Academic literature on the topic 'Polymères végétaux'

Les polysaccharides à base de mannose sont très largement répandus dans le monde vivant. D’un organisme à un autre, la longueur du squelette de mannose, le type de liaison entre les sucres, la composition et la longueur des ramifications sont extrêmement variables et confèrent à ces polymères des propriétés fonctionnelles et biologiques différentes. Au-delà de leur rôle structural ou encore de capteur de molécules d’eau dans les plantes, ils participent en particulier à la glycosylation des protéines et sont clairement impliqués dans les phénomènes d’interaction ligand-récepteur. Certains polymères de mannose viraux ou bactériens hautement conservés sont ainsi, chez les animaux supérieurs, reconnus très rapidement par l’hôte qui se défend en initiant une réponse non spécifique, dite « réaction immunitaire innée ». Plutôt reliées par les liaisons α chez les virus, les bactéries et les levures, les unités de mannose sont reliées par des liaisons β chez les végétaux supérieurs. Les β-mannanes sont présents dans tous les produits d’origine végétale, et à des teneurs particulièrement élevées dans certaines familles (palme, guar, coprah) et certains tourteaux utilisés en alimentation animale. Leurs propriétés anti-nutritionnelles observées chez les porcs et les volailles s’expliqueraient principalement par l’apparition d’inflammation intestinale induisant des baisses de performances, des baisses d’efficacité alimentaire et une augmentation des dépenses énergétiques associées à la mise en œuvre du système immunitaire.

Invented in the 1930s, polyurethanes (PU) are a special group of polymeric materials. In France, only 3 kt of PU are recycled annually out of a production of 250 kt. The potential of recovery of this waste is therefore questioned and the agronomic way for the construction of fertile soils is considered. A study was conducted to evaluate the relevance of adding PU foam in a growing media (GM) for plantation, and to know if they can confer interesting characteristics for plant growth without any risk for the environment.The tested GMs were mixtures of compost (Material of Agronomic Interest from Water Treatment, NF U44-095), foams and arable topsoil. The foams used were derived from the core of PU mats. Four volume ratios of compost/foam mixtures were achieved. Topsoil was added at different volume ratios to constitute the final GMs (16 final GM).Ecotoxicological analyses show the safety of the tested GMs. Greenhouse trials over 54 days allowed to follow the development of ryegrass in GMs.Planting media with suitable agronomic potential for green roofs have been identified, based on the experimental results of the study, and will be tested on a larger scale. Inventé dans les années 1930, les polyuréthanes (PU) sont un groupe spécial de matériaux polymères. En France, seulement 3 kt de PU sont recyclés annuellement sur une production de 250 kt. Le potentiel de valorisation de ce déchet est donc questionné et la voie agronomique pour la construction de supports de cultures non alimentaire pourrait être envisagée. Une étude a été menée pour évaluer la pertinence d'apport de mousses PU dans un substrat de plantation, afin de savoir si elles peuvent lui conférer des caractéristiques physico-chimiques intéressantes pour la croissance végétale sans risque pour l'environnement. Les substrats testés sont des mélanges de compost (Matière d'Intérêt Agronomique issue du Traitement des Eaux, NF U44-095), de mousses PU et de terre végétale. Les mousses utilisées sont issues de l'âme de matelas en PU. Quatre ratios volumiques de mélanges compost/mousse ont été réalisés. De la terre végétale a été ajoutée à différents ratios volumiques pour constituer les substrats finaux (16 substrats finaux). Les analyses écotoxicologiques montrent l'innocuité environnementale des substrats testés. Des essais sous serre pendant 54 jours ont permis de suivre le développement du ray-grass dans les substrats. Des supports de plantation avec un potentiel agronomique adapté pour les toitures végétalisées ont été identifiés et seront testés à plus grande échelle.

