Etude d'un nouveau procédé de fractionnement des co-produits de fabrication de jambon sec et des propriétés physico-chimiques et fonctionnelles des extraits et raffinats

Le coproduit de fabrication de jambon sec est issu de l'opération de désossage de la cuisse de porc parée, salée, séchée et affinée. Il est constitué à plus de 85 % d'os et de tissus associés (cartilages, ligaments, tendons). Le concassage au broyeur à marteau permet d'homogénéiser le coproduit en morceaux de taille inférieure à 8 cm (> 90 % compris entre 40 et 80 mm). La composition chimique de la matière sèche du mélange (77 +- 3 % de MS) est de 33 +- 5 % en protéines (89 % de collagène, 14 % de protéines hydrosolubles, 6 % d'acide aminés libres), 31 +- 3 % en lipides (triglycérides : 70 % ; diglycérides : 3,5 % ; acides gras libres : 11 % ; saturé/insaturé : 0,87 ; 24 % C16 :0 ; 13 % C18 :0 ; 2 % C16 :1 ; 38 % C18 :1 ; 4 % C18 :2) et 26 +- 4 % de matière minérale (phosphate de calcium 88 % ; NaCl 9 %). L'extraction aqueuse des lipides et des protéines du coproduit est étudiée en contacteur agité. Le raffinat solide est séparé par filtration à chaud sous forme de granulat et la matière grasse entraînée est séparée par décantation à froid. L'étude de l'influence des principaux facteurs de l'extraction liquide/solide (temps de contact : 30 à 90 min, température : 40 à 90C ; ratio eau/coproduit : 4 à 10) grâce à la réalisation d'un plan d'expérience met en évidence les effets de la solubilisation et la coagulation des protéines sur l'entraînement des lipides et leur décantation sous forme de matière grasse. Mis en oeuvre à l'échelle pilote (64 kg de coproduit de jambon sec concassé, 207 kg d'eau, 30 min à 90C en contacteur agité), le procédé de fractionnement aqueux conduit par filtration centrifuge et séchage à un granulat stable (rendement : 59 % ; matière minérale : 41 % ; protéines : 43 % ; lipides : 16 %), source de phosphate de calcium (95 % de la matière minérale) et de gélatine ou de colle d'os (88 % de protéines de nature collagénique). La fraction matière grasse décantée (rendement : 24 % ; lipides : 93 % ; triglycérides : 75 % ; diglycérides : 4 % ; acides gras libres : 7 % ; saturé/insaturé : 0,82 % ; 37 % C16 :0 ; 15 % C18 :0 ; 2 % C16 :1 ; 44 % C18 :1 ; 8 % C18 :2) présente les mêmes caractéristiques physicochimiques que le saindoux, avec une odeur proche de celle du jambon sec (19 COV aromatiques identifiés présents dans les arômes majoritaires de jambon). La fraction protéines solubilisées, obtenue sous forme de lyophilisat après concentration de la phase aqueuse (rendement : 8 % ; protéines : 52 % dont 29 % d'acides aminés libres ; matière minérale : 29 % dont 90 % NaCl, lipides : 3 %), contient aussi des glucosaminoglycanes sulfatés (GAGs : 3,4 %). Ces caractéristiques de composition, associées à ses propriétés épaississantes et gélifiantes, adhésives et stabilisantes d'émulsion, font de cette fraction minoritaire du procédé de fractionnement aqueux du coproduit de jambon sec, un extrait aux multiples applications à forte valeur ajoutée (source de peptones pour la culture de champignons et de levures, adhésif et liant naturel, ingrédient de formulation alimentaire nutracétique et cosmétique).The ham production by-product comes from the deboning of dressed, salted, dried and refined pork leg. It consists of more than 85% of bone and associated tissues (cartilage, ligaments, tendons). Hammer mill crushing allows homogenizing the by-product into pieces smaller than 8 cm (> 90% between 40 and 80 mm).Dry matter chemical composition of the blend; (77 +- 3% DM) is 33 +- 5% protein (89% collagen, 14% of watersoluble proteins, 6% free amino acid), 31 +- 3% lipids (triglycerides: 70% diglycerides: 3.5%; free fatty acids: 11%; saturated / unsaturated: 0.87; 24% C16: 0; 13% C18: 0; 2% C16: 1; 38% C18: 1; 4% C18: 2) and 26 +- 4% mineral matter (calcium phosphate 88%, 9% NaCl). Lipids and proteins aqueous extraction of the by-product is studied in an agitated contactor reactor. The solid raffinate was separated by hot filtration to an aggregate and the fat is separated by cold decantation.The study of the influence of main factors of the liquid / solid extraction (contact time: 30 to 90 min, temperature: 40 to 90 C; ratio water / by-product: 4 to 10) through the implementation of an experimental design, highlights the effects of proteins dissolution and coagulation on lipid output and decantation as fat matter.By pilot scale implementation (64 kg of crushed by-product of dry-cured ham, 207 kg of water, 30 min at 90 C in agitated contactor), the aqueous fractionation process leads, by centrifugal filtration and drying, to a stable aggregate (yield: 59%; mineral matter: 41%; protein 43%; lipids: 16%), source of calcium phosphate (95% of the mineral) and gelatin or bone glue (88% collagenous protein).The decanted fat fraction (yield: 24%; lipids: 93%; triglycerides: 75%; diglycerides: 4% free fatty acids: 7%; saturated / unsaturated: 0.82%; 37% C16: 0; 15% C18: 0; 2% C16: 1; 44% C18: 1; 8% C18: 2) has the same physicochemical characteristics as lard, with an odor similar to that of dry-cured ham (19 identified aromatic VOC part of ham main flavors). The solubilized protein fraction, obtained as a lyophilized extract after concentration of the aqueous phase (yield: 8%; protein: 52% with 29% of free amino acids; mineral matter: 29%, with 90% NaCl, lipids: 3%), also contains sulfated glycosaminoglycans (GAGs: 3.4%). These composition characteristics, associated with its thickening and gelling properties, adhesive and stabilizing for emulsion, transforms this minor fraction of the aqueous fractionation process of the dry-cured ham byproduct, in an high added value multiple applications extract (source of peptones for culture for fungi and yeasts, a natural and binding adhesive, ingredient for food nutraceutic and cosmetic formulation).TOULOUSE-ENSIACET (315552325) / SudocSudocFranceF

