiées à la production de biocarburants. La cellulose est synthétisée par des complexes membranaires de cellulose synthases (CSC) qui contiennent les sous-unités catalytiques de cellulose synthase (CESAs), et cela requiert d’autres partenaires parmi lesquels KOR1, une endo-β-1,4-glucanase. Le trafic intracellulaire des CESAs semble jouer un rôle crucial dans la régulation du niveau de la synthèse de la cellulose. Nous avons étudié en détails le trafic intracellulaire de KOR1 dans des hypocotyles d’Arabidopsis cultivés à l’obscurité. En parallèle, lors d’un crible visuel de la collection de mutants de Brachypodium de l’INRA de Versailles, nous avons sélectionné un mutant nommé spa. Ce mutant partage des caractéristiques avec les mutants brittle culm du riz et de l’orge, comme par exemple des tiges cassantes, un xylème irrégulier, et une importante déficience en cellulose, surtout au niveau des tiges, qui contiennent 50% de la quantité retrouvée dans une plante sauvage. Des dosages de lignine ont montré une augmentation significative chez spa. De façon itnéressante, ce mutant présente un défaut flagrant du port érigé, au contraire des mutants brittle culm qui sont parfaitement érigés. Les défauts mécaniques du mutant spa s’illustrent par un module de Young trois fois inférieur à celui d’une plante sauvage. Des approches complémentaires ont été mise en œuvre afin d’identifier les défauts génétiques responsables de ce phénotype : le séquençage de gènes candidats reliés à la synthèse de la cellulose a été réalisé ainsi qu’une approche de NGS. De plus, dans le cadre du projet Européen RENEWALL et du projet KBBE CellWall, et grâce à l’outil BradiNet (M.Mutvil, KBBE CellWall) permettant d’accéder aux réseaux de co-expression, des stratégies RNAi sont en cours afin d’inactiver certains gènes seléctionnés selon des critères d’expression spécifiques, et selon leur implication potentielle dans la synthèse de la cellulose, spécifiquement chez les monocotylédones. Parmi ces gènes nous nous sommes concentrés sur la famille des MAP65 (Microtubules Associated Proteins), qui pourraient, au vu de la relation étroite entre microtubules et microfibrilles, jouer un rôle dans la déposition de la cellulose
The production of second-generation biofuels based on the transformation of plant biomass is a pressing issue. Biomass is represented by cell walls of the plant cells consisting of a network of cellulose microfibrils and polysaccharides encrusted by lignin. To enhance the potential of plant biomass, we need to provide insights on the mechanisms of the biosynthesis of cell wall polymers. For example, it is important to improve the saccharification yield of cellulose microfibrils to produce the highest amount of bioethanol. We therefore combine studies on the well-known model plant Arabidopsis and Brachypodium distachyon, the new model species for temperate graminae and monocotyledonous crops dedicated to biofuel production. Cellulose is synthesized by plasma membrane-bound cellulose synthase complexes (CSC) containing cellulose synthase proteins (CESAs) and requires other partners among which the endo-beta1,4 glucanase KOR1. The intracellular trafficking of CESAs seems to be crucial to regulate the cellulose synthesis rate. We investigated in detail the intracellular trafficking of KOR1 in Arabidospis dark-grown hypocotyls.In parallel we selected by visual screening of the Versailles collection of mutagenized Brachypodium distachyon a mutant called spa. This mutant shares characteristics of the brittle culm mutants of rice and barley, such as brittleness, irregular xylem, and a cellulose content deficiency especially in stems, with 50% of the amount found in the wild type. Lignin assays indicate a higher amount of lignin in spa. Interestingly, this mutant is also "floppy" unlike others brittle culm mutants which are fully erected and the mechanical strength defects of spa is illustrated by a Young’s modulus three times lower than that of WT. Complementary approaches were used to identify the SPA gene: sequencing of candidate genes related to cell wall synthesis or co-expressed with secondary cell wall cellulose synthases and a classical mapping strategy combined with NGS methods. Moreover within the framework of the European RENEWALL and KBBE CellWall projects and thanks to the co-expression network tool BradiNet (M. Mutwil, KBBE project), RNAi strategies are in progress to inactivate a few genes selected according to specific expression criteria and potentially involved in cell wall synthesis specifically in monocots. Among these genes we are focusing on the MAP65 family (Microtubules Associated Proteins), which could play a role in cellulose deposition according to the close relationship between microfibrils and microtubules

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Helbert, Jérôme. "Estimation et modélisation de la distribution spatiale de l'eau au sein d'un couvert végétal : mise en oeuvre d'un dispositif multipôle fonctionnant en régime quasi-statique." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2001. http://www.theses.fr/2001VERS0014.

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Abstract:

Ce document présente un prototype de dispositif multipôle fonctionnant en régime quasi statique permettant d'accéder à la distribution spatiale du contenu en eau de la végétation. Le principe consiste à estimer le contenu en eau des couverts végétaux à partir d'une mesure de leur permittivité diélectrique. La mesure s'effectue in situ, sans contact avec les plantes, est non destructive et instantanée. Le dispositif multipôle est composé de plusieurs électrodes : un courant alternatif à 450 khz est injecté dans le milieu sonde grâce à deux électrodes, tandis qu'une ou plusieurs paires d'électrodes de réception mesurent une différence de potentiel. Une étude théorique basée sur la méthode des éléments finis a permis de simuler le fonctionnement du dispositif multipôle dans un couvert de blé considèré comme un milieu stratifié horizontalement (air, épis, tiges et sol). Les résultats montrent que la différence de potentiel entre les électrodes de réception dépend à la fois de la permittivité des épis de blé et de celle des tiges, mais que le sol n'a pratiquement pas d'influence sur les mesures. Un réseau de neurones, utilisé pour inverser les données de la simulation, montre alors que la permittivité des organes végétaux peut être estimée précisément à partir des différences de potentiel mesurées. La validation expérimentale de l'instrument a été menée sur un couvert de blé. Comme prévu par l'étude théorique, les mesures effectuées avec le dispositif multipôle sont inversement corrélées au contenu en eau des plantes. Des variations temporelles des différences de potentiel permettent ainsi de révèler des variations de contenu en eau. Par ailleurs, il est possible d'estimer le contenu en eau des plantes de blé, pour les plantes entières mais aussi pour des organes précis comme les tiges ou les épis. Les incertitudes obtenues sur l'estimation du contenu en eau sont alors du même ordre de grandeur que les incertitudes dues à la méthode destructive de référence.

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Aguilera, Segura Sonia Milena. "Chimie-physique des interactions entre solvants multicomposants et biomasse." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2019. http://www.theses.fr/2019ENCM0010.

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Abstract:

L'extraction de la cellulose et de la lignine à partir de la biomasse végétale reste un enjeu majeur pour une production plus économique et verte de carburants et de sous-produits lignocellulosiques renouvelables. Bien que l'utilisation de mélanges de solvants ait donné des résultats remarquables dans les processus de fractionnement du bois, la plupart des méthodes actuellement utilisées reposent sur des protocoles empiriques. Comprendre les mécanismes physico-chimiques de la décomposition de la biomasse et ses interactions avec les solvants lors du fractionnement permettra d’améliorer l’efficacité de ces méthodes. Dans cette perspective, cette thèse porte sur la description systématique et détaillée des interactions entre les composantes de la lignocellulose et des mélanges binaires eau-solvant organique (éthanol ou acétonitrile). Nos résultats et leur analyse ont été obtenus principalement avec des simulations de dynamique moléculaire (MD) et étayés par des études supplémentaires basées sur la chimie quantique (théorie de la densité fonctionnelle) et la mécanique quantique (QM) et le schéma mixte mécanique quantique/mécanique classique (QM/MM). Avec ces outils, nous avons d’abord établi un comportement non linéaire des structures avec des solvants mixtes, de leurs propriétés thermodynamiques et de la dureté dynamique, en relation avec leur réactivité globale. L'analyse du nombre moyen de liaisons H avec la composition du liquide montre que les molécules d'alcool ont tendance à se substituer aux molécules d'eau, ce qui permet de compenser la perte de liaisons H dans les domaines solvatés par l'eau. Le rôle des groupements organiques dans les mélanges de solvants sur les changements de conformation induits dans les principaux composantes du bois (cellulose, lignine et hémicellulose) est mis en évidence et leur dépendance vis-à-vis de la composition en solvants distincts est dévoilée pour chaque solvant organique et sa concentration dans l’eau. Cette dépendance est expliquée par les interactions interatomiques préférentielles soluté-solvant en fonction des compositions en solvants. Par la suite, l’évolution des forces d’interaction dans les complexes de lignine-cellulose et de lignine-xylane s’avère également présenter des profils dépendant des solvants. Tout ceci conforte la conclusion générale selon laquelle les actions spécifiques des mélanges de solvants à base d’eau et de composés organiques sur les composantes de la lignocellulose sont des facteurs déterminants dans le comportement non linéaire macroscopique observé dans le gonflement du bois
Extraction of cellulose and lignin from plant biomass remains a major issue for enabling more economic and green production of lignocellulosic renewable fuels and byproducts. Although the use of multicomponent solvents has provided remarkable results in wood fractionation processes most of the currently used methods rely on empirically elaborated protocols. Understanding the physicochemical mechanisms of biomass breakdown and its interactions with solvent medium during fractionation will lead to more efficient use of biomass. This defined the focus in this thesis work on a systematic and detailed description of the interactions between ligoncellulose components with binary water-organic mixtures of ethanol and acetonitrile. Our results and their analysis were obtained predominantly with molecular dynamics (MD) simulations, and supported by additional studies of quantum chemical (Density Functional Theory) and mixed quantum mechanical (QM) and classical MD scheme (QM/MM). With these tools we first established a non-linear behavior of the mixed solvent structures, thermodynamic properties and dynamic hardness, as a measure for their global reactivity. The analysis of the average numbers of HBs with the liquid composition shows that alcohol molecules tend to substitute water molecules, allowing compensating for the loss of H-bonds in the water solvent domains. The role of organic component in water solvent mixtures on the conformational changes induced in the main wood components (cellulose, lignin and hemicellulose) is highlighted and their dependence on distinct solvent compositions is unveiled for each organic solvent component and its content in water. This dependence is explained by preferential solute-solvent interatomic interactions as a function of solvent compositions. Subsequently, the evolution of interaction forces in lignin-cellulose and lignin-xylan complexes are also found to have solvent-dependent profiles. All this supports the general conclusion about specific solvent actions on lignocellulose compounds being the driving factors in the observed macroscopic non-linear behavior in wood swelling in mixed water-organic solvents

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Sow, Demba. "Contribution à l'étude expérimentale et à la modélisation de la digestion anaérobie de Euphorbia tirucalli et d'autres plantes à latex sahéliennes : euphorbia balsamifera et calotropis procera." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1993. http://www.theses.fr/1993ECAP0323.

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Abstract:

Le présent travail a consisté à fermenter des plantes à latex pour la production de biogaz. Ainsi, Euphorbia tirucalli, coupé en morceaux ou broyé, est digéré à 37°C puis à 48°C dans différents réacteurs. Les rendements varient de 0,301/l. J a 0,891/l. J. La meilleure productivité en biogaz est obtenue avec la plante coupée en morceaux. La digestion anaérobie de Euphorbia balsamifera et de Calotropis procera, avec des réacteurs de 1,5 l incubés à 37°C puis à 48°C, a donné des rendements variant de 0,30 l/l. J à 0,78 l. J. Notre modèle de simulation de la digestion anaérobie est basé sur l'acétate, le propionate et le glucose. Grâce aux équations mathématiques proposées et aux résultats expérimentaux, nous avons déterminé les constantes des équations. Ainsi, nous avons validé le modèle pour différents fermenteurs de Euphorbia tirucalli.

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Saavedra, Rios Carolina del Mar. "Etude des carbones durs issus de la biomasse pour l’application dans les batteries Sodium-ion." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. https://thares.univ-grenoble-alpes.fr/2020GRALI072.pdf.