Le probleme de l'elimination des dechets plastiques accroit l'interet pour les materiaux biodegradables. Afin d'eviter un emploi abusif du terme biodegradable, il est necessaire de savoir mesurer la biodegradabilite d'un materiau dans un biotope donne. Notre objectif est de demontrer la possibilite d'une correlation entre l'evaluation de la biodegradabilite en laboratoire par rapport au milieu reel grace a la strategie suivante : - 20 materiaux dits biodegradables ou inertes (ex : polyhydroxybutyrate-hydroxyvalerate, polycaprolactone, cellophane, polyethylene) sont selectionnes. Chaque materiau est caracterise (analyse elementaire, spectre infrarouge, epaisseur, hydrophobicite, tension critique de surface). - un test respirometrique, base sur la methode officielle (draft cen) est mis en place. La biodegradabilite de chaque film est evaluee par le taux de carbone converti en dioxyde de carbone durant 30 a 50 jours. Un modele base sur une sigmoide est propose et valide pour rendre compte des courbes de co² cumule. A partir de ce dispositif, nous avons developpe et valide un systeme instrumente et automatise de mesure de la biodegradabilite de laboratoire qui permet de fiabiliser et d'alleger la procedure normative. - parallelement, nous avons elabore et mis en place un test d'enfouissement sur sites (4 sols et un compost). Les vingt materiaux sont etudies en triplicat, sur quatre biotopes avec six releves sur deux ans (1660 echantillons). Sur chaque echantillon, nous avons realise une mesure de perte de poids (pollution massique) et une mesure de surface degradee (pollution visuelle). Cette derniere mesure, basee sur l'analyse d'images, ayant fait l'objet d'un developpement specifique se revele plus rapide et plus reproductible. - a partir des resultats in vitro et in situ, nous avons etabli un modele de prediction qui permet de prevoir l'impact de tout materiau dans un environnement donne et donc de confirmer la validite de la future norme europeenne.

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

Le travail présenté dans ce mémoire s’inscrit dans le contexte de la valorisation des biopolymères issue de l’Alfa (Stipa tenacissima), plante annuelle largement répandue en Tunisie. Dans la première partie, nous discutons les caractéristiques écologiques, botaniques et chimiques de l’alfa. Nous étudions ensuite sa déstructuration par le procédé organosolve CIMV (Compagnie Industrielle de la Matière Végétale), qui permet de séparer la cellulose et la lignine. Une étude systématique des différents paramètres de la cuisson, du raffinage de la pâte issue de cette cuisson et d’une séquence de blanchiment originale a été effectuée afin d’optimiser ce procédé. La deuxième partie est consacrée à l’étude structurale de la lignine obtenue par différentes méthodes spectroscopiques, dont la RMN 2D, et à la quantification de la teneur en groupes hydroxyles aliphatiques, phénoliques et carboxyliques par RMN 31P. Les essais de modification chimique de la lignine de paille de blé, ayant une structure très proche de la lignine d’alfa, ont été concluants et permettent désormais d’envisager l’élaboration de nouveaux matériaux polymères à base de lignine<br>The work reported in this thesis was carried out in the context of biopolymer recovery from Alfa (Stipa tenacissima), a widespread annual plant in Tunisia. In the first part, the ecological, botanical and chemical characteristics of Alfa grass are discussed. The treatment of this vegetal material by the CIMV (Compagnie Industrielle de la Matière Végétale) pulping process, which separates out cellulose and lignin, is then reported. The experimental conditions were systematically studied in order to optimize pulping and bleaching conditions. The second part of this work was devoted to a comprehensive structural investigation of lignin by various spectroscopic methods, including 2D NMR, and to the quantification of aliphatic, phenolic and carboxylic OH groups by 31P NMR. The chemical modification of CIMV wheat straw lignin, structurally close to Alfa lignin, was successful, meaning that the development of new polymeric materials lignin can now be considered

