Élaboration et caractérisation mécanique de panneaux de particules de tige de kénaf et de bioadhésifs à base de colle d'os, de tannin ou de mucilage

La toxicité des émissions de formaldéhyde rejetées par les panneaux de particules à base de résines contenant du formaldéhyde motive la recherche de liants alternatifs notamment d’origine naturelle. Ce travail porte sur l’élaboration par thermopressage et la caractérisation physico-mécanique de panneaux de particules sans ou à faibles rejets de formaldéhyde à partir des tiges de kénaf (Hibiscus cannabinus) et de la colle d’os ou de liants végétaux riches en tannins ou en mucilage de plantes tropicales. L’utilisation de ces bioadhésifs a permis d’obtenir des panneaux de bonne résistance en flexion (370 ≤ MOE ≤ 3100 MPa ; 2,01 ≤ MOR ≤ 23 MPa). Un procédé peut être envisagé pour une production de ces panneaux utilisables comme matériaux de construction écologiques. ABSTRACT : The proven toxicity of lignocellulosic composites based on urea-formaldehyde, phenol-formaldehyde type resins by their formaldehyde emissions cause environmental health problems. A study has been carried out to enhance the development of particleboards of low density with few formaldehyde emissions manufactured with Hibiscus cannabinus core reinforcements and matrix of bone adhesive or tannin material from pod of Parkia biglobosa, stem barks of Pithecellobium dulce and foliar sheath of Sorghum caudatum or mucilaginous material from calyx of Bombax costatum and stem barks of Grewia venusta. Vegetable materials were employed in rough powders or extracts forms, or in mixture with the bone adhesive. The results obtained reveal that bone adhesive was as valuable as the urea formaldehyde resin for manufacturing particleboard with good mechanical properties (MOE: 541 MPa, MOR: 5.23, IB: 0.58 MPa). Tannin and mucilaginous rough materials gave particleboards with bending modulus of elasticity (MOE) ranging from 370 to 400 MPa, bending modulus of rupture (MOR) varying from 2.01 to 3.17 MPa and internal bond (IB) going from 0.06 to 0.28 MPa. Those plant extracts leaded to particleboards with variable mechanical properties (MOE: 484 –1100 MPa, MOR: 2.36 – 5.66 MPa and IB: 0.11 – 0.46 MPa) depending of the nature of the adhesive. Tannin based adhesive gave particleboards more valuable than mucilaginous ones. The association of the bone adhesive with the rough or the extracts of the plants material improved the mechanical characteristics of the panels

Création d'une formation continue vétérinaire en phytothérapie

La phytothérapie est une médecine non conventionnelle qui suscite depuis quelques années une certaine popularité et engouement de la part du grand public. La médecine humaine et vétérinaire par les plantes médicinales motive une forte convoitise en raison notamment de la défiance vis-à-vis de les produits pharmaceutiques d’origine synthétique. Pour d’autres raisons, les autorités et même les étudiants en science de façon générale, ont émis le souhait de voir se développer cette thérapie dans les années à venir. L importance de développer ces connaissances prend toute sa place au sein du monde médical et de ses perspectives en matière de traitements vétérinaires. Cependant, face à une telle demande de la part de la clientèle et face aux volontés des grandes instances, les vétérinaires se retrouvent pour la plupart démunis faute de disposer d’une formation spécifique. C’est dans ce contexte que les représentants des Unités de Pharmacie-toxicologie, Pharmacologie, d’Alimentation/Nutrition et Botanique des 4 écoles ENV ont souhaité prendre l’initiative d’enseigner la phytothérapie vétérinaire en créant un diplôme inter-école (DIE). Cette étude retrace la création de ce diplôme depuis des données générales sur la phytothérapie vétérinaire jusqu’à la création des documents de présentation de la formation continue ainsi créée. Un rapide historique général de la phytothérapie et de son enseignement y est aussi présenté ainsi qu’un bilan sur le contexte actuel de l’utilisation de la phytothérapie vétérinaire. Le but de la création de cette formation est d’apporter au vétérinaire le socle de connaissances nécessaires à la pratique de la phytothérapie moderne ainsi qu’une reconnaissance de sa qualification. La création d’un DIE de phytothérapie vétérinaire représente un moyen de préciser les règles de bonnes pratiques d’utilisation de la plante médicinale

Processus écologiques dans les systèmes cultivés à bas intrants des pays du sud : la nécessité d'une approche intégrée