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Abstract:

La demande croissante en batteries Lithium-ion a suscité une certaine inquiétude concernant l'approvisionnement en matières premières critiques nécessaires à leur production, en particulier les ressources en Li, Co, Ni et Cu. La technologie Sodium-ion apparait comme une alternative pouvant utiliser des ressources abondantes et uniformément réparties, et qui pourrait réduire le coût des batteries par rapport au Lithium-ion. Toutefois, le débouché commercial des batteries Sodium-ion est encore limité par le développement de matériaux d'électrode négative à haute performance et bas coût. L'option la plus prometteuse est un matériau carboné désordonné appelé carbone dur, obtenu par traitement thermique à haute température de précurseurs organiques. Malgré ses bonnes performances, le carbone dur est toujours plus cher que le graphite utilisé dans les batteries Lithium-ion, étant donné le coût élevé de ses précurseurs synthétiques. La biomasse lignocellulosique a récemment attiré l'attention en tant que précurseur du carbone dur, étant donné sa nature renouvelable, son accessibilité et son faible coût. Cependant, la grande variabilité des matières premières de la biomasse ainsi que le faible rendement de la réaction de pyrolyse, rendent leur application commerciale plutôt difficile. De plus, le rôle de la composition de la biomasse sur les propriétés du carbone dur n’est pas complètement compris. Le travail de recherche présenté ici est une approche interdisciplinaire, visant à élucider l'impact de la composition de la biomasse sur les propriétés physico-chimiques et électrochimiques des carbones durs résultants ainsi que le rendement de leur synthèse. Un ensemble de 25 précurseurs ont été sélectionnés pour cette étude. La composition de chaque précurseur, telles que le contenu organique et inorganique élémentaire, et le contenu macromoléculaire, ont été évaluées. Les carbones durs synthétisés ont été caractérisés par des techniques de XRD, Raman, SEM, TEM, SAXS, XPS et de cyclage galvanostatique. Le contenu et la composition inorganique du précurseur, en particulier la présence de composés de Si, Ca et K, ont semblé jouer un rôle essentiel dans le développement de la structure et de la surface du carbone dur. Par conséquent, ils ont un impact négatif important sur les performances du carbone dur, en produisant des irréversibilités élevées. Compte tenu de leur faible teneur en cendres couplé à leur faible cout et leur faible impact environnemental, les résidus forestiers et certain résidus agricoles, semblent être le meilleur compromis pour l'application du carbone dur
The ever-increasing demand for Lithium-ion batteries has raised some concern regarding the supply of the critical raw materials needed for their production, especially the Li, Co, Ni and Cu resources. The Sodium-ion technology appears to be an alternative which potentially uses abundant, and evenly distributed resources, that is able to reduce the cost of the batteries compared to Lithium-ion. However, the commercial intrusion of Sodium-ion batteries is still limited by the development of low-cost and high-performance negative electrode material. The most promising option is a disordered carbonaceous material called hard carbon obtained from high-temperature thermal treatment of organic precursors. Despite its good performance, hard carbon is still more expensive than the graphite used in Lithium-ion batteries, given the high cost of the synthetic precursors. Lignocellulosic biomass has recently attracted attention as a hard carbon precursor, given its renewable nature, accessibility, and low cost. However, the high variability of biomass feedstock, together with the poor yield of the pyrolysis reaction, make their commercial application rather difficult. Moreover, there is no clear understanding of the biomass composition role on the hard carbon properties. The research work presented here is an interdisciplinary approach, aiming to elucidate the biomass composition's impact on the physicochemical and electrochemical properties of the derived hard carbons as well as their synthesis yield. A set of 25 lignocellulosic biomass precursors have been selected for this study. The composition of each biomass precursor, such as the elemental organic and inorganic content, and the macromolecular contents were evaluated in detail. The synthesised hard carbons were characterised by XRD, Raman, SEM, TEM, SAXS, XPS, and galvanostatic cycling techniques. The inorganic content and composition of the precursor, particularly the presence of Si, Ca, and K compounds, was observed to play a critical role in developing the hard carbon structure and surface. Therefore, they have a strong negative impact on hard carbon performances, producing high irreversibility. Because of their low ash-content, coupled with their low cost and environmental impact, precursors such as forestry residues, and some agricultural residues, appeared to be the best compromise for hard carbon application

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Picard, Hélène F. "Établissement d'espèces de sphaignes dans un contexte de production de biomasse." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27402/27402.pdf.

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Piriou, Yannick. "La polymérisation des terpènes : une voie pour la valorisation de la biomasse végétale : synthèse et caractérisation de polyterpènes." Bordeaux 1, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR10631.

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Abstract:

Afin de valoriser les terpenes, l'etude de leur polymerisation a ete entreprise. Deux axes de recherche ont ete privilegies: la synthese de nouveaux polyterpenes fonctionnels, l'oligomerisation cationique de l'alpha-pinene. Les polyterpenes obtenus presentent des proprietes physicochimiques permettant leur utilisation dans des formulations adhesives diverses: adhesifs thermofusibles et sensibles a la pression traditionnels, mastics polyurethane et resines photoreticulables, notamment

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Robles, Christine. "Fonctionnement des cistaies à Cistus albidus L. Et Cistus monspeliensis L. En Provence calcaire et silicieuse à travers la mesure des réactions écophysiologiques." Aix-Marseille 1, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX11034.

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Abstract:

Cistus albidus l. Et cistus monspeliensis l. Sont deux especes pionnieres des zones degradees qui constituent l'un des premiers stades arbustifs dans les milieux post-incendies. Elles jouent, a ce titre, un role cle dans la dynamique et le fonctionnement du tapis vegetal. A travers des mesures ecophysiologiques (variations spatio-temporelles des concentrations en nutriments et en composes de l'huile essentielle dans les feuilles et evaluation de la production de biomasse et de la productivite aeriennes pour des populations naturelles dans diverses situations ecologiques en provence calcaire et siliceuse), les mecanismes permettant d'expliquer leur distribution et leur position ecologique sont recherches. Ces deux cistes pouvant se developper sur silice comme sur calcaire, une attention particuliere est portee sur l'influence du substrat. Par ailleurs, l'impact de leur presence sur le fonctionnement de l'ecosysteme et la dynamique de la vegetation est apprehende par le biais de la mobilisation des ions a l'echelle du feuillage et des potentialites allelopathiques de l'huile essentielle du ciste blanc. Les resultats permettent de comprendre le fonctionnement des populations a cistus albidus et cistus monspeliensis, leur position ecologique ainsi que leur place dans la dynamique de la vegetation. Les potentialites allelopathiques et autotoxiques des huiles extraites des feuilles de cistus albidus justifient, en plus des autres facteurs deja connus, l'existence de peuplements quasiment monospecifiques et la rapide disparition du stade cistaie. Par ailleurs, cette etude a permis de reveler l'existence d'huiles essentielles dans differents organes du ciste blanc et rapporte leur composition. Elle a permis de mettre en evidence differentes races physiologiques chez cistus monspeliensis.

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Mealares, Christel. "Oligomères et polymères furaniques conjugués." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0129.

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Abstract:

Dans le but de la valorisation non-alimentaire de la biomasse vegetale, nous avons prepare de nouveaux materiaux furaniques: (i) des oligomeres et copolymeres polyconjugues de type poly(2,5-furylene vinylene) (pfv) a partir de monomeres furaniques (et/ou thiopheniques) ainsi que (ii) des polybases de schiff furaniques et/ou aromatiques, et (iii) des polyacetylenes substitues par des groupes furaniques. Tous ces produits ont ete synthetises et caracterises par diverses methodes physico-chimiques (ir, rmn, dsc, atg, conductivite electrique. . . ) en vue de l'obtention de materiaux potentiellement conducteurs electroniques, electroluminescents, ou encore a permeabilite selective aux fluides

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Misrahi, Audrey. "Transformation de végétaux par fermentation en milieu solide pour la production d'outils enzymatiques et de biomasse valorisée : application au couple "grain de maïs/Fusarium venenatum".Invertigations pour la production de phytases et de polysaccharidases." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. http://www.theses.fr/2007STR13247.

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Abstract:

Un procédé de fermentation en milieu solide a été défini puis mis en place ; il met en œuvre le grain de maïs et le champignon Fusarium venenatum. Deux outils sont également développés : un dispositif de culture statique à petite échelle permettant des expériences répétables et des anticorps anti-Fusarium pour assurer un suivi hors ligne spécifique de la croissance du champignon. Le couple F. Venenatum/maïs grain est évalué pour la production de polysaccharidases (glucoamylases, xylanases, cellulases, pectinases) et de phytases. Le couple est retenu comme source d’un cocktail de polysaccharidases ou encore d’un mélange de phosphatases au spectre large de substrats, incluant probablement l’acide phytique. Une analyse par spectrométrie de masse d’un extrait de fermentation en milieu solide permet d’identifier les homologues polysaccharidases chez F. Graminearum produites par F. Venenatum. Les résultats ouvrent également d’autres voies d’investigation pour des produits commercialisables
We developed a solid state fermentation process. It focuses on the growth of the fungus Fusarium venenatum on a substrate based on whole maize kernel. Designs of solid cultures have been used at the laboratory scale, to define the process and, further, assist its optimization. A specific solution of following the fungus growth has been found, which use antibody anti-Fusarium. F. Venenatum/maize kernel has been tested for its ability to produce polysaccharidases and phytases. This couple leads to the production of phosphatases with a probable large range of substrates, including phytic acid, but not to “strict” phytases. Its potential for the production of polysaccharidases has been confirmed, through enzymatic assay measurements and mass spectrometry experiments. Those ones used data on F. Graminearum’s proteins. Results also indicate other final products, as well as the production of a liquid extract rich in glucose, fungi proteins and inorganic phosphate

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Amougou, Norbert. "Importance des litières de Miscanthus × giganteus (feuilles sénescentes, racines et rhizomes) : impact de leur décomposition sur la minéralisation de C et N dans un sol." Thesis, Reims, 2011. http://www.theses.fr/2011REIMS007/document.

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Abstract:

La nécessité de maîtriser les émissions de GES (CO2, NO), la raréfaction et la hausse du prix des carburants fossiles conduisent à envisager la substitution du C fossile par du C « renouvelable » c'est-à-dire issu de la biomasse végétale. Cette stratégie de substitution doit être durable. En particulier l’exportation massive de biomasse végétale privant le sol des restitutions de résidus végétaux (par exemple pour les pailles de céréales) ; et l’implantation de nouvelles cultures notamment des plantes pérennes (par exemple le miscanthus) interrogent sur les pratiques culturales, notamment les dates et les fréquences d’exportation, indispensables pour le maintien de la fertilité des sols et une bonne gestion des cycles biogéochimiques. Miscanthus×giganteus, plante pérenne à rhizome est une des plantes « candidate » pour la production des carburants de seconde génération, en raison de son fort potentiel de production de biomasse, y compris en conditions tempérées. Dans ce contexte l’objectif principal de ce travail de thèse était de quantifier et caractériser les litières végétales recyclées vers le sol sous culture de Miscanthus, plus précisément les feuilles sénescentes,les racines et rhizomes de Miscanthus et d’étudier la minéralisation du C et N au cours de leur décomposition. Ce travail s’est appuyé sur un essai au champ de Miscanthus×giganteus, âgé de 3 à 5ans, implanté depuis 2006 à Estrées-Mons (Nord de la France), et croisant 2 dates de récolte (une récolte précoce avant l’hiver et une récolte tardive après l’hiver en fin de cycle annuel) et 2 niveaux de fertilisation azotée (0 kg N ha-1 et 120 kg N ha-1). Tout d’abord sur les litières prélevées sur cet essai,nous avons quantifié, caractérisé biochimiquement et étudié la minéralisation en conditions contrôlées des feuilles sénescentes, rhizomes et racines. Ensuite la dynamique de chute des feuilles au cours de la sénescence, leur accumulation sous forme de mulch à la surface du sol et les cinétiques de décomposition ont été étudiées au champ pendant deux années. Enfin nous avons étudié les effets de la disponibilité de l’azote sur la dynamique du C et N, la dynamique microbienne et des fonctions enzymatiques au cours de la décomposition de ces feuilles, en conditions contrôlées. La disponibilité en N a été modulée soit en apportant de l’azote minéral, soit en apportant des quantités croissantes de feuilles pour une quantité d’azote donnée. Nous montrons que le C stocké dans les trois " compartiments " recyclés potentiellement au sol est considérable : feuilles sénescentes (1à 3 t C ha-1 par an), racines (1 à 2 t C ha-1) et rhizomes (7 à 10 t Cha-1). Les rhizomes, ont une teneur en soluble-NDS de 25 à 35% et une teneur en lignine de 11 à 15% selon les prélèvements précoces ou tardifs, et une teneur en N élevée (0.7-1.5%). On observe en 263jours à 15 °C, une minéralisation des rhizomes représentant 61±8% du C apporté, supérieure à celle observée pour les racines (36±8%) et les feuilles sénescentes (53±4%). Nous montrons l’importance des feuilles sénescentes de Miscanthus dans le recyclage de matière organique vers le sol : le scénario de récolte précoce prive le sol d’un recyclage annuel de 1-3 t C ha-1 ; d’autre part qualitativement, la faible dégradabilité observée au laboratoire pour les feuilles est confirmée au champ, ce qui conduit à la formation d’un mulch important en épaisseur (2 à 4cm) et en quantité (équivalent à 6 à 7 t C ha-1).Enfin, une forte disponibilité en N accélère la vitesse de minéralisation du C à court terme. Ceci se traduit aussi par une augmentation du C microbien et de l’ergostérol, marqueur fongique, ainsi que des activités enzymatiques liées à la dégradation du C et N (xylanase, leucine aminopeptidase). En revanche, cette disponibilité forte en N réprime l’activité laccase. Nous montrons aussi que diminuer la disponibilité relative en N pour les décomposeurs, par ajout de quantités croissantes de feuilles dans le sol conduit à ralentir la croissance microbienne et fongique. Cette situation favorise très tôt l’installation de la biomasse fongique (augmentation du rapport ergostérol/C microbien) et son activité(laccase).Ce travail montre que la culture de Miscanthus permet potentiellement une forte accumulation de C organique, ce qui est favorable au maintien de la fertilité des sols à long terme. Il est maintenant essentiel de pouvoir prédire le devenir du C des parties souterraines de Miscanthus, dans la perspective de changement dans l’utilisation des terres
To control emissions of greenhouse gases (CO2, NO), fossil fuels scarcity and their rising prices lead to consider the substitution of fossil C by the "renewable" C from plant biomass. This alternative strategy must be sustainable. In particular the massive export of plant biomass depriving soil of plant residues (eg cereal straws), and the growing of new crops specially perennial crops (eg miscanthus)questioned the cultural practices (dates and frequency of biomass export) essential for maintaining soil fertility and good management of biogeochemical cycles. Miscanthus × giganteus, a rhizomatous perennial grass is dedicated to second-generation fuels production, because of its high potential biomass production.In this context the main objective of this work was to quantify and characterize Miscanthus plant litter recycled to soil, more precisely senescent leaves, roots and rhizomes of Miscanthus, and to study the C and N mineralization during decomposition of these litters. This work was performed on 3 to 5 years old Miscanthus stands established since 2006 in Northern France (Estrées Mons), either fertilized with120 kg N ha−1 year−1 or unfertilized. The sampling of litters was performed in autumn (maximal biomass production) and winter (maturity). Firstly we quantified and biochemically characterized Miscanthus senescent leaves, rhizomes and roots. Then we studied their decomposition in soil under controlled conditions (15°C, -80 kPa) during 263 days. We also investigated in the field for two years the dynamics of leaf fall during senescence, their accumulation in the form of mulch on soil surface and the kinetics of decomposition. Finally we investigated under controlled conditions the effects of nitrogen availability on C and N dynamics, microbial dynamics and enzymatic functions during the decomposition of these leaves. N availability was modulated either by adding inorganic nitrogen, or by adding increasing amounts of leaves for a given amount of nitrogen in soil.Our results showed that the C stored in the three "compartments" recycled to soil is potentially considerable: senescent leaves (1 to 3 t C ha-1 year), roots (1 to 2 t C ha-1) and rhizomes (7 to 10 t C ha-1). The rhizomes had a high NDS soluble content (25 to 35%), a high N content (0.7 to 1.5%) and low lignin content (11 to 15%) depending on early or late harvest dates. we observed after 263 days of decomposition at 15°C a higher carbon mineralization from rhizomes 61 ± 8%, than that observed for roots (36 ± 8%) and senescent leaves (53 ± 4%). We also showed the importance of senescent leavesin the recycling of organic matter in the soil: the early harvest scenario deprives the soil of an annual leaves of 1-3 t C ha-1. Qualitatively, the low degradability observed in the laboratory experiment for the leaves was confirmed in the field. This leads to the formation of an important thick layer of mulch(2 to 4cm) and quantitatively (6-7 t C ha-1). Finally, a high N availability increases the C mineralization rate in the short term which was reflected by an increase in microbial C, fungal ergosterol, and enzymatic activities related to C and N degradation of (xylanase, leucine aminopeptidase). However, this high N availability suppresses laccase activity. We also showed that decreasing N availability for decomposers by adding increasing amounts of leaves in the soil leads toslow microbial and fungal growth. However, this situation favors an early installation of fungal biomass (increased ergosterol / microbial C ratio) and their activity (laccase).This work showed that the cultivation of Miscanthus potentially allows a large accumulation of organic C which is favorable to the maintenance of soil fertility in the long term. It is now essential to predict the fate of underground C parts of Miscanthus, in the perspective of change in land use, i.e.when the Miscanthus stands is to be replaced in field by another crop