Les propriétés rhéologiques de solutions aqueuses filmogènes à base de mélanges amidons de pois hydroxypropylés de différentes masses molaires (4,7´104 g/mol à 1,6´106 g/mol) et de κ-carraghénane ont été déterminées pour des concentrations entre 25 et 30%. Plusieurs formulations ont été sélectionnées dont le comportement est proche de celui de la gélatine dans les conditions employées industriellement pour la fabrication des gélules pharmaceutiques dures. Les comportements rhéologiques des mélanges révèlent des effets de synergie entre les constituants conduisant à des augmentations importantes de la viscosité et à un renforcement des gels. Ces phénomènes s’expliquent par l’incompatibilité thermodynamique entre l’amidon et le κ-carraghénane entraînant une séparation de phase du κ-carraghénane dans la phase continue d’amidon. Malgré le rôle dominant du κ-carraghénane lors de la gélification, les propriétés mécaniques des films à base des mélanges obtenus par casting sont gouvernées par l’amidon. La cristallinité, la morphologie, la teneur en eau, les changements d’état et les transitions de phase des films ont été étudiées en relation avec la masse molaire des amidons et les conditions de séchage. Les films forment une structure cristalline de type B au cours du séchage qui dépend de la masse molaire de l‘amidon et de la température de formation des films. La teneur en eau, également dépendante de la cristallinité des films, joue un rôle important sur les propriétés physiques de films. Sur la base des variations des températures de transition vitreuse en fonction de teneur en eau, la distribution de l’eau au sein des phases amorphes et cristallines a été étudiée<br>Rheological properties of film-forming aqueous solutions based on hydroxypropylated pea starch with different molecular weight (4,7´104 g/mol to 1,6´106 g/mol) and κ-carrageenan mixtures have been investigated at concentrations from 25 to 30%. Many different compositions have been selected for which the behaviour is close to the gelatin in industrial conditions used for the hard pharmaceutical capsules production. The rheological behaviours of the mixtures highlight some synergism effects between components resulting in a spectacular increase of the viscosity and in a strengthening of the gels. These phenomena are explained by the thermodynamic incompatibly between starch and κ-carrageenan leading to a phase separated system, the concentrated κ-carrageenan being in the continuous phase. Despite of the dominant role of the κ-carrageenan during gelation, mechanical properties of blended cast-films (stress: 30-35MPa, strain: 8-9%) were governed by starch. Cristallinity, morphology, water content, and phase transitions of the films were studied and related to molecular weight and film formation conditions. B-type crystallinity has been evidenced during the casting process, depending on molecular weight and film formation temperature. The water content is therefore dependant of the crystallinity and plays an important role on the physical properties of the films. Based on glass transition temperatures variations with the water content, the distribution of water into the amorphous and crystalline phases has been studied. In the glassy state, molecular weight and crystallinity do not modify the mechanical proprieties of the films

L'etablissement des equipements enzymatiques de plusieurs especes de termites champignonnistes (macrotermitinae) africains a permis de montrer que ces insectes ne sont capables de degrader les differents composes complexes de la matiere vegetale (polysaccharides, tanins, lignines) que grace a l'etablissement de relations symbiotiques avec un champignon basidiomycete du genre termitomyces. L'etude des capacites de biodegradation de ces molecules vegetales par trois especes de termitomyces, selectionnees en fonction de leur importance ecologique, a permis de montrer, sur des broyats et en culture, que ces champignons presentaient tous de fortes activites cellulolytiques, xylanolytiques et amylolytiques. En revanche, ces termitomyces ont des potentialites de degradation des composes aromatiques (monomeres de la lignine) qui different considerablement d'une espece a l'autre. La determination du mode de degradation de ces differents composes aromatiques a ete suivie par des methodes d'electrochimie et certaines des enzymes impliquees dans ce catabolisme caracterisees. Le role de ces differents champignons dans la symbiose digestive a pu ainsi etre precise. La plupart des composes polluants sont des composes aromatiques, leur structure moleculaire est donc tres voisine de celles des molecules aromatiques vegetales naturelles. Les performances enzymatiques exceptionnelles de ces champignons permettent, a court terme, d'envisager leur utilisation dans la depollution des eaux residuaires des industries papetieres et agro-alimentaires

L'utilisation de liens non covalents forts entre des chaînes polymères améliore considérablement les propriétés des matériaux. Ainsi, il est possible d'obtenir des propriétés polymères avec des petites molécules fonctionnalisées. Nous décrivons la synthèse d'un nouveau groupe associatif supramoléculaire simple à synthétiser, le groupe amidoéthylimidazolidone. En synthétisant la 1-(2-aminoethyl)-2-imidazolidone, ainsi que d'autres dérivés réactifs comportant notre groupe associatif, on peut envisager la synthèse de matériaux comportant ce motif et s'adapter à tout type de chimie. Le greffage de ce sticker de manière contrôlée sur des dimères d'acides gras donnent des molécules qui, malgré leur petite taille, se comportent comme des polymères et des réseaux supramoléculaires semi-cristallins dans les propriétés peuvent être modulées selon le grade de dimère choisi. En fondu, les systèmes se comportent comme des polymères ramifiés en cours de gélification. De façon encore plus originale, le greffage d'urée sur des dimères d'acides gras déjà fonctionnalisés donne également des petites molécules, mais qui se comportent comme élastomères et qui ont en plus la propriété d'auto-cicatrisation. Ce phénomène est interprété par un mécanisme de reformation des liaisons H rompues lors de la fracture.