L'optimisation de la production agricole a longtemps été le seul but de la recherche agricole, notamment dans les pays du sud où la demande en aliments et en matières premières augmente rapidement et où les sols souvent dégradés fournissent peu d'éléments nutritifs. La nécessité d'un changement de paradigme est maintenant pleinement acquise. L'objectif premier reste l'augmentation des rendements mais cette intensification doit reposer sur de nouvelles bases plus économes en intrants et moins nocives pour l'environnement, et elle doit répondre aux contraintes locales (climat, sociétés). La notion d'intensification écologique repose sur les fonctionnalités de l'agroécosystème, le renforcement des interactions biologiques au sein de l'agrosystème et la biodiversité fonctionnelle. Mes recherches portent sur le rôle des interactions biologiques dans les cycles biogéochimiques des sols. Mes premiers travaux ont concerné le phosphore (P), élément nutritif essentiel à la croissance des plantes, mais dont la faible disponibilité dans les sols tropicaux limite la productivité des systèmes cultivés. Mes activités plus récentes se sont focalisées sur le carbone et l'azote, avec un focus sur les sorties gazeuses (N2O). Elles ont été développées dans le cadre d'un partenariat avec les institutions de Recherche locales, d'abord à Madagascar puis au Sénégal. Mes modèles d'étude privilégiés ont été l'agriculture de conservation (semis direct sous couverture végétale, SCV) à Madagascar et l'agroforesterie (association culturale d'arbustes sahéliens et de céréales) en Afrique de l'Ouest. Mon ambition est d'identifier, dans les systèmes cultivés à bas intrants des Sociétés du Sud, les processus écologiques susceptibles d'être optimisés afin de capturer les synergies potentielles ou d'offrir les meilleurs compromis possibles entre maintien de la productivité agricole, atténuation des gaz à effet de serre, et moindre vulnérabilité face aux changements climatiques

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

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. ABSTRACT : In order to avoid the accumulation of recalcitrant fragments, short-life crop products must have bioassimilable characteristics to integrate the biogeochemical cycles. Today only one test of mineralisation quantifies the bioassimilation potential, but this biodegradation is not the unique bioassimilation pathway in microbial metabolism, an important part of the carbon source serves to the production of new biomass. We have chosen to develop a new bioassimilation test allowing the consumption analysis of the initial bomaterial as a nutrient for the microorganisms. On the basis is isotopic disparities generated by the photosynthesis, this bioassimilation test requires prelabelling the microbial flora with a substrate of a given isotopic value, and then the observation of the modification of the isotopic signature of the new microbial biomas

Séquestration du carbone dans un sol agricole du Québec : influence du travail du sol et de la fertilisation des cultures

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2005-200

Dynamique des communautés bactériennes et effet du glyphosate lors du compostage de biomasse lignocellulosique