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Villalobos, Garcia Jésus. "Evaluation d'un système de traitement à base de biomasse végétale pour le traitement décentralisé des eaux usées : du pilote à l'échelle industrielle." Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://www.theses.fr/2018INPT0054.

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Abstract:

L'assainissement a de tout temps été une préoccupation majeure pour des questions d'hygiène et de santé publique. Une installation d'assainissement non collectif (ANC) assure la collecte, le transport, le traitement et l'évacuation des eaux usées domestiques. En France, l’ANC représente 20 % des installations de traitement des eaux usées domestiques. Cela concerne une population de 12 millions d'habitants, soit environ cinq millions d'installations en zones rurales. Parmi les technologies utilisées dans l’ANC, les systèmes de filtration biologique utilisant un milieu filtrant sont souvent mis en oeuvre. Le traitement des eaux usées (élimination des matières en suspension et de la matière organique) est effectué par les actions conjointes de filtration, et de biodégradation par des bactéries se développant au sein du milieu filtrant. Historiquement, des matériaux comme le sable et la tourbe sont les plus utilisés, et plus récemment des milieux à base de copeaux de coco venus remplacer la tourbe dont l’extraction est interdite, sont en développement croissant. Cependant, l’empreinte carbone produite par l'importation depuis l'étranger de matériaux tels que ce dernier est très importante. Dès lors l’utilisation de sousproduits agro-industriels locaux pourrait la diminuer et rendre l’utilisation de ces nouveaux milieux filtrants plus compatible avec des critères environnementaux. Le premier objectif de cette thèse est de déterminer le degré de fiabilité en conditions réelles d’un milieu filtrant innovant d’origine végétale ayant fait ses preuves en conditions de laboratoire. L’étude est basée sur la mise en parallèle de résultats obtenus en laboratoire et sur le terrain. Au laboratoire, une approche hydraulique a permis de caractériser le fonctionnement du lit filtrant. Sur le terrain, l’évaluation d’un filtre compact qui fonctionne de façon continue depuis plus de quatre ans et de cinq autres installations a été réalisée. Pour l’ensemble des installations, le milieu filtrant testé permet d’obtenir une qualité des eaux rejetées en accord avec la règlementation en vigueur. Les pourcentages moyens de réduction estimés de la DCO, de la DBO5 et des MES sont respectivement de plus de 79 %, 98 % et 88 %, confirmant ainsi la forte dégradation de la matière carbonée et de la pollution particulaire. Le second objectif de cette thèse consiste à établir un jeu de paramètres physicochimiques permettant de guider le choix de nouveaux matériaux potentiellement utilisables en ANC. Pour ce faire, la caractérisation des paramètres physicochimiques clés de nouveaux matériaux et des paramètres hydrauliques des lits filtrants correspondants a été effectuée. Une analyse statistique a permis d’étudier les corrélations entre ces paramètres et les performances épuratoires des matériaux. Au final, une méthodologie de sélection a été proposée
Sanitation has always been a major concern for hygiene and public health issues. An on-site sewage facility (OSSF) ensures the collection, transportation, treatment and disposal of domestic wastewater. In France, the OSSF represents 20% of domestic wastewater treatment facilities. This represents a population of 12 million or about five million rural settlements. Among the technologies used in the OSSF, biological filtration systems using a filter media are often implemented. The treatment of wastewater (removal of suspended solids and organic matter) is carried out by the joint actions of filtration, and biodegradation by bacteria developing within the filter media. Historically, materials such as sand and peat are the most used. More recently coconut-based media to replace peat, the extraction of which is prohibited, are in increasing development. However, the carbon footprint of foreign imports of materials such as coconut is very important. Therefore, the use of local agro-industrial by-products could reduce the carbon footprint and make the use of these new filter media more compatible with environmental criteria. The first objective of this PhD thesis is to determine the degree of reliability under real conditions of an innovative filtering medium of lignocellulosic origin that has been proven successful in laboratory conditions. The study is based on the comparison of results obtained in the laboratory and in the field. In the laboratory, a hydraulic approach allowed the characterisation of the filter bed operation. In the field, the evaluation of a compact filter that has been running continuously for more than four years and five other installations has been completed. For all installations, the filter media tested allowed a quality of the discharged water in accordance with the current regulations. The estimated average reduction percentages of COD, BOD5 and TSS, are respectively over 79%, 98% and 88%, thus confirming the important degradation of the organic matter and particulate pollution. The second objective of this PhD thesis is to establish a set of physicochemical parameters to guide the choice of new materials potentially usable in OSSF. To do this, the characterisation of the key physicochemical parameters of new materials and the hydraulic parameters of the corresponding filter beds were carried out. Statistical analysis made it possible to study the correlations between these parameters and the purification performances of the materials. In the end, a selection methodology has been proposed

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Cablé, Pierre-Alann. "Étude de solvants à eutectique profond pour l'extraction de molécules à haute-valeur ajoutée issues de la biomasse ligno-cellulosique." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0298.

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La biomasse lignocellulosique (bois, déchets agricoles, algues etc.) est l'une des plus importantes sources de carbone renouvelable. Dans un contexte de raréfaction des ressources fossiles et de transition écologique, son utilisation comme source d'énergie, de matériaux biosourcés et de molécules à haute-valeur ajoutée est une voie en développement. Toutefois, de nombreux défis scientifiques subsistent pour permettre une valorisation efficace de cette biomasse et ainsi permettre l'émergence de bioraffineries. L'utilisation de nouveaux solvants à faible impact environnemental, comme les solvants à eutectique profond (SEPs) permet de répondre en partie à ces problématiques. Ces travaux montrent le potentiel des SEPs pour l'extraction des composés phénoliques (CPs) contenu dans une phase aqueuse. Les calculs basés sur la chimie quantique montrent que les CPs ont une plus grande affinité avec les SEPs par rapport à l'eau. Ces résultats sont confirmés à l'échelle macroscopique avec une extraction de plus de 80 % des CPs contenus dans des huiles modèles à l'aide des SEPs. Ces derniers possèdent une efficacité proche de certains solvants conventionnels et cinq fois supérieure à celle des liquides ioniques. Toutefois, ces travaux montrent que ces SEPs ont des difficultés à extraire les CPs présents dans les produits de conversion hydrothermale du bois. Au cours de ces travaux, une autre voie d'utilisation des SEPs a été étudiée : l'utilisation des SEPs acide tel que le chlorure de choline : acide oxalique comme solvant pour le prétraitement de la biomasse. Plus de 50 % de délignification est obtenue après optimisation du procédé. Le chlorure de chlorine : acide oxalique possède une aptitude à extraire préférentiellement les hémicelluloses et la lignine sans toucher à la cellulose. Ce clivage sélectif permet une valorisation individuelle de chaque constituant
Lignocellulosic biomass (wood, wastes, algae etc.) is one of the most important renewable carbon sources. Its valorisation into fuels, chemicals and materials can lead to climate change mitigation. Nevertheless, scientific challenges remain unravelled for efficient biomass valorisation in biorefineries. A new family of sustainable solvent, deep eutectic solvents (DESs) are promising option for biorefineries development: 1) High-added value compounds extraction after thermochemical conversion (HydroThermal Liquefaction, HTL) 2) Ligno-cellulosic biomass pre-treatment (delignification process). This work shows the efficiency of DESs to extract phenolic compounds (PCs) from various media using liquid-liquid extraction. Quantum chemistry calculation show that PCs have a stronger affinity with DESs than water. These results agree well with experimental study while DESs allow to extract more than 80 % of PCs from model oil. Moreover, DESs show higher efficiency in comparison with ionic liquid(5 times) and similar efficiency than conventional solvents used in liquid-liquid extraction. Nevertheless, DES appear to be ineffective for the PCs extraction from liquid products of beechwood hydrothermal conversion. Nonetheless, the used of acid-DESs such as Choline chloride: oxalic acid for biomass pre-treatment seems to be a promising application. 50 %wt delignification yield has been obtained during beechwood pre-treatment. A selective cleavage of lignin and hemicelluloses without affecting cellulose and with ether linkages preservation. This successful separation allows the valorisation of each component of biomass

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Echairi, Abdelwahad. "Effets du cuivre sur quelques indicateurs de la qualité biologique des sols viticoles : étude à différentes échelles." Dijon, 2008. http://www.theses.fr/2008DIJOS008.

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Des produits à base de cuivre sont utilisés depuis plus d’un siècle en viticulture pour lutter contre le mildiou (et d’autres maladies). Cet élément s’accumule dans le sol, où il peut atteindre des concentrations importantes, susceptibles d’en altérer le fonctionnement biologique. Bien que potentiellement dangereux pour la biocénose des sols, le cuivre est toujours utilisé, notamment en Agriculture Biologique. Dans ce travail, nous avons cherché à préciser les impacts du cuivre sur quelques aspects de la qualité biologique des sols viticoles en conditions « réelles », à court, moyen et long terme. Les effets à long terme ont été appréciés à l’échelle d’une région viticole (la Champagne) à travers l’étude d’échantillons de sols représentant une large gamme de teneurs en cuivre. Deux sites différents, l’un en Bourgogne, l’autre en Champagne, ont été utilisés pour aborder les effets à moyen terme (décennie). Enfin, pour étudier plus en détail les effets à court terme (1 à 4 ans), nous avons utilisé une approche expérimentale diachronique dans trois sites différents, les apports de cuivre représentant la seule source de variation. Des indicateurs biologiques reconnus (biomasse microbienne, activités de minéralisation du carbone et de l’azote, nitrification) ont été utilisés en routine. Par ailleurs, deux populations fongiques d’intérêt agro-viticole ont été étudiées : les champignons endomycorhiziens et les levures isolées par culture sur jus de raisin. Les principales caractéristiques physico-chimiques des échantillons de sols correspondants ont été déterminées, incluant les teneurs en cuivre total et en cuivre extractible à l’EDTA. La biomasse microbienne est un indicateur robuste de la qualité des sols mais, pour les doses modérées de cuivre, les variations spatio-temporelles sont supérieures aux éventuels effets des apports. Il en est de même pour les activités globales de minéralisation du carbone et de l’azote. L’activité de nitrification (oxydation de l’ammonium) s’avère peu sensible et est beaucoup moins affectée par le cuivre que par les apports antérieurs d’azote réduit ; elle n’est pas utilisable en tant que bioindicateur de contamination par le cuivre. Les populations de champignons endomycorhiziens s’avèrent potentiellement intéressantes pour évaluer les effets de pratiques culturales, dont les apports de cuivre, pour peu que les autres sources de variation soient maîtrisées. Elles peuvent donner lieu à des déterminations quantitatives (nombre de spores) et qualitatives (diversité des types morphologiques) ; des différences statistiquement significatives entre traitements ont été observées dans nos expérimentations. Toutefois, l’efficacité agronomique de ces populations n’est pas abordée par ces tests. Les populations de levures s’avèrent également intéressantes pour évaluer les effets du cuivre dans les sols viticoles. Un protocole a été mis au point, permettant l’appréciation parallèle de la diversité génotypique et phénotypique des populations. La caractérisation génotypique a fait appel d’une part à la PCR-RFLP du 18S rRNA, d’autre part au polymorphisme de la région D1-D2 de l’ADNr 26S. La caractérisation phénotypique s’est limitée à évaluer l’aptitude des souches à croître sur un milieu contenant des concentrations croissantes en cuivre. Les résultats montrent une absence de relation entre caractérisation génotypique et phénotypique. Par ailleurs, de nombreuses souches sont capables de tolérer de fortes concentrations en cuivre, même lorsqu’elles ont été isolées d’un sol sans historique d’apport de cet élément
Copper-based fungicides are used for more than a century by vine growers to fight against mildew (and other diseases). As a result, copper accumulates in soil, reaching high concentrations, with potential harmful effects on soil biocenosis. In spite of this threat, copper-based products are still in use, especially in organic farming. In this work, we tried to make clear the effects of copper on some aspects of biological quality of vineyards in “real” conditions, on the short, medium and long term. Long term effects were studied in a region (Champagne) through soil samples representing a large range of copper concentrations. Two different sites, in Burgundy and Champagne were used to study the medium-term effects (decade). Finally, to study in details the short term effects (1-4 years) we used an experimental approach, in three different locations, copper additions being the only source of variation. Biological indicators (microbial biomass, C & N mineralization, nitrification) were used for routine analysis. In addition, two fungal populations of interest for vine growing and wine making were studied: mycorrhizal-arbuscular fungi (MA) and yeasts able to grow on vine juice. The main characteristics of the soil samples were measured simultaneously, including total and EDTA-extractable copper. Microbial biomass is a reliable indicator of soil quality but, for low levels of Cu, spatio-temporal variations were higher than the effects of copper addition. The same observations were made for C and N mineralization activities. Nitrification activity (ammonium oxidation) turned out to be less affected by copper additions than by previous nitrogen additions (as reduced forms: organic N and ammonium N). Therefore, nitrification is not a reliable indicator of Cu contamination. Our results also showed that MA fungal populations are of potential interest to assess the effects of cultural practices, including copper additions, provided the other sources of variation are under control. These populations can be characterized both quantitatively (spore numbers) and qualitatively (diversity of morphological types). Significant differences between treatments were observed in our experiments. However, the efficiency of these populations (for P uptake) are not addressed by these tests. Populations of yeasts are also potentially interesting to study the effects of Cu in vineyards. We developed a protocol to assess both genotypic and phenotypic diversity of these fungal populations. Genotypic characterization was based on 18S rDNA PCR-RFLP and polymorphism of D1-D2 region of 26S rDNA. Phenotypic characterization was limited to the assessment of copper tolerance by measuring growth rate on a medium containing increasing Cu concentrations. The results showed no correlation between genotypic and phenotypic characterization. Many strains were able to grow on media containing high concentrations of copper, even when they were isolated from soil samples without previous Cu application

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Roig, Frédéric. "Transitions et dynamique relaxationnelle de polymères issus de la paroi végétale." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1432/.