De nombreuses questions sur la formation des polymères gluténiques dans le grain de blé tendre et leur structure finale demeurent sans réponse. Ainsi la présente étude est effectuée pour mieux comprendre la formation et la structure des agrégats gluténiques. Nous nous sommes attachés à préciser les mécanismes de formation des polymères gluténiques durant le développement du grain dans la mesure où ces associations protéiques conditionnent en grande partie la qualité d'utilisation de la farine de blé tendre. En étudiant l'évolution du statut rédox des protéines de réserve au cours du développement du grain il nous a été notamment possible de démontrer que la formation des très hauts polymères est liée à un phénomène d'oxydation des groupements sulfhydryls libres portés par les sous-unités gluténiques. Ce phénomène, favorisé par le rapprochement des structures polymériques au cours de la séshydratation, conduit à l'apparition de nouvelles liaisons disulfures intermoléculaires et se traduit à la fois par une augmentation de la masse moléculaire et une augmentation du degré de compacité des agrégats gluténiques. Nous avons également pu démontrer que le glutathion était capable de se lier de manière prépondérante à la fraction gluténique limitant ainsi ses capacités d'association lors de la dessiccation. Enfin, une étude exploratoire de modélisation moléculaire a été entreprise afin de proposer une démarche méthodologique permettant d'appréhender les capacités d'interaction des sous-unité gluténiques de haut poids moléculaire.

La substitution des matériaux composites à base de polymères d’origine fossile renforcés de fibres minérales ou synthétiques, par des bio-matériaux conçus par association de bio-polymères et de renforts fibreux végétaux, permet d’envisager un recyclage et/ou une bio-dégradation en fin de vie. Dans cet objectif, nous avons élaboré un bio-composite à base de bois et de bio-polymère d’acide lactique, par imprégnation vide / pression d’acide lactique oligomérisé, contenant ou non un catalyseur chimique de polymérisation, dans les cellules de bois, suivie d’un chauffage en étuve. L’objectif de ce travail était de provoquer la polymérisation des oligomères d’acide lactique in-situ, et d’induire éventuellement un greffage de ces molécules sur les sites hydroxyles libres du bois, dans le but d’améliorer les propriétés du matériau. Nous avons démontré une polymérisation in-situ effective, et une forte interaction entre le bois et les chaînes d’acide lactique, toutefois non greffées. L’action du bio-polymère sur la structure lignocellulosique est également mise en évidence par un « ramollissement » important du bois, apparaissant à un stade intermédiaire de l’étape de chauffage, vraisemblablement dû à une réaction entre les oligomères d’acide lactique et la lignine contenue principalement dans la lamelle mitoyenne. Une forte coloration traduit d’autre part une probable réaction entre les catalyseurs chimiques et la cellulose. Le cycle de chauffage achevé, le matériau se trouve dans un état final rigide dont les performances ont été étudiées. Il s’avère que le traitement confère une excellente stabilité dimensionnelle au bois : environ 70% d’efficacité anti-gonflement. Une amélioration de la résistance à l’attaque fongique a été observée. En ce qui concerne les propriétés mécaniques, les résistances à la flexion et la compression sont peu influencées, alors que l’on note une forte augmentation de la dureté de surface, et une diminution de la résistance au cisaillement, due à la fragilisation de la lamelle mitoyenne. Ainsi, les densité et dureté élevées, ainsi que la stabilité du matériau laissent envisager des applications dans certains domaines industriels comme la parqueterie. Dans l’état intermédiaire « ramolli », des applications de mise en forme, telles que le matriçage ou le cintrage sont également concevables<br>Composites from petroleum based polymers and synthetical or mineral fibers can be advantageously replaced by biomaterials from biopolymers and vegetal fibrous reinforcements, allowing recycling and /or biodegradation at the end of their lifecycle. In this purpose, we prepared a wood / lactic acid biopolymer based bio composite. Wood vacuum / pressure impregnation by lactic acid oligomers containing chemical catalyst or not, was followed by a heating process in a drying kiln. The aim of this study was to induce oligomers polymerization into the wood cells, and a potential grafting on the free hydroxyls wood groups, in order to improve wood properties. We showed an effective in-situ polymerization, and a strong interaction between wood and biopolymers chains, however not grafted. The biopolymer impact on the lignocellulosic structure is shown by a significant softening of wood, occurring at an intermediate level of the heating process, probably due to a reaction between lactic acid oligomers and the lignin mainly contained into the middle lamella. The material darkening suggests a probable reaction between chemical catalysts and cellulose. Once the heating process has been completed, the composite gets stiff. The treatment imparts an excellent dimensional stability to the wood composite : an anti swelling efficiency approaching 70%. A good antifungal resistance is also noticed. As for mechanical properties, bending and compression resistances are slightly influenced, while hardness is significantly improved, and shearing resistance altered, due to the middle lamella degradation. Therefore, high density and hardness, plus a good material stability could be valorized by industrial uses such as flooring. In the intermediate state, moulding applications are also conceivable