Le compostage est un procédé anthropique basé sur le processus naturel de décomposition de la biomasse qui exploite l'activité enzymatique des microorganismes sous le contrôle de plusieurs facteurs environnementaux. Les résidus lignocellulosiques de par leur composition et leur faible pourcentage d'humidité sont particulièrement adaptés au compostage dans lequel ils jouent le rôle d’élément structurant. Bien que majoritairement d’origine végétale, la matière organique dirigée vers les sites de compostages est très diversifiée, tout comme les types de contaminants qu’elle peut incidemment contenir et dont l’impact sur les processus de biodégradation, et de surcroit leur rémanence dans l’environnement, reste largement à investiguer. L’objectif de cette thèse vise ainsi à faire état de l’effet de la composition de la biomasse lignocellulosique et de la présence d’un contaminant fréquent tel que le glyphosate sur le compostage. Pour ce faire, le suivi de la transformation de la matière organique végétale et de la dégradation du glyphosate, l’évolution des paramètres physicochimiques et la dynamique de recrutement des populations bactériennes ont été effectués tout au long du processus. Deux expériences menées sur le terrain visaient dans un premier temps à mesurer l’effet de l’âge d’une plante ligneuse, dans ce cas-ci le saule arbustif (Salix), et d’une période d’entreposage hivernal sur la transformation de la biomasse, et dans un deuxième temps à étudier les dynamiques de succession bactériennes impliquées dans le cycle du carbone et de l’azote lors du compostage de résidus végétaux. Les résultats obtenus ont révélé une différence dans la composition de la biomasse des tiges âgées de 2 ans et de 3 ans. Alors que les premiers contenaient plus de composés extractibles, les seconds étaient plus riches en sucres structuraux. Ces différences expliquent une hausse des températures plus forte et plus rapide dans le tas de copeaux de tiges plus jeunes. La diminution des composés extractibles, la conservation des sucres structuraux et l’augmentation de la proportion de lignine démontrent l’importance de la source de carbone soluble pour l’initiation de la décomposition du bois et la récalcitrance des éléments lignocellulosiques durant l’entreposage hivernal. La seconde expérience a mis en évidence une très grande diversité de bactéries responsables de la décomposition de la cellulose, des hémicelluloses et de la lignine durant la phase thermophile du compostage. Cette phase qui était le théâtre d’une activité intense comptait moins d’espèces, mais ces dernières étaient très abondantes, une tendance qui s’est inversée avec la maturation de la matière organique. La dynamique observée traduit une redondance fonctionnelle des communautés qui semblent évoluer selon la température, le taux d’oxygène et la nature du substrat disponible. Une troisième expérience menée en milieu contrôlé a ensuite démontré l’impact négligeable du glyphosate sur l’activité microbienne et l’évolution des paramètres physicochimiques lors du compostage. Le glyphosate était presque ou entièrement dégradé à l’issue du compostage et la présence du principal produit de dégradation, l’acide aminométhylphosphonique (AMPA) n’a d’ailleurs même pas pu être quantifiée durant l’expérience. L’impact du glyphosate sur les communautés bactériennes était également négligeable. Seules quelques bactéries étaient différentiellement abondantes entre les deux traitements, la grande majorité étant moins abondante dans le traitement contenant du glyphosate. La richesse en espèces aux différents temps d’échantillonnage était la même entre le traitement témoin et le traitement contenant du glyphosate « pur » et l’analyse de la bêta-diversité n’a relevé aucune différence significative entre les communautés présentes dans le traitement témoin et le traitement glyphosate. Cette thèse a ainsi fait valoir l’importance de la nature initiale de la matière organique sur l’activité microbienne, le recrutement et la dynamique des communautés durant le compostage, tandis que la présence du contaminant glyphosate s’est présenté comme un facteur beaucoup moins déterminant sur les processus de décomposition et l’abondance des espèces bactériennes. Ces informations devraient non seulement permettre d’optimiser le traitement de la matière organique par compostage, mais aussi de mieux évaluer les risques potentiels associés au compostage de biomasse contaminé.Composting is an anthropic process based on the natural decay of biomass that exploits the enzymatic activity of microorganisms under the control of several environmental factors. Due to their composition and low moisture content, lignocellulosic residues are particularly suitable for composting and serve as a structuring element, which confers them an important role in the process. Although mostly of plant origin, the organic matter (OM) directed towards composting sites is highly diversified, as are the types of contaminants it can contain. The impact of these contaminants, such as glyphosate, on the biodegradation process and their persistence in the environment remain to be investigated. The objective of this thesis is thus to report on the effect of the composition of the lignocellulosic biomass and the presence of glyphosate on the evolution of the physicochemical parameters and the recruitment of bacteria during composting, while ensuring the follow-up of the transformation of the vegetable organic matter and the degradation of glyphosate during the process. Two field studies were conducted to measure the effect of stem age and winter storage on the transformation of wood chips, and to study the dynamics of bacterial succession involved in the carbon and nitrogen cycle during the composting of plant residues. The results obtained revealed a difference in the composition of 2-year-old and 3-year-old stems from shrub willow (Salix sp.), with the younger ones containing more extractable compounds and the more mature ones richer in structural sugars. These differences were reflected in a higher and faster temperature rise in the younger chip pile. A decrease in extractives, retention of structural sugars, and an increase in the proportion of lignin demonstrate the importance of the soluble carbon source for the initiation of wood decomposition and recalcitrance of lignocellulosic elements. The second experiment revealed a very high diversity of bacteria responsible for the decomposition of cellulose, hemicelluloses and lignin during the thermophilic phase of composting. This phase, during which intense activity took place, had fewer species, but they were very abundant, a trend that reversed as the organic matter matured. The observed dynamics reflect a functional redundancy of the communities, which seems to evolve according to the temperature, oxygen level and nature of the available substrate. A third experiment conducted in a controlled environment demonstrated the negligible impact of glyphosate on microbial activity and the evolution of physicochemical parameters during composting. Glyphosate was almost or completely degraded after composting, while the main product of degradation, aminoethylphosphonic acid (AMPA), was not detected. The impact of glyphosate on bacterial communities was also negligible, while species richness at different sampling times was the same when comparing the control treatment and the treatment containing "pure" glyphosate. The beta-diversity analysis found no significant difference between the communities present in the control and glyphosate treatments, while a few bacteria were differentially abundant between the two treatments, the vast majority being less abundant in the glyphosate treatment. This thesis has thus highlighted the importance of the initial nature of the organic matter on microbial activity as well as on the recruitment and dynamics of bacterial communities during composting, while the presence of glyphosate was shown to be a weak determinant of decomposition processes and species abundance. This information should help to optimize the treatment of organic matter by composting and to better assess the potential risks associated with composting contaminated biomass

Étude de pollution atmosphérique en Afrique Sub-Saharienne : Cas de Cotonou (Bénin) : Caractérisation physicochimique des matières particulaires d'origine urbaine et impact toxicologique sur des cellules épithéliales bronchiques humaines (BEAS-2B) cultivées in vitro