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Abstract:

Dans un futur proche, l'augmentation de CO2 stimulera le processus de photosynthèse et pourrait permettre un accroissement considérable de la matière végétale. Comparativement aux sources d'énergie fossile comme le pétrole ou le charbon, la matière végétale représente une ressource renouvelable chaque année. La connaissance de ses propriétés physico-chimiques est primordiale. La modification du patrimoine génétique de certaines espèces végétales permet d'identifier les gènes responsables de la synthèse des polymères constitutifs. L'objectif de ce travail de thèse est d'appliquer des techniques d'analyse thermique couplées à la spectroscopie diélectrique, à l'étude de la structure dynamique de la paroi végétale de l'Arabidopsis Thaliana. Dans une approche analytique, les principaux polymères pariétaux extraits : la cellulose et la lignine, sont étudiés. La transition vitreuse de chaque polymère ainsi que la mobilité moléculaire localisée et délocalisée ont été déterminées. La cellulose étant le constituant structural majeur de la paroi végétale, une attention particulière a été accordée à l'influence de son interaction avec l'eau sur sa structure physique. La diminution de la température de transition vitreuse quand le taux d'hygrométrie augmente, est caractéristique d'un phénomène de plastification. L'étude comparative du composite végétal naturel avec ses polymères pariétaux a montré la contribution de la cellulose et de la lignine dans la dynamique de chaîne de l'Arabidopsis Thaliana. Ces interprétations mettent en évidence l'influence des modifications génétiques sur les interactions inter et intra moléculaires des polymères pariétaux
In the future, increasing CO2 will stimulate the photosynthesis process and could allow a substantial increase in plant material. Compared to fossil fuels like oil or char, plant matter represents an annually renewable resource. Knowledge of its physicochemical properties is essential. The gene mutations of plant species allow identifying genes responsible for synthesis of the constituent polymers. The objective of this thesis is to apply thermal analysis techniques coupled with dielectric spectroscopy, to study the dynamic structure of plant cell walls of Arabidopsis Thaliana. In an analytical approach, the major cell wall polysaccharides extracted: cellulose and lignin, are studied. The glass transition of each polymer and the localized and delocalized molecular mobility were determined. Cellulose is the major structural component of plant cell walls; special attention was paid to the influence of its interaction with water on its physical structure. The decrease in glass transition temperature when the humidity increases, is a characteristic phenomenon of plasticization. The comparative study of the composite with natural plant cell wall polymers showed the contribution of cellulose and lignin in the dynamic chain of Arabidopsis Thaliana. These interpretations highlight the impact of genetic modifications on the interactions between and within molecular cell wall polymers

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Altafulla, Jonathan. "Préparation et caractérisation de catalyseurs d'hydrotraitement des fractions pétrolières et de combustiblies obtenus à partir de la biomasse d'origine végétale." Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2005/50376-2005-Altafulla.pdf.

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Les coupes pétrolières de plus en plus lourdes et les combustibles provenant de la biomasse nécessitent au préalable un procédé d'hydrotraitement profond pour éliminer les hétéroatomes comme le soufre et l'oxygène. Des catalyseurs sulfures mixtes à base de fer et de molybdène de rapports atomiques Fe/Mo variables et déposé sur alumine ou sur charbon actif ont été synthétisés. La caractérisation de ces catalyseurs par SPX et Mossbauer montre que le type de sel précurseur et la nature du support ont une influence considérable sur l'état et l'activité du catalyseur final. L'activité catalytique en hydrodésulfuration (HDS) du thiophène passe par un maximum en fonction du rapport atomique Fe/Mo quelque soit le support montrant un effet de synergie avec les sulfures mixtes. Cet effet de synergie n'est pas directement visible en ce qui concerne les réactions d'hydrodéoxygénation (HDO) de l'ethylphénol ou du guaiacol. Pour ces réactions, l'acidité des espèces catalytiques actives et des supports doit être prise en compte pour une meilleure compréhension de l'acte catalytique.

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Breton, Audrey. "Potentialité de la biomasse végétale pour le traitement des eaux usées domestiques : développement d’un procédé de biofiltration pour l’assainissement non collectif." Thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://www.theses.fr/2013INPT0082.

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En France, 13 millions de personnes sont concernées par l’assainissement non collectif (ANC). Un système d’ANC est composé d’un prétraitement, en général une fosse toutes eaux, suivi d’un système de traitement. Les récentes évolutions réglementaires ouvrent un éventail de possibilités quant aux systèmes de traitement possibles pour traiter les eaux usées. L’objectif de ce travail de thèse est de développer un système de traitement des eaux usées à partir de biomasse végétale issue de déchets de l’agriculture. Un suivi analytique de six habitations individuelles a permis l’étude des caractéristiques des eaux usées avant et après leur entrée dans le système de prétraitement. Ces eaux sont caractérisées par une grande variabilité d’une famille à une autre ainsi qu’au sein d’une même habitation. La charge organique par habitant à traiter est en moyenne de 60 gDBO5.j-1 pour un volume d’eau rejeté de 90 L.j-1, soit des effluents deux fois plus concentrés que ce qu’indique la réglementation. Le dimensionnement et le suivi d’un pilote à l’échelle laboratoire ont permis d’évaluer la potentialité de plusieurs milieux végétaux pour le traitement des eaux usées prétraitées. Ils sont comparés à un milieu de référence ayant une efficacité prouvée en traitement des eaux. L’étude des performances épuratoires, pour deux charges volumiques différentes, des différents milieux a été réalisée sur quarante semaines. Cette étude a permis l’élaboration et la mise en place d’un pilote in situ à l’échelle de la maison individuelle. La démarche de l’analyse de cycle de vie a été appliquée au pilote in situ dans le but d’optimiser le procédé mis en place. De plus, l’ACV a permis d’effectuer une comparaison avec différents procédés existants
In France, 13 million people are concerned by on-site wastewater treatment (OSWWT). An OSWWT system consists of pretreatment, usually a septic tank, followed by a treatment system. Recent regulatory developments open up a range of possibilities as to possible treatment systems for wastewater treatment. The objective of this thesis is to develop a system of wastewater treatment based on plant biomass from waste of agriculture. Analytical monitoring of six individual houses allowed the study of the characteristics of the wastewater before and after their entry into the pretreatment system. Waters are characterized by a wide variability from one family to another and from the same house. The organic load per person is treating an average of 60 gDBO5.j-1 for a volume of water discharged 90 L.j-1, that to say effluent two times more concentrated than indicated by the regulations. The design and monitoring of a pilot scale laboratory were used to evaluate the potential of several plant biomass for the treatment of pretreated wastewater. They are compared to a reference medium with proven effectiveness in water treatment. The study of treatment performance for two different volume loads of different backgrounds was performed during forty weeks. This study resulted in the development and implementation of a pilot in situ for single house. The approach of life cycle analysis has been applied to in situ pilot in order to optimize the process in place. In addition, LCA has to make a comparison with different existing OSWWT

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Cellier, Antoine. "Amendement d'un compost de boues de station d'épuration dans un écosystème méditerranéen après incendie : effets sur le sol, les micro-organismes et la végétation." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4729/document.

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Abstract:

En région méditerranéen, les incendies de forêt sont un problème majeur vis-à-vis de la désertification du milieu. L'utilisation de composts est considérée comme une solution pour la régénération du sol et de la végétation.Tout d'abord, en laboratoire, les effets de trois types de compost et de leur mode d'application ont été testés : un compost de déchets verts (DV), un compost de boues de station d'épuration (B) et un compost d'ordures ménagères résiduelles (OMR). Les différents paramètres du sol ont été améliorés de façon plus importante par le compost OMR (le moins mature) alors que le compost DV (le plus mature) n'a que peu d'effet par rapport au contrôle. De plus, lorsque le compost est enfoui dans le sol, la réduction du ruissellement est faible alors qu'appliqué en surface, elle est importante et favorise la percolation et la rétention principalement avec le compost OMR. Lors d'une expérimentation in situ, l'évolution du sol et de la végétation a été étudiée après un apport de compost de boues de station d'épuration. Lors des premiers mois, une hausse de la biomasse des espèces herbacées a été observée. Bien qu'aucun effet n'ait été observé pour les autres espèces, la phytomasse était plus hétérogène sur les parcelles amendées alors que la biodiversité y était plus homogène. Un transfert rapide et durable d'éléments nutritifs du compost vers le sol a été observé ainsi qu'une hausse de la teneur en eau du sol des parcelles amendées. Les teneurs en nutriments des plantes augmentent aussi mais varient selon l'espèce et l'élément considérés. De plus, aucun effet négatif n'a été observé quant aux teneurs en éléments traces métalliques du sol et des végétaux
In Mediterranean region, forest fires are a major problem leading to the desertification of the environment. Use of composts is considered as a solution for soil and vegetation rehabilitation.First, we observed the effects of three urban composts and their mode of application (laid on the soil surface or mixed into the soil) on soil restoration after fire: a municipal waste compost (MWC), a compost of sewage sludge (SSC) and a green waste compost (GWC) under laboratory conditions. Input of composts increased organic matter and soil nutrient content, and enhanced carbon and nitrogen mineralisation and total microbial biomass throughout the incubations. MWC induced the highest improvement while GWC input had no significant effect compared to the control. Composts mixed with soil weakly limited runoff whereas composts laid at the soil surface significantly reduced runoff and increased percolation and retention, particularly with the MWC.Then, we studied in situ the effects of a SSC on soil and vegetation regeneration after fire. The first months after amendment, this input increased grass species biomass. Although no significant effect was observed on other studied plants, plant biomass was more heterogeneous on amended plots while plant biodiversity was more homogeneous. The use of compost increased rapidly soil nutrient content and soil water content but plant nutrition was improved more or less durably depending species. Compost effects on microbial activities were low and only sporadic. Moreover, no negative effect was observed during the two years of experimentation

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Ludot, Camille. "Développement de méthodologies de synthèse de tensioactifs glycosidiques à partir de biomasse lignocellulosique." Thesis, Reims, 2013. http://www.theses.fr/2013REIMS045/document.

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Abstract:

Les PolyGlycosides d'Alkyle (APGs) sont des agro-tensioactifs dont les propriétés de surface, la biodégradabilité et l'innocuité vis-à-vis de la peau leur offrent de nombreuses applications dans les domaines de la détergence, de la cosmétique et de l'alimentaire. Les APGs sont synthétisés selon la réaction de glycosidation acido-catalysée de Fischer entre un sucre et un accepteur de glycosyle, tel qu'un alcool gras. A l'échelle industrielle, cette voie de synthèse présente plusieurs contraintes liées à la faible solubilité du sucre dans l'alcool lipophile, l'utilisation de pressions réduites et la manutention de catalyseurs acides toxiques et/ou corrosifs. Ces facteurs imposent un équipement spécifique, augmentent les coûts de production et favorisent la dégradation des APGs. Dans un premier temps, les sulfoxydes et les sulfones ont été utilisés comme solvants dans la synthèse d'APGs sans catalyseur et à pression atmosphérique. Cette méthodologie est transposable à de nombreux donneurs et accepteurs de glycosyle. Notre étude a montré que la réaction de glycosidation est catalysée par les acides organiques produits par caramélisation partielle du sucre. La faible solubilité des solvants soufrés dans les alcools gras à température ambiante a été mise à profit dans la mise au point d'un procédé de synthèse d'APGs permettant la récupération et le recyclage de ces solvants. Un milieu réactionnel biphasique décanol - sulfolane a été décrit pour l'obtention d'un rendement en xylosides de décyle supérieur à 80 % en un temps de réaction remarquablement court. La synthèse d'APGs par conversion directe de la biomasse lignocellulosique a fait l'objet de la seconde partie de ce travail. La réaction de transglycosidation du xylane et des hémicelluloses de peuplier a été réalisée sous activation thermique, sans solvant ou en présence de diméthylsulfoxyde, et sous irradiations micro-ondes. L'efficacité de chaque mode d'activation à promouvoir la réaction de transglycosidation a été discutée en fonction de l'origine botanique et de la composition chimique des matières végétales
Alkyl PolyGlycosides (APGs) are biobased and biodegradable amphiphilics with good surfactant properties and low skin irritability, which are sought in cosmetics, detergents and food. APGs are synthesized by acid-catalyzed Fischer's glycosidation of a carbohydrate source and a glycosyl acceptor such as a long-tailed alcohol. Industrial APGs production suffers from various drawbacks such as the poor solubility of the carbohydrate in the fatty alcohol, the pressure management and the use of toxic or corrosive acid catalysts. Those issues impose more stringent demand on equipment, increase the production costs and favor APGs degradation reactions.Firstly we have been involved in developing an innovative strategy for the catalyst-free synthesis of APGs under atmospheric pressure. Sulfoxides and sulfones have been efficiently used for the manufacture of APGs starting from various glycosyl donors and acceptors. The reaction was induced by organic acids produced by partial carbohydrate caramelisation. Interestingly some of the sulfur-containing solvents were not soluble in fatty alcohols at room temperature whereas the reaction medium was homogenous at the glycosidation temperature. These solvents have been easily recovered and recycled without decrease of APGs yields. A decanol-sulfolane biphasic reaction medium has been designed for the production of decyl-D-xylosides in short reaction times and yields up to 83 %.The second phase of this work was focused on the direct conversion of lignocellulosic materials into APGs. The transglycosidation reaction of xylan and poplar hemicelluloses has been studied under thermal activation, without solvent or in the presence of dimethylsulfoxide, and under microwave irradiations. The efficiency of each activation mode has been discussed as a function of the botanical origin and the chemical composition of lignocellulosic substrates

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Puijalon, Anne Sara. "Stratégies adaptatives des végétaux aquatiques et stress mécaniques : réponses morphologiques et plasticité phénotypique." Lyon 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LYO10117.