Ageing study and modelling of a High Temperature PEM Fuel Cell (HT-PEMFC)

Dans un contexte où les impacts anthropiques n'ont jamais été aussi pesants pour la planète, les énergies dites « renouvelables » pourraient permettre de réduire l'impact écologique lié aux besoins énergétiques de l’humanité. C’est pourquoi l'hydrogène nourrit actuellement beaucoup d'espoir comme vecteur énergétique permettant le stockage de l’énergie électrique produite par des sources « renouvelables » intermittentes. La Pile à Combustible (FC) apparait alors comme un élément-clé de cette économie hydrogène. Parmi les différentes technologies de FC, la FC dite à Membrane Échangeuse de Proton (PEMFC) semble nourrir le plus d'effort de recherche. Elle se décline principalement en deux sous technologies : Basse Température (LT-PEMFC), fonctionnant aux alentours de 80°C et Haute Température (HT-PEMFC), aux alentours de 160°C. C'est la LT-PEMFC qui a récemment pénétrée le marché de l'automobile. Les connaissances à propos de la technologie HT-PEMFC, plus récente, sont encore bien loin de celles concernant la LT-PEMFC. Les travaux présentés dans ce manuscrit ont été réalisés au Laboratoire LAPLACE. Cette thèse représente les premiers travaux du LAPLACE concernant la HT-PEMFC. Ce manuscrit présente une recherche bibliographique ayant pour objectif majeur de se familiariser avec la technologie HT-PEMFC, d’explorer sa modélisation pratiquée dans la littérature et de consulter les essais de vieillissement publiés afin de se créer une base de données des dégradations attendues avec cette technologie. Ensuite, une cartographie des performances d'une HT-PEMFC dans différentes conditions opératoires est dressée grâce à la réalisation d’une étude de sensibilité. Lors de cette étude, trois modèles d’Assemblage Membrane Electrodes (AME) HT-PEMFC ont été caractérisés (via des courbes de polarisation, voltammétries cycliques et spectroscopies d’impédance électrochimiques) dans différentes conditions opératoires : surstoechiométrie de gaz et température de fonctionnement. Il en résulte que la technologie HTPEMFC semble impactée au premier ordre par la température devant la sur-stoechiométrie (dans les plages de variations testées). De plus, cette technologie semble davantage propice à l’utilisation de faibles sur-stoechiométries d’air et d’hydrogène que la technologie LT-PEMFC. Les courbes de polarisations issues de cette étude de sensibilité sont également modélisées via un modèle initialement développé au LAPLACE pour modéliser des LT-PEMFC. Pour ce faire, une méthode d’identification multicourbe de polarisation et multicondition opératoire a été développée. Cette méthode semble permettre de mieux décorréler certains paramètres du modèle en forçant d’autres paramètres à être communs à plusieurs conditions opératoires. Le modèle est également amélioré afin de prendre en compte l’impact de la sur-stoechiométrie d’air sur la tension de cellule. L’impact de la réduction de l’étude de sensibilité est également investigué ainsi que l’impact de la dégradation des AME durant l’étude. Le dernier aspect de la HT-PEMFC étudié dans ce manuscrit est le comportement de cette technologie lors d’essais de vieillissement à courant constant en monocellule et en empilement multicellule. Pour cela, sept AME ont été testés à des courants différents durant plus de 500 h (pour la plupart). Un des essais, à une densité de courant trois fois supérieure à celle généralement utilisée dans la littérature comme densité de courant nominale, a conduit au taux de dégradation le plus faible. Il est également illustré durant ces travaux que la méthode de calcul du taux de dégradation peut amener à des résultats contradictoires. De plus, les périodes de caractérisations semblent avoir un fort impact sur la dégradation, probablement à cause des hauts potentiels explorés qui engendreraient une corrosion du support en carbone de la couche active cathodique. Pour finir, le test d’un empilement multicellule a montré des taux de dégradation deux fois plus élevés qu’en monocellule.In a context where anthropogenic impacts have never been so heavy for the planet, so-called "renewable" energies could make it possible to reduce the ecological impact linked to the energy demand of humanity. This is why hydrogen currently holds great hope as an energy carrier allowing the storage of electrical energy produced by intermittent "renewable" sources. The Fuel Cell (FC) then appears