Air pollution and its adverse health effects have shown a growing interest in developing countries. This study deals with this subject and is one of the first conducted in African countries, particularly in Benin. Our results showed that the quality of gasoline used in cotonou was poor, characterized by the absence of additive and a high concentration of benzene. Thus, it could be responsible for the degradation of the city air quality. Therefore, particulate matter samples (PM₂․₅ and PM>₂․₅) were collected in St Michel neighborhood at Cotonou and results showed very high levels of particles in the ambient air. Physicochemical characterization of these particles revealed a presence of various chemicals compounds (ions, metals, VOCs, paraffins, PAHs, ect.) in higher proportion in PM₂․₅ than PM>₂․₅. The respiratory system, the main way of exposure to these airborne particles, was investigated through an in vitro study assessing the toxic potential of PM on human bronchial epithelial cells (BEAS-2B). It has been demonstrated that the two types of particules have cytotoxic properties and ability to induce gene expression of organic compounds metabolizing enzymes and to generate oxidative stress. These particles have triggered the inflammatory process through the induction of gene expression and protein secretion of cytokines, and changes in the arachidonic acid pathway (leukotrienes, prostaglandin, and thromboxane). Finally, comparative approach for PM₂․₅ sampled in three West African cities highlighted the closeness of particles characteristics in Benin, Côte d'Ivoire and Senegal, and a significant contribution of road traffic emissions in the air pollution.La pollution de l'environnement, et particulièrement la pollution atmosphérique et son possible impact sur la santé humaine, suscite un intérêt grandissant dans les pays en voie de développement. Ce travail de thèse s'inscrit dans cette thématique et constitue une étude pionnière en Afrique, et au Bénin plus particulièrement. Nos résultats ont montré que l'essence utilisée à Cotonou était de piètre qualité, caractérisée par l'absence d'additifs et par une forte concentration en benzène, et pouvait être à l'origine de la dégradation de la qualité de l'air de la ville. De même, l'analyse d'échantillons de particules (PM₂․₅ et PM>₂․₅) prélevés dans le quartier de St Michel à Cotonou, a mis en exergue un taux anormalement élevé de particules en suspension dans l'air. La caractérisation physicochimique de ces particules a montré la présence d'un cocktail de composés chimiques (ions, métaux, COVs, paraffines, HAPs, etc.), en proportion plus élevées dans les particules fines PM₂․₅. L'appareil respiratoire constituant la principale voie d'exposition de l'Homme à ces particules atmosphériques, leur potentiel toxique a été évalué au travers d'une étude in vitro menée sur des cellules épithéliales bronchiques humaines (BEAS-2B). Il a été ainsi démontré les propriétés cytotoxiques des deux échantillons de particules ainsi que leur capacité à induire l'expression génique des enzymes de métabolisation des composés organiques et à générer un stress oxydatif. Le déclenchement du processus inflammatoire via l'induction de l'expression génique et la sécrétion protéique de cytokines et l'apparition de modifications dans la voie de l'acide arachidonique (leucotriènes, prostaglandine, thromboxane) ont été notés. Enfin l'approche comparative des PM₂․₅ prélevées au niveau de trois villes d'Afrique de l'Ouest a permis de mettre en évidence des caractéristiques proches au Bénin, en Côte d'Ivoire et au Sénégal et la contribution des émissions du trafic routier dans la pollution de l'air

Extraction de composés phénoliques végétaux susceptibles de limiter les émissions de méthane chez les ruminants

L’objectif de cet article est de rechercher les composés phénoliques des plantes qui pourraient avoir une action sur les microbes du rumen et limiter la production de méthane. Comme il y a une très grande diversité de structures chimiques, nous avons eu recours à la fouille de données pour faire émerger des composés susceptibles d’avoir un effet significatif. La pertinence des règles d’association a été améliorée grâce à une nouvelle mesure d’intensité qui a permis de sélectionner quelques composés qui seront à identifier. Ainsi, parmi les 1075 composés inconnus présents dans le jeu de plantes, 26 ont émergé desquels 7 ont un effet seuil

Extraction de composés phénoliques végétaux susceptibles de limiter les émissions de méthane chez les ruminants

National audienceL’objectif de cet article est de rechercher les composés phénoliques des plantes qui pourraient avoir une action sur les microbes du rumen et limiter la production de méthane. Comme il y a une très grande diversité de structures chimiques, nous avons eu recours à la fouille de données pour faire émerger des composés susceptibles d’avoir un effet significatif. La pertinence des règles d’association a été améliorée grâce à une nouvelle mesure d’intensité qui a permis de sélectionner quelques composés qui seront à identifier. Ainsi, parmi les 1075 composés inconnus présents dans le jeu de plantes, 26 ont émergé desquels 7 ont un effet seuil