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Abstract:

La plasticité phénotypique adaptative conduit à une augmentation de la performance et de la fitness des plantes. Ce travail s’est focalisé sur les réponses plastiques de deux espèces de plantes aquatiques supérieures au stress hydraulique (courant). Il démontre l’existence de deux stratégies: forte résistance à la brisure et à l’arrachage pour l’une des espèces vs. Fuite du stress (réduction de taille) pour l’autre, sans baisse de fitness. Chez cette dernière, le stress modifie le patron de croissance clonale et d’allocation de biomasse au sein du clone (e. G. Forme de croissance plus compacte, très forte croissance clonale au détriment de la croissance de l’individu principal). L’arrêt de la contrainte provoque une croissance compensatoire à l’échelle de l’individu et du clone. La réponse phénotypique au stress hydraulique est modulée par le niveau de ressources (croissance favorisée à vitesse modérée pour les niveaux de ressources élevés)
Adaptive phenotypic plasticity results in an improvement of plant performance and hence an increase of fitness. This study focused on plastic responses of two higher aquatic species exposed to hydraulic stress (current). This study revealed two contrasting ategies: high resistance to breaking and uprooting for the first one vs. Escape from stress (size reduction) for the other one, without decrease of fitness. The latter species displayed an altered clonal growth pattern in response to hydraulic stress (e. G. More compact growth form, high clonal growth to the detriment of vertical expansion of the main individual). The stress release leads to compensatory growth at both individual and clone scale. The morphological response to hydraulic stress is regulated by the nutrient level (growth favored for intermediate velocity and high nutrient levels)

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Beraldo, Antonio Ludovico. "Généralisation et optimisation de la fabrication d'un composite biomasse végétale-ciment à variations dimensionnelles limitées vis-à-vis des variations de l'humidité." Nancy 1, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1994_0076_BERALDO.pdf.

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Le but de notre travail sur les composites biomasse végétale-ciment a été, à la demande des industriels, de satisfaire aux trois paramétres suivants : a) masse volumique inférieure à 1200 kg par métre cube ; b) résistance à l'écrasement supérieure à 4 MegaPascal ; c) variations dimensionnelles, dans les conditions de la norme française, pour les bétons légers inférieures à 1 millimètre par métre. Pour se faire nous avons établi un protocole comportant quatre étapes : a) élimination des substances inhibitrices à la prise du ciment (Iavage à l'eau chaude à 80°C durant 2 heures) ; b) traitement de l'interface des particules de biomasse végétale (10% de bitume pulvérisé) ; c) ajout de substances minérales et/ou de certains additifs à la matrice ciment ; d) cure des éprouvettes à l'issue de leur fabrication (cycles de séchage et d'immersion dans l'eau) La durée d'atteinte de la stabilité dimensionnelle restant trop grande pour une application industrielle, nous avons cherché à la réduire, soit par des traitements de carbonatation, soit en minimisant la durée des étapes de séchage et d'immersion des éprouvettes. Sans avoir abouti à une solution optimale, nous pensons avoir mis en évidence l'influence des étapes de retrait et d'immersion dans l'eau sur l'atteinte de la stabilité dimensionnelle.

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Paquet, Marlène. "Etude de l'explosion de poussières ultra-fines issues de la raffinerie sèche de la biomasse végétale, en vue d'applications à la propulsion." Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/76/05/00/PDF/MA_moire_final.pdf.

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Abstract:

L'explosion en enceinte fermée de suspensions de particules issues de la biomasse végétale (amidon, cellulose et particules ligno-cellulosiques) a été étudiée en vue de leur utilisation dans des systèmes propulsifs. Les performances susceptibles d'être obtenues avec ces particules ont été évaluées à l'aide d'un code thermochimique. Les pressions théoriques de combustion isochore des mélanges cellulose/air sont supérieures à celles des mélanges classiques hydrocarbure/air. Des expériences ont été effectuées dans une chambre cylindrique de volume 20l et de rapport d'allongement L/D = 2,2. Les pressions maximales d'explosion mesurées présentent un déficit de 30% par rapport aux pressions théoriques. Elles dépendent de la nature et de la concentration des particules et de l'état initial de la suspension. Il reste une proportion significative de particules imbrûlées dans la chambre pour les mélanges riches. Une étude spécifique du processus de génération de la suspension a été effectuée sur trois dispositifs : d'une part, par diagnostics optiques (mesure PIV et tomographie laser rapide) et, d'autre part, par des simulations numériques. Pour améliorer les performances, des expériences ont été effectuées dans des mélanges " hybrides " (particules de cellulose/méthane/air) et ont montré qu'à richesse globale équivalente, la pression d'explosion dans les mélanges hybrides est supérieure à celle dans les mélanges méthane/air et particules solides/air seuls et, la qualité d'imbrûlés est fortement diminuée. De plus, il est possible d'enflammer des mélanges méthane/air très pauvres lorsqu'ils sont en mélange avec une suspension de particules solides de concentration adéquate
Explosion of dust suspensions coming from plant biomass (starch cellulose and lignocellulosic particles) has been studies in closed vessel for propulsion applications. Performances likely to be obtained with these particles have been estimated by means of a thermomechanical code. Theoretical constant volume combustion pressures of cellulose/air mixtures are higher than those of usual hydrocarbon/air mixtures. Experiments were conducted in a 20-l cylindrical chamber with an aspect ratio L/D = 2. 2. The measured maximum explosion pressures are 30% lower than the theoretical pressures. They are dependent on particle nature and concentration and on the initial state of the suspension. A significant proportion of unburnt particles was found in the chamber after the combustion of rich dust/air mixtures. The process of suspension generation was specifically studied for three devices: first, experimentally, by optical diagnosis (PIV, and fast laser tomography) and then, by computer simulations. In order to improve performances, some experiments have been carried out with "hybrid" mixtures (cellulose particles/methane/air). They showed that for the same global equivalence ratio the explosion pressures in hybrid mixtures are higher than in methane/air or particles/air mixtures taken separately and, the amount of unburnt products is strongly reduced. Moreover very lean methane/air mixtures can be ignited when added to a dust suspension of adequate concentration

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Courde, Laurent. "Etude des effets d'applications répétées de cuivre sur l'activité et la diversité de la microflore des sols." Dijon, 2000. http://www.theses.fr/2000DIJOS048.

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Abstract:

Depuis un siècle, le cuivre est utilisé pour lutter contre le mildiou de la vigne. Les apports ont conduit a des teneurs dans les vignobles pouvant atteindre plusieurs centaines de mg cu/kg sol. Afin d'estimer les effets du cuivre, deux sites ont été choisis. Le dispositif d'hagetmau est un site de contamination monométallique. Le cuivre a un effet sur la diversité des souches bactériennes, analyse ardra. D'après l'étude de la tolérance, le cuivre agit comme une pression de sélection (adaptation ou sélection de populations). L'effet du cuivre a été estimé sur la nitrification, la dégradation de deux herbicides (glyphosate et diuron). Les effets induits apparaissent limités, et pluôt moindres que les effets sur les populations. L'étude de la métabolisation du glucose montre que l'effet sur la biomasse microbienne peut s'expliquer en partie par un mécanisme de découplage énergétique. En vignoble bourguignon, bien que l'on observe une relation inverse entre la biomasse microbienne et les teneurs des sols, la dégradation du diuron, du glyphosate et des substrats des plaques biolog gn n'est pas fortement corrélée aux teneurs en cuivre. Il semble que la dégradation du diuron soient indépendante de la teneur en cuivre. En ce qui concerne cet herbicide, le rôle épurateur du sol n'est donc pas altéré par le cuivre. Globalement, on observe généralement une diminution de la biomasse microbienne, qui peut être attribuée aux effets liés a l'altération du métabolisme énergetique et à la toxicite propre du cuivre. Certains groupes bactériens sont plus affectes, ce qui induit une modification de la biodiversité. Dans les parcelles contaminées, les micro-organismes tolérants seraient donc en mesure d'assurer l'activité biologique du sol. Cette conclusion reste toutefois limitée aux populations et activités étudiées. Une utilisation raisonnée du cuivre et une limitation des apports restent une sage précaution pour préserver le patrimoine sol.

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Numazawa, Sueo. "Contribution à l'étude de la pyrolyse lente sous pression du bois. Détermination des paramètres optima du procédé et caractéristiques des produits obtenus." Compiègne, 2000. http://www.theses.fr/2000COMP1286.

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Abstract:

Le charbon de bois est utilisé depuis plusieurs siècles en tant que combustible domestique et pour ses propriétés réductrices, adsorbantes et déshydratantes dans les industries chimique et métallurgique. Sa fabrication provient de la pyrolyse du bois donnant des rendements inférieurs à 25 %. Quelques travaux sous pression ont montré la possibilité d'augmenter de façon importante ces rendements. L'étude a consisté à déterminer l'influence de la pression (2-10 bars), de la température de consigne (500-700°C), de la vitesse de chauffe (1-20'C/min) et de l'humidité initiale du bois (0-40% sur anhydre) sur le rendement et sur la qualité du charbon de bois. Ce travail a été réalisé au travers d'un plan d'expérience de type Réseau Uniforme de DOHLERT avec un réacteur pilote batch de 200 litres. Les résultats obtenus confirment l'effet de la pression sur le rendement en charbon de bois, comparé à la pyrolyse classique pression atmosphérique : 40% pour une pression de 2 bars. Pour les pressions plus élevées dans l'intervalle 2-10 bars, seule la température joue un rôle important sur le rendement en charbon et sur les teneurs en matières volatiles et en carbone fixe, lorsque chaque variable est étudiée de façon indépendante. La notion de rendement en carbone 80 C80) a été introduite pour la détermination des paramètres optimaux de pyrolyse sous pression donnant à la fois un haut rendement et une qualité des charbons de bois élevée. L'étude du rendement en carbone 80 a mis en évidence que la pression et l'humidité du bois sont importantes facteurs agissant sur la production de charbon de qualité. Les conditions optimales retenues sont les suivantes : une pression de 6 bars, température de consigne de 675'C, vitesse de chauffe de 1°C/min et une humidité du bois de 20% sur anhydre. Parallèlement à cela, une étude de la microstructure du bois et des charbons a été réalisée au microscope électronique à balayage pour expliquer le rôle de la pression. Il semblerait que celle-ci favorise dans un premier temps le piégeage de goudrons dans la matrice solide, puis des réactions de cokéfaction interviendraient entre les goudrons et le charbon donnant une conversion en carbone fixe élevée. Une étude de faisabilité du procédé a été réalisée pour le Brésil. Il apparaît que le transfert de la technologie pourrait se faire pour la région de Paragominas, principal pôle de l'industrie du bois de l'Amazonie. Des conditions de rentabilité économique et environnementale assez intéressantes ont été établies, notamment dans le cas d'une exportation de 30% de la production de charbon. Cela se traduirait par une réduction significative de la surface forestière exploitée et par une valorisation intelligente des déchets issus de l'industrie du bois

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Backes, Cassandra. "Etude de la communication au sein d'un consortium bactérien producteur de biohydrogène." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0453.