La fabrication d’une nouvelle capsule végétale a été réalisée au cours de ce travail en utilisant deux biopolymères bien connus: les amidons et les carraghénanes. En relation avec les paramètres du procédé industriel existant, les structures et les propriétés de ces deux polysaccharides à l’état liquide et gel ont été déterminées en utilisant principalement des outils rhéologiques. En appliquant des contraintes de cisaillements sur les empois, les solutions et les gels et en construisant des diagrammes de phases, l’influence de l’origine botanique des amidons ainsi que l’influence de traitements chimiques tels que l’hydroxypropylation ont été analysées. Les propriétés viscoélastiques et en écoulement des composés pris séparément et des mélanges ont été mesurées afin de reproduire au mieux le comportement rhéologique (températures de gélification, force du gel,…) de la gélatine, matière actuellement utilisée pour la fabrication de gélules. Enfin, une description numérique du procédé de trempage à chaud a été conduite. Sur les bases d’un modèle 3D thermomécanique, la croissance moyenne de la couche solidifiée pendant le procédé de trempage a été simulée, et l’influence de la viscosité du polymère et de la vitesse du moule sur son épaisseur a été calculée<br>The manufacturing of a new plant hard capsule was performed in this work using two well known biopolymers: starches and carrageenans. In relation with the current industrial process parameters, structure and properties of these polysaccharides in the liquid and in the gel states were determined using mainly rheological tools. By applying shear stresses on pastes, solutions and gels and by plotting phase diagrams, the influences of the botanical origin of starches and of different chemical treatment such as the hydroxypropylation were discussed. Flow and viscoelastic properties of components alone and mixtures were measured to reproduce as close as possible the rheological behaviour (gelation temperatures, gel strength…) of the gelatin, the classical material used to manufacture hard-capsules. Finally, a numerical approach of the hot dip coating process was performed. On the bases of a 3D thermomechanical model, the average growth rate of solidified layer during the dip-coating process was simulated and the influences of the polymer viscosity and the velocity of the mould motion on the solidified layer thickness were calculated

Les fibres élémentaires dépectinisées de lin mature (linum usitatissimum L. ) renferment, en association forte avec les dépôts secondaires de cellulose, des polymères incrustants variés. Ces polymères pourraient avoir une influence notable sur les propriétés mécaniques, et notamment sur la résistance aux tensions, de ces fibres. De nombreux polymères incrustant les parois secondaires des fibres élémentaires dépectinisées de lin ont ete caractérisés, après extraction chimique ou enzymatique. Le composé majoritaire est un long (1→4)-galactane. Ce polymère pourrait constituer les ramifications latérales de rhamnogalacturonanes de type I. Outre les polysaccharides, des protéines ont aussi été identifiées. L'une de ces protéines appartient au groupe des protéines riches en leucine, les deux autres appartenant au groupe des protéines pariétales de structure, et plus particulièrement aux protéines riches en glycine et aux arabinogalactane-protéines. Le rôle possible de chacun de ces incrustants dans les fibres élémentaires de lin est abordé. La possibilité d'une interaction entre les arabinogalactane-protéines et les (1→4)-galactanes a été mise en évidence. Les modalités de cette interaction sont discutées.