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Abstract:

Dans le cadre de la production de bioH2, un consortium synthétique constitué de deux bactéries impliquées dans la dégradation de la biomasse : C. acetobutylicum et D. vulgaris a été étudié. Ma thèse se place dans le cadre d'optimisation de la production d’H2, pour cela il est essentiel de comprendre les interactions possibles entre les microorganismes dans un même biotope. Dans un premier temps, j'ai ainsi mis au point un protocole expérimental, le Stable Isotope Probing grâce auquel nous avons démontré que C. acetobutylicum partage des composés carbonés avec D. vulgaris qui les utilise pour sa croissance. Dans un second temps, nous avons introduit un 3ème partenaire au consortium : E. coli. Nous avons réalisé des suivis de croissance et des suivis métaboliques. Couplés à une approche d'imagerie confocale, nos travaux ont permis de démontrer d'une part, que l'ajout de E. coli dans le consortium a un impact au niveau des croissances et des métabolismes car dans ces conditions. D'autre part, que D. vulgaris n'est pas seulement capable de tirer profit de cette association avec C. acetobutylicum mais qu'elle a un rôle à jouer dans la protection de sa partenaire dans des conditions environnementales particulières. Enfin, ces résultats nous ont permis de mettre en lumière des échanges intercytoplasmiques entre C. acetobutylicum et D. vulgaris mais aussi entre D. vulgaris et E. coli. Ces résultats laissent entrevoir la possibilité de bénéfices mutuels entre D. vulgaris et ses partenaires. Enfin, des travaux préliminaires ont été entrepris dans le but de mettre en évidence les bases moléculaires du signal qui initient l'interaction entre C. acetobutylicum et D. vulgaris
In the context of bioH2 production, a synthetic consortium consisting of two bacteria involved in the degradation of biomass: C. acetobutylicum and D. vulgaris was studied. My thesis is part of the optimization of H2 production, for this it is essential to understand, the possible interactions between microorganisms in the same biotope. At first, I developed an experimental protocol, the Stable Isotope Probing, through which we demonstrated that C. acetobutylicum shares carbon compounds with D. vulgaris that uses them for its growth. In a second step, we introduced a third partner to the consortium: E. coli. We carried out growth monitoring and metabolic monitoring. Coupled with a confocal imaging approach, our work has shown, on the one hand, that the addition of E. coli in the consortium has an impact on growth and metabolism because under these conditions. On the other hand, D. vulgaris is not only able to benefit from this association with C. acetobutylicum but has a role to play in protecting its partner under specific environmental conditions. Finally, these results allowed us to highlight intercytoplasmic exchanges between C. acetobutylicum and D. vulgaris but also between D. vulgaris and E. coli. These results point to the possibility of mutual benefits between D. vulgaris and his partners. Finally, preliminary work has been undertaken to highlight the molecular basis of the signal that initiates the interaction between C. acetobutylicum and D. vulgaris

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Bastide, Charles. "Vers l'amélioration génétique de Stevia rebaudiana : identification de QTL impliqués dans le rendement en glycosides de steviol et la réponse à Septoria steviae et étude des interactions GxE." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2024. http://www.theses.fr/2024BORD0338.

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Abstract:

Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni, plante pérenne découverte en 1899 au Paraguay, a suscité un intérêt croissant à partir des années 1970. Cette plante produit des édulcorants naturels, acalorique, acariogènes et à indice glycémique nul appelés glycosides de stéviols (SGs), principalement accumulés dans ses feuilles. Dans cette thèse CIFRE en collaboration avec la société Oviatis, nous avons étudié la culture de la stevia dans le Sud-Ouest de la France en Agriculture Biologique. Pour pérenniser la filière, il est nécessaire de sélectionner des cultivars adaptés au climat local et de développer des outils génétiques pour optimiser la sélection. La performance agronomique de la stévia a été évaluée selon les rendements en biomasse de feuilles, les composantes du rendement en SGs ainsi que la tolérance à Septoria steviae, un pathogène majeur. Nos travaux ont permis (1) de caractériser la diversité génétique de souches de Septoria steviae isolées en France et de les comparer à celles d’Argentine et d’autres régions à l’international ; (2) de détecter des QTLs (Quantitative Trait Loci) associés aux traits de rendement et à la tolérance à Septoria steviae sur deux populations de stévia cultivées en plein champ, en s’appuyant sur leurs cartes génétiques respectives ; et (3) de mener une première étude sur l'interaction génotype-environnement (GxE) en France, posant les bases pour comprendre les réponses des cultivars aux conditions locales. Ces travaux contribuent à la pérennisation de la filière française de la stevia en Agriculture Biologique et ouvrent la voie à un programme de sélection assistée par marqueurs, visant à développer des cultivars performants et adaptés au climat français
Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni, a perennial plant discovered in 1899 in Paraguay, has attracted growing interest since the 1970s. This plant produces natural, non-caloric, non-cariogenic, and zero glycemic index sweeteners called steviol glycosides (SGs), which are primarily accumulated in its leaves. In this CIFRE PhD thesis, in collaboration with the company Oviatis, we studied the cultivation of stevia in the southwest of France under organic farming conditions. To ensure the sustainability of the industry, it is necessary to select cultivars adapted to the local climate and to develop genetic tools to optimize breeding. The agronomic performance of stevia was evaluated based on leaf biomass yields, SG yield components, and tolerance to Septoria steviae, a major pathogen. Our work allowed us to (1) characterize the genetic diversity of Septoria steviae strains isolated in France and compare them with those from Argentina and other international regions; (2) detect Quantitative Trait Loci (QTLs) associated with yield traits and tolerance to Septoria steviae in two field-grown stevia populations, using their respective genetic maps; and (3) conduct a first study on genotype-environment interaction (GxE) in France, laying the foundation for understanding how cultivars respond to local conditions. This research contributes to the sustainability of the French stevia industry under organic farming and paves the way for a marker-assisted breeding program aimed at developing high-performing cultivars adapted to the French climate

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Niangoran, N'goran Urbain Florent. "Optimisation de la culture de la spiruline en milieu contrôlé : éclairage et estimation de la biomasse." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30378/document.

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Abstract:

L'agriculture en milieu contrôlé, et notamment la culture sous serre, est une des réponses possibles aux besoins alimentaires d'une population mondiale en constante croissance. Elle permet aussi d'optimiser les terres cultivables et d'éviter les pesticides néfastes à l'Homme. Afin de s'affranchir des cycles des saisons et d'avoir une production annuelle continue, l'éclairage artificiel a été introduit dans les serres. L'éclairage horticole a suivi l'évolution des technologies d'éclairage pour arriver aujourd'hui jusqu'à la LED. Cet éclairage donne certes des résultats corrects mais il peut être amélioré tant au niveau de la quantité que de la qualité spectrale de lumière. De ce point de vue, les LEDs présentent deux grands avantages : la possibilité de recomposer un spectre idéal à partir de différentes longueurs d'ondes et de moduler l'intensité de la lumière. Ainsi, elles permettent de fournir un éclairage adapté aux besoins de la plante et ce, en fonction du stade de sa croissance. L'objectif de ce travail de thèse est de proposer un système d'éclairage optimal pour la croissance des plantes en milieu contrôlé. A partir du rendement photosynthétique moyen des plantes, nous avons donc établi des modèles de systèmes d'éclairage à LEDs optimisés pour les plantes. Ces modèles sont basés sur la combinaison de plusieurs LEDs monochromes obtenues à partir de la décomposition de la courbe RQE par des fonctions de Pearson VII. Nous avons appliqué ces résultats théoriques à la culture d'une algue bleue-verte : la Spiruline Platensis. Le choix de cette plante-bactérie repose sur plusieurs critères : cycle de culture court, applications en cosmétique, en médecine et forte valeur nutritionnelle. Ainsi, nous avons pu étudier l'influence de paramètres de culture tels que l'intensité lumineuse, la photopériode, la température sur sa croissance. Par ailleurs, nous avons mis en œuvre deux méthodes basées sur la réflectance optique pour quantifier la biomasse produite par la spiruline
Agriculture in a controlled environment, and in particular greenhouse cultivation, is one of the responses to the food needs of a growing population. It also makes it possible to optimize the surface of arable land and avoid pesticide and fertilizer releases harmful to man. In order to free of the cycles of the seasons and annual production, artificial lighting was introduced greenhouses since decades. Horticultural lighting followed the evolution of lighting technologies to arrive today up to LED. This lighting gives correct results, but it can be improved both in terms of quantity and spectral quality of light. From this point of view, LEDs have two main advantages : the possibility of recompose an ideal spectrum from different wavelengths and modulate the intensity of the light. Thus, they provide adapted lighting to the needs of the plant and this, in depending on the stage of its growth. The objective of this thesis is to propose an optimal lighting system for the growth of plants in a controlled environment. From the yield photosynthesis of plants, we established models of LED lighting systems optimized. These models are based on the combination of several monochrome LEDs obtained from the decomposition of the curve RQE by Pearson VII functions. We applied these theoretical results to the cultivation of a blue-green algae, the Spirulina Platensis. The choice of this plant-bacterium is based on several criteria : short crop cycle, applications in cosmetics, medicine and high nutritional value. Thus, we were able to study the influence of culture parameters such as light intensity, photoperiod, temperature on its growth. In addition, we have implemented two methods based on optical reflectance to quantify the biomass produced by spirulina

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Dos, Passos Bernardes Amélia. "Rendement en biomasse et en sucres et valeur nutritive du millet perlé sucré et du sorgho sucré en fonction de la date de récolte et du délai entre le hachage et le pressage du fourrage." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29074/29074.pdf.

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Abstract:

Des essais ont été réalisés en 2010 à Saint-Augustin-de-Desmaures et à Sainte-Anne-de-Bellevue afin de comparer deux espèces destinées à la production d’éthanol (millet perlé sucré/sorgho sucré), deux dates de récolte (août/septembre) et quatre délais entre le hachage et le pressage (0,5, 2, 4 et 6 heures) sur le rendement en biomasse et en sucres et sur la valeur nutritive du fourrage et de l’ensilage du résidu pressé. Le sorgho sucré représente une meilleure source de sucres comparé au millet perlé sucré. La récolte réalisée en août permet d’obtenir un fourrage et un ensilage des résidus pressés de meilleure valeur nutritive, alors que celle effectuée en septembre permet de maximiser le rendement en biomasse et en sucres. Le délai entre le hachage et le pressage n’affecte pas la teneur et le rendement en sucres du jus. Les ensilages fabriqués à partir du résidu pressé des deux espèces se sont bien conservés.
Field studies were conducted in 2010 at Saint-Augustin-de-Desmaures and Sainte-Anne-de-Bellevue to compare two crops potentially used for ethanol production (sweet pearl millet/sweet sorghum), two harvest dates (August/September), and four delays between mowing and pressing the biomass (0.5, 2, 4, and 6 hours) for biomass and sugar yields and nutritive value of the forage and silage made with the residue. Sweet sorghum is a better source of sugar than sweet pearl millet. The harvest in August produces a forage and a silage of greater nutritive value, whereas the harvest in September maximizes biomass and sugar yields. The delay between mowing and pressing the biomass had no significant impact on yield and sugar concentration of the juice. Silages made from the pressed forage material of both species were well preserved.

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Eibner, Simon. "Pyrolyse flash de biomasse lignocellulosique : comment catalyser la désoxygénation au cours des mécanismes primaires et secondaires ?" Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2015. http://www.theses.fr/2015ENCM0026.

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Abstract:

La pyrolyse flash est un procédé attrayant pour convertir la biomasse lignocellulosique en bio-huiles, intermédiaires énergétiques potentiellement valorisables en biocarburants et/ou intermédiaires chimiques. L’émergence d’une telle filière requiert la mise au point d’une stratégie catalytique efficace et innovante qui permette de diminuer la teneur en oxygène des bio-huiles. Les mécanismes de pyrolyse ont lieu à la fois au sein de la biomasse - mécanismes primaires - et en phase gazeuse - mécanismes secondaires-. Par conséquent, notre démarche a consisté à tester si l’imprégnation d’un précurseur catalytique dans la biomasse permet d’agir sur les mécanismes primaires afin de favoriser la désoxygénation. Puis, nous avons cherché à favoriser le craquage catalytique des vapeurs de pyrolyse en utilisant un catalyseur hétérogène.Nos travaux montrent que la pyrolyse de biomasse imprégnée avec des sels de nitrates - Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn et Ce - favorise principalement la dépolymérisation de la cellulose aux dépens de sa fragmentation. En outre, la présence d’anions nitrate catalyse la formation d’anhydrosaccharides déshydratés, employés pour synthétiser des molécules complexes. Après pyrolyse, un support carboné contenant des nanoparticules métalliques est obtenu et peut être valorisé pour catalyser la désoxygénation de molécules modèles en phase vapeur. Néanmoins, l’activité catalytique de ces charbons est limitée par leur faible surface spécifique, comme le montre la comparaison avec un charbon actif commercial contenant des nanoparticules métalliques. Parmi les métaux testés, le catalyseur à base de cérine s’avère très efficace pour réduire l’acidité des bio-huiles et catalyser la formation de dérivés phénoliques. De plus, ce catalyseur de craquage catalytique permet de réduire la teneur en oxygène de l’huile de pyrolyse et d’augmenter sa densité énergétique. Ce résultat encourageant suggère que le craquage catalytique pourrait être mis en œuvre en complément de l’hydrodésoxygénation dans une filière de production de biocarburants. Cette alternative permet de réduire le coût de l’hydrodésoxygénation et notamment la consommation de dihydrogène
Flash pyrolysis of biomass is seen as a new way to produce bio-oils which can be converted to biofuels and chemicals. However, development of such pyrolysis processes requires implementation of an efficient and innovative catalytic strategy to deoxygenate bio-oils. Pyrolysis mechanisms involve both biomass degradation reactions - primary mechanisms - and gas phase reactions - secondary mechanisms -. As a consequence, our work has been directed along two research lines. First, we tested whether impregnating a catalyst precursor in the biomass can act on the primary pyrolysis mechanisms in order to promote deoxygenation. Then we sought to enhance the catalytic cracking of pyrolysis vapours using a heterogeneous catalyst.Pyrolysis experiments of impregnated biomass show that metal nitrate salts - Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn and Ce – mainly enhance cellulose depolymerisation at the expense of its fragmentation. Moreover, nitrate anions inserted in biomass promote the production of dehydrated anhydrosugars which can be used to synthesize value-added molecules. Pyrolysis of impregnated biomass also results in the formation of a catalytically active charcoal containing metal nanoparticles. Those charcoals were successfully employed to catalyse the deoxygenation of model vapour phase compounds. However, it was found that the catalytic activity of these charcoals was limited by their low specific surface area, in comparison with the measured performance measured for commercially available activated charcoal containing metal nanoparticles. Among the tested metals, the ceria-based catalyst was found both to efficiently reduce bio-oil acidity and to enhance phenol yields. Additionally, this catalytic cracking catalyst reduces the oxygen content in the pyrolysis bio-oil and increases its heating value. This encouraging result suggests that catalytic vapour cracking could be integrated in a hydrodeoxygenation-based process to produce biofuels. This option should reduce the cost of hydrodeoxygenation and in particular the hydrogen consumption

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Lucas, Nathalie. "Etude et mise au point d'une nouvelle méthode d'évaluation de la bioassimilation : utilisation des isotopes stables du carbone pour le marquage de la biomasse microbienne." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2007. http://oatao.univ-toulouse.fr/7611/1/lucas.pdf.

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Abstract:

Pour éviter une accumulation de fragments récalcitrants, les agroproduits à courte durée de vie doivent présenter un caractère bioassimilable pour s'intégrer aux cycles biogéochimiques. Actuellement, seul un test de minéralisation quantifie la bioassimilation potentielle mais la minéralisation ne constitue pas l'unique voie de bioassimilation du métabolisme microbien, une quantité importante du carbone sert à la production de nouvelle biomasse. Nous avons choisi de mettre au point un nouveau test de bioassimilation permettant de visualiser l'utilisation du bioproduit initial comme nutriment par les micro-organismes. basé sur les disparités isotopiques engendrées au cours de la photosynthèse, le test de bioassimilation consiste à pré-marquer une flore microbienne avec un substrat d'une valeur isotopique donnée et à observer le changement de signature isotopique de la nouvelle biomasse microbienne.

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Brand, Débora. "Physiologie de croissance et de sporulation des champignons nématophages cultivés en milieu solide." Aix-Marseille 1, 2006. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2006AIX11039.pdf.

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Abstract:

L'objectif de ce travail a été d'étudier l'utilisation de sous-produits agricoles comme substrat de faible coût pour la production de spores de champignons filamenteux nématophages en fermentation en milieu solide (EMS) et vérification de la virulence des produits fermentés. La physiologie de la croissance et de la sporulation de champignons nématophages des genres paecilomyces et verticillium ont été étudiées. Trois milieux de culture géloses ont été utilisés pour déterminer la vitesse de croissance apicale et la production de biomasse. Les cinétiques de sporulation de ces souches ont été suivies en FMS, dans un sporulateur à disques et en flacons Erlenmeyer. Plusieurs résidus agricoles comme la bagasse de manioc ou celle de canne à sucre, le tourteau dégraissé de soja, et également les déchets de crevettes, ont été utilisés seuls ou en combinaison, pour la production de spores de P. Lilacinus LPB-PL-01. Ces substrats ont été choisis selon leur respective composition, de manière à donner un produit final virulent avec une quantité importante de spores. Le produit fermenté choisi a été constitué de coques de café et de tourteau dégraissé de soja (1:1). L'influence de la quantité de produit fermenté inoculé en plants de tomates contaminés avec M. Incognita race 1 a été vérifié : 0,175 % du produit entraine une réduction de 98 % du nombre de femelles de ce nématode et sans nuire le système racinaire. Le produit final a été séché avec la circulation d'air en différentes températures : température ambiante, 28° , 32°et 35°C. L'effet du traitement de séchage sur la viabilité des spores a été déterminé jusqu'à 150 jours de stockage

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Bragalini, Claudia. "Impact des changements globaux sur la diversité des champignons du sol : approche en génomique environnementale." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10040/document.

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Abstract:

La thèse porte sur l'impact de changements globaux sur la diversité taxonomique et fonctionnelle des champignons du sol. L'impact de l'intensification agricole sur les champignons mycorhiziens à arbuscules a été évalué par comparaison des communautés fongiques présentes sur des sites Européens soumis à différents niveaux d'intensification dans l'usage des terres. La diversité taxonomique a été appréciée par « métabarcoding » sur l'ADN de sol. L'effet de l'intensification apparait lié au contexte local. L'adaptation aux conditions environnementales locales ainsi que des processus stochastiques semblent jouer un rôle important dans le modelage des communautés fongiques. L'effet des changements climatiques en zone Méditerranéenne a été évalué sur les sols d'un site expérimental où une réduction de la pluviométrie a été établie. Nous avons réalisé une approche de séquençage haut débit de 4 familles géniques, 3 d'entre elles codant des enzymes actives sur la biomasse végétale. La date d'échantillonnage, et non la réduction de pluviométrie, a un fort impact sur la diversité béta. Nous formulons l'hypothèse que les communautés fongiques présentes sur des sites soumis à de fortes et récurrentes variations climatiques ont développé des stratégies adaptatives leur conférant une résistance à des variations d'une plus forte intensité. Enfin, une technique indépendante de la PCR (« solution hybrid selection capture ») a été adaptée pour étudier la diversité fonctionnelle des communautés eucaryotes à partir d'ARN de sol. Cette approche, testée sur une famille génique codant des endoxylamases a permis l'isolement d'ADNc complets produisant des enzymes fonctionnelles dans la levure
In this thesis we assessed the impact of two drivers of global change on the taxonomic and functional diversity of soil fungi. The impact of changes in land use on symbiotic Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) was evaluated comparing AMF communities from European sites with different levels of land use intensification. AMF taxonomic diversity was assessed by metabarcoding using soil-extracted DNA. The effect of land use intensification was found to be context-dependent. Adaptation to local environmental conditions and stochastic processes may play important roles in shaping these communities. The effect of climate change in the Mediterranean area was assessed in soils collected from an experimental forest where a rainfall reduction experiment had been established. A parallel high-throughput metabarcoding on soil-extracted RNA was performed on four transcribed fungal genes, 3 of them encodind enzymes involved in plant biomass degradation. Analyses indicated that sampling time had a strong impact on beta-diversity indices, while rainfall reduction had not. We hypothesized that microbial communities present in environments which naturally experience strong and recurrent climatic variations have developed adaptive strategies to cope with these variations and may be to some extent resistant to further climate changes. Finally, an original PCR-independent technique (“solution hybrid selection capture”) was adapted to study the functional diversity of eukaryotic microbial communities using soil RNA. The approach, tested on an endoxylanase gene family, allowed the efficient recovery of full-length cDNA which could be expressed as functional proteins in yeast

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Ben, Fradj Nosra. "Analyse micro-économique spatialisée des enjeux environnementaux de l’introduction de productions agricoles à finalité énergétique." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2013. http://www.theses.fr/2013AGPT0007.

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Abstract:

Cette thèse a pour premier objectif d'intégrer le changement de l'usage des sols et des pratiques en relation avec le développement des biocarburants de seconde génération (2nde G) dans l'analyse économique à travers les effets privés (conséquences pour les producteurs) et les effets externes (pollutions). L'effort est porté sur les impacts de ce changement sur l'environnement en privilégiant les effets de la consommation d'intrants azotés sur les émissions de polluants (N2O, NH3 et NO3). Le deuxième objectif est de pouvoir évaluer le potentiel de développement de la filière éthanol de 2nde G. L'analyse économique proposée ici privilégie la dimension spatiale à un niveau aussi fin que le permettront les outils de modélisation économique et les données disponibles. En effet, les résultats d'offre en ressources de biomasse fournis par le modèle AROPAj sont par la suite confrontés aux différentes demandes de bioénergie à l'échelle française sous contraintes de différents types de politiques publiques, modélisées dans le modèle TIMES-GeoMIRET. Ce travail de modélisation a permis notamment de mettre en évidence la cohérence des objectifs bioénergie avec le potentiel de ressource à travers l'analyse des choix technologiques et la régionalisation des unités industrielles. Les résultats ont montré que la compétition avec "le fuel" serait plus "feed" que "food" puisque la production de la biomasse dédiée à l'énergie est induite par les modifications affectant l'alimentation et la production animale. La production d'une culture dédiée à la biomasse réduit la surface des terres allouées aux cultures à forte consommation d'azote ce qui réduit les pertes en azote. Il ressort du couplage entre AROPAj et TIMES-GeoMIRET qu'une production de 0.5 Mt d'éthanol/an devrait être atteinte à l'horizon de 2030 (l'équivalent de trois sites de production). Les unités de production seraient implantées dans la région nord-ouest de la France plus particulièrement à Lillebonne où existe déjà une unité de production d'éthanol de première génération
The main objective of this thesis is to perform an economic analysis of the impacts of second generation (2G) biofuel crops production on land use, agricultural practices and the environment. As for the environmental impacts, we focus on the relationship between the nitrogen fertilizers' consumption and the pollutants emissions (N2O, NH3 et NO3). The second objective is to estimate the potential development of 2G ethanol production in France. The available data and modeling tools that we use in this thesis allow for an economic analysis on a fine spatial dimension. The agricultural supply, given by the AROPAj model, is then combined with the different French bioenergy demands and public policies, which are modeled by the TIMES-GeoMIRET model. This modeling framework allows us to highlight the coherence of bioenergy objectives with the biomass resource potential through the analysis of the technological choices and the regionalisation of the bioenergy plants. Results indicate that "fuel" is not competing only with food, but also with "feed" because producing biomass is achieved at the expense of food and feed production. Cultivating dedicated biomass crops decreases land allocated to crops with high nutrient requirements, and consequently reduces the nitrogen losses. The coupling between AROPAj and TIMES-GeoMIRET has shown that 0.5 Mt of ethanol/year should be produced in 2030, which corresponds approximately to an output capacity of 3 processing plants. These plants should be built in the French northwest region, more precisely at Lillebonne where a 1G ethanol plant already exists

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Gagnon-Bouchard, Michaël. "Conditionnement de tiges de saule à l'aide d'un broyeur à marteaux." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26035/26035.pdf.

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Blier-Langdeau, Ariane. "La réponse au feu des communautés végétales d'une tourbière ombrotrophe restaurée." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/35465.

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Abstract:

Les tourbières ombrotrophes (bogs) sont connues pour être des puits de carbone, en partie, en raison de leur résistance et leur résilience au feu. Ainsi, dans un contexte de changement climatique où plusieurs politiques incitent à diminuer les émissions de carbone vers l’atmosphère, on vise la restauration rapide de toute tourbière dégradée. L’industrie horticole canadienne a développé une méthode de restauration écologique prometteuse. Plus de 100 sites ont été restaurés au Canada et malgré plusieurs indicateurs de succès du fonctionnement de l’écosystème, on espère que les jeunes sites récemment restaurés seront résistants et résilients au feu. Toutefois, peu d’études concernent la réponse d’un écosystème restauré à une perturbation ultérieure à la restauration et aucune ne concerne la réponse au feu d’une tourbière restaurée. À la fin de l’été 2014, un feu s’est déclaré dans une tourbière brûlant partiellement un secteur restauré vieux de dix ans et un secteur naturel avoisinant. Cela offre la première occasion d’observer la réponse au feu d’une tourbière restaurée. Cette étude se divise en deux objectifs:1) déterminer si la capacité d’accumulation de carbone et le recouvrement végétal sont similaires entre les zones brûlées et non brûlées du secteur restauré, une saison de croissance après le feu; 2) comparer la reprise muscinale après feu entre le secteur restauré et le secteur naturel. Le taux de production de phytobiomasse était semblable entre les zones brûlées et non brûlées et le recouvrement végétal des zones brûlées retournait à un état semblable aux zones non brûlées à la fin de la première saison de croissance après le feu pour le secteur restauré. Les buttes de sphaignes du secteur restauré ont mieux résisté au feu et affichent une meilleure récupération initiale de la strate muscinale que le secteur naturel. Cette étude montre une tendance vers la résilience au feu des bogs restaurés.
Ombrotrophic peatlands (bogs) are known to be Carbone sink partially because of their resistance and resilience to fire. In a global climatic change context with politics aiming toward a reduction of atmospheric Carbone emission, a quick restoration of every degrade peatlands is desirable. The Canadian horticultural industry developed a promising peatland restoration technique. More than 100 sites were restored in Canada and despite many success indicators, we still hope that restored peatlands are resistantandresilient to fire. Indeed, few studies assess an ecosystem response to a disturbance happening after restorationandnone evaluates the response to fire of restored peatlands. At the end of summer 2014, a fire occurred in a Southern Quebec bog, partially burning a ten years old restored sectoranda natural one nearby providing the first opportunity to study the response to fire of a restored peatland. This research is divided in two objectives: 1) determine if the peat accumulation potentialandplant cover are the same between the burnedandunburned parts of the restored sector one growing season after fireand2) compare the mosses strata recovery between the naturalandthe restored sectors. The phytobiomass production rate was similar between the burnedandunburned parts of the restored sectorandthe burned parts plant cover growths significantly during the first growing season after fire, even reaching a similar level as the unburned parts for some areas. Sphagnumhummocks of the restored sectors showed a better resistanceandrecovery than the one in the natural sector. Thus, this study shows a tendency to resilience to fire of restored ombrotrophic peatlands.

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Filiatrault, chastel Camille. "Exploration de sécrétomes d'Aspergillus spp. en vue de la complémentation du cocktail cellulolytique de Trichoderma reesei." Thesis, Paris, Institut agronomique, vétérinaire et forestier de France, 2019. http://www.theses.fr/2019IAVF0021.

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Abstract:

L’une des alternatives envisagées pour remplacer les ressources fossiles est l’utilisation de biomasse lignocellulosique. Cette ressource abondante et renouvelable, issue de la paroi des végétaux, est composée de polysaccharides et de polymères aromatiques liés entre eux qui lui confèrent une grande résistance. Aujourd’hui, la biomasse lignocellulosique est transformée en bioéthanol via un procédé dont l’une des étapes clé est la dégradation des polysaccharides en sucres fermentescibles. Pour cela, des enzymes, notamment des cellulases, hémicellulases et « lytic polysaccharide monooxygenases» (LPMO) sont utilisées. Ces enzymes sont sécrétées par des organismes dégradeurs de la biomasse tels que l’ascomycète Trichoderma reesei, un champignon filamenteux capable de sécréter de très grandes quantités de cellulases, mais qui possède une faible diversité enzymatique. L’hydrolyse enzymatique restant à ce jour une étape très coûteuse, il est nécessaire d’en améliorer encore les rendements. L’apport d’activités enzymatiques manquantes chez T. reesei à partir d’autres organismes fongiques est une approche prometteuse, qui a été développée dans le cadre de ce projet de thèse.Différentes souches du genre Aspergillus ont été étudiées afin d’y trouver des activités enzymatiques permettant d’améliorer l’hydrolyse de biomasses prétraitées. Pour cela, 5 souches ont été cultivées en présence de 3 inducteurs, et le contenu protéique de ces différents sécrétomes a été déterminé par spectrométrie de masse. Les sécrétomes ont ensuite été testés pour leur capacité à supplémenter un cocktail de T. reesei en améliorant ses rendements d’hydrolyse. L’analyse des protéines contenues dans quelques sécrétomes performants a révélé la présence d’une protéine appartenant à une famille putative de LPMO. Plusieurs protéines de cette famille ont été produites de manière recombinante et testées sur différents substrats en présence de partenaires redox. Une activité de clivage oxydatif de la cellulose a été démontrée, permettant la définition d’une nouvelle famille de LPMO fongiques, nommée AA16. Le prétraitement de substrats cellulosiques par les LPMO AA16 entraîne une amélioration significative de leur hydrolyse par une des cellulases de T. reesei, ce qui démontre l’intérêt potentiel de cette nouvelle famille d’enzymes pour des applications biotechnologiques dans le domaine des bioraffineries
Lignocellulosic biomass is considered as a promising alternative to fossil resources. This abundant and renewable feedstock, derived from plant cell wall, is composed of polysaccharides and aromatic polymers linked together to form a highly resistant structure. Its transformation into bioethanol or other products requires the degradation of polysaccharides into fermentable sugars, using enzymes such as cellulases, hemicellulases and lytic polysaccharide monooxygenases (LPMOs). These enzymes are secreted by biomass-degrading microorganisms, such as bacteria and filamentous fungi. The most commonly used is Trichoderma reesei, a fungal species that is known for its efficient secretion of cellulases, but has a low diversity of other enzymes. Enzymatic hydrolysis is still a bottleneck for the cost-effective utilization of lignocellulosic biomass, and needs to be optimized. Providing activities that are missing in T. reesei using enzymes produced by other fungal organisms is a promising approach, which has been implemented during this PhD project.Using a proteomic approach, different Aspergillus strains were studied in order to find enzymatic activities that could improve the hydrolysis of pretreated biomass. For this purpose, 5 strains were grown on 3 inducers, and the protein content of these different secretomes was determined by mass spectrometry. The secretomes were then tested for their ability to improve hydrolysis yields by supplementing a T. reesei cocktail. Analysis of the protein content of some of the best-performing secretomes revealed the presence of a protein belonging to a putative family of LPMO. Several proteins of this family were recombinantly produced and tested on different substrates in the presence of redox partners. Oxidative cleavage of cellulose was demonstrated, leading to the creation of a new LPMO family, called AA16. The pretreatment of cellulosic substrates by AA16 LPMOs resulted in a significant improvement of their hydrolysis by a cellulase from T. reesei, demonstrating their potential interest for biotechnological applications in biorefineries

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Uzan-Boukhris, Eva. "Etude de nouvelles oxydo-réductases impliquées dans la dégradation de la biomasse végétale chez les champignons du genre Pycnoporus : de l'expression des gènes aux applications biothechnologiques." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10104.

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Abstract:

Cette étude a pour objectif la mise en évidence, chez les basidiomycetes du genre Pycnoporus, de nouvelles oxydo-réductases impliquées dasn la dégradation de la biomasse végétale: de l'expression des gènes aux applications biotechnologiques. Les champs d'application visés concernent essentiellement le domaine de la chimie verte, dans le cadre du projet européen BIORENEW. Le travail s'est articulé autour de trois axes principaux. Le premier a concerné l'exploration de la biodiversité naturelle en particulier tropicale, pour la sélection de souches productrices de nouvelles laccases de haut potentiel d'oxydo-réduction. Le gène codant pour la laccase Lac1 chez Pycnoporus a été utilisé comme marqueur moléculaire d'identification et de relation phylogénie-fonction, mettant en évidence une distribution des souches fortement corrélée avec leur écozone. Le deuxième axe a porté sur l'isolement de trois nouvelles laccases issues de P.sanguineus et P. coccineus qui exhibent des caractéristiques biochimiques complémentaires: haute thermostabilité, résistance aux solvants, au pH, constantes catalytiques et potentiels rédox élevés. Ces enzymes constituent de bons modèles pour des applications en biotechnologies blanches:décoloration de colorants polyphénoliques, oxydation de composés modèles de type lignine non-phénolique, oligomérisation de flavonoides naturels adaptés aux applications cosmétiques et pharmaceutiques. Enfin, dans le cadre de l'annotation du génome des souches monocaryotiques P. cinnabarinus BRFM 137 et P; sanguineus BRFM 1264, dont le séquençage a été réalisé par notre Unité, un regard tout à fait nouveau est porté sur le système lignolytique du genre Pycnoporus, longtemps décrit comme produisant que de la laccase comme enzyme du système lignolytique. Pour la première fois, nous avons montré la présence de gènes codant pour tout l'arsenal enzymatique de dégradation des lignines, c'est à dire plusieurs laccases mais surtout de nombreuses peroxydases et des enzymes auxilliaires génératrices d'H2O2 comme les glyoxal oxydases. Ces nouvelles enzymes ont été caractérisées in silico. Pour la première fois également, la sécrétion effective de peroxydases, de glyoxal oxydases et d'autres FOLymes dans nos conditions de culture a également pu être démontrée par analyse protéomique
The purpose of this work was to prospect, in the genus Pycnoporus, for new oxido-reductases involved in the degradation of lignocellulosic biomass: from gene expression to biotechnological applications. This research was conducted in the framework of green chemistry applications according to BIORENEW European Project. The study was divided in three main research axes. Firstly, the exploration of natural biodiversity, especially tropical biodiversity, for the selection of new high redox potential-laccase producing strains. These strains were repositionned in a context of phylogenomic/function through the lac1 gene. Molecular clustering based on lac1 sequences enabled the distribution of P. sanguineus and P. coccineus through four distinct, well supported clades and subclades. This distribution was highly correlated with ecozones. The second part of the work deals with the biochemical and molecular characterization of three novel laccases from P. coccineus and P. sanguineus, and their applicability on natural or model phenolic substrates. The three laccases showed complementary biochemical features: high thermo- and pH stability, high catalytic efficiency and resistance to organic solvents. The three novel laccases proved to be suitable models for white biotechnology processes: polyphenolic dye decolourization, non-phenolic lignin model compound oxidation, and synthesis of new oligomers from natural flavonoids suitable for cosmetic or pharmaceutical applications. Finally, annotation of genomic data from the monocaryotic strains P. cinnabarinus BRFM 137 and P. sanguineus BRFM 1264 (genomes sequenced by the UMR1163 BCF ) was performed for lignolytic enzymes. For the first time, new oxidases (peroxidases, glyoxal oxidases and other FOLymes) were evidenced in Pycnoporus and in silico characterized. Moreover, the active secretion of several of these enzymes has been demonstrated in our culture conditions by 1D-proteomic analysis

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Ferdinand, Pierre-Henri. "Adhérence et colonisation des fibres de cellulose par la bactérie cellulolytique Clostridium cellulolyticum. : étude du rôle des protéines CipC et HycP." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4729.

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Abstract:

Clostridium cellulolyticum est une bactérie anaérobie stricte et cellulolytique qui produit des complexes multienzymatiques (cellulosomes) très performants pour la dégradation des polysaccharides de la paroi végétale. C. cellulolyticum adhère à la cellulose et ce phénomène intervient dès les premiers stades de croissance. Pour de nombreuses bactéries cellulolytiques, les cellulosomes semblent impliqués dans le processus d'adhérence et alors que les mécanismes moléculaires mis en jeu pour l'adhérence à la cellulose sont connus ou proposés, celui ou ceux de C. cellulolyticum sont inconnus.Mon projet de thèse a consisté à étudier l'adhérence et la colonisation des fibres de cellulose par C. cellulolyticum et d'identifier le ou les facteurs moléculaires impliqués dans l'adhérence. J'ai ainsi mis en œuvre deux stratégies distinctes. D'une part, une approche par mutagénèse aléatoire qui a permis d'isoler deux clones à l'adhérence diminuée et d'autre part, une approche par mutagénèse ciblée visant à inactiver des gènes candidats, susceptibles d'intervenir dans l'adhérence.J'ai aussi étudié la colonisation des fibres de cellulose par C. cellulolyticum et observé que les cellules adhèrent avec une haute spécificité et affinité à la cellulose. La colonisation des fibres se ferait en mono-couche cellulaire et par successions d'événements d'adhésion-relarguage-réadhésion. Un mutant d'inactivation de CipC, la protéine d'échafaudage des cellulosomes, a mis en évidence l'implication de cette protéine dans l'adhérence, mais aussi que l'adhérence à la cellulose pourrait être multifactorielle. Enfin, j'ai étudié le rôle de HycP, une protéine à CBM3 dont la fonction est inconnue
Clostridium cellulolyticum is a strict anaerobe, cellulolytic bacteria. It produces multienzymatic complexes, called cellulosomes, which are able to efficiently degrade the plant cell wall polysaccharides. Cellulolytic bacteria, including C. cellulolyticum do binds to cellulose since early growth stage. For most of the studied cellulolytic bacteria, adherence to cellulose seems to be mediated by their cellulosomes. However, molecular factors involved in C. cellulolyticum adherence to cellulose remain unknown.My Ph.D. aimed to implement different but complementary strategies to study adhesion and colonization of cellulose fibers by C. cellulolyticum and to identify the molecular mechanism(s) by which the bacteria bind to cellulose. In order to identify some proteins encoding genes involved in adhesion, I firstly developed random mutagenesis and isolated two adhesion deficient mutants. I also used a targeted mutagenesis tool to inactivate some candidate genes.My studies highlight C. cellulolyticum adheres with both high specificity and affinity to cellulose. Colonization of cellulose fibers by C. cellulolyticum forms a mono-layer of segregated cells on cellulose surface and may occur through cycles of adhesion-release-re-adhesion to substrate. Inactivation of the CipC encoding gene led to a short decrease of the mutant strain's adherence level. This result suggests some other proteins may be involved in C. cellulolyticum adhesion to cellulose. Finally, I studied HycP, a produced and secreted CBM3 encoding protein of unknown function. HycP is a unique protein among databases and may have a phagic origin

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Heid, Laura. "Variabilité intra-annuelle de l’efficacité de production de biomasse aérienne (aBPE) d’une forêt : comparaison avec une prairie soumise aux mêmes conditions climatiques." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0318/document.

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Abstract:

L’étude du cycle du carbone (C) dans les écosystèmes terrestres est fondamentale afin de comprendre leur rôle dans le cycle du carbone ainsi que les répercussions du changement climatique sur ces écosystèmes. L'objectif général de la thèse qui est de faire un suivi intra-annuel de l’allocation du C au sein de différents écosystème terrestre (forêt et prairie), se place dans ce contexte. Dans un premier temps les efficiences de production de biomasse aérienne (aBPE, rapport entre les quantités de carbone stockées dans la biomasse aérienne et absorbées) sont calculées pour des intervalles de temps réduits, du mois à la semaine selon l’écosystème (forêt et prairie). Dans un second temps, une estimation plus précise de l'allocation du carbone en forêt a été effectuée, en suivant la formation de certains composés structuraux (hémicelluloses et cellulose+lignine). Un possible lien entre la variation de cette allocation selon les conditions climatiques a été étudiée. Les efficiences correspondantes ont également été calculées mensuellement pour avoir une idée plus précise du stockage durable du C dans cet écosystème. Une comparaison avec la prairie a été réalisée en termes d’aBPE afin d'analyser les capacités respectives des 2 écosystèmes à s'adapter aux changements climatiques et à jouer un rôle dans la mitigation des gaz à effet de serre. Dans le cadre de l'Observatoire Pérenne de l'Environnement, deux écosystèmes voisins situés en Meuse (55) ont été instrumentés dans le but de mesurer en continu les échanges de CO2 à l’interface couvert‐atmosphère, ainsi que les conditions micrométéorologiques dans lesquelles ces échanges se produisent. De plus, un suivi régulier du développement des écosystèmes a également été réalisé
The study of the carbon (C) cycle is important in terrestrial ecosystems (forest, grassland) in order to understand their behavior, their role in the C cycle and also the impact of climate change on them. The general study of this thesis which is to monitor the intra-annual allocation of C into different terrestrial ecosystem (forest and grassland), lays within this context. Firstly we calculated aboveground biomass production efficiencies (aBPE, ratio between the quantity of C stored into the aboveground biomass and absorbed) intra-annually, weekly or monthly depending on the ecosystem (grassland and forest respectively). Secondly a more precise assessment of the C allocation in forest was made by analyzing the formation of structural C compounds (hemicelluloses and cellulose + lignins). A possible link between the variability of these allocations and climate was studied. The corresponding efficiencies were then calculated monthly in order to have a better idea of the sustainable C storage in this ecosystem. A comparison with a grassland in term of aBPE was then realized in order to analyze the adaptation capacity of each ecosystem to climate change and to play a role in the mitigation of GHG. Two neighboring ecosystems located in Montiers-sur-Saulx and Osne-le-Val were equipped, as part of the Observatoire Pérenne de l’Environnement (OPE), to measure continuously the CO2 exchange between land cover and atmosphere and the micrometeorological conditions in which these exchanges happen. A regular monitoring of those ecosystems development (biomass, leaves area, senescence) was also made

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Dissertations / Theses on the topic 'Biomasse végétale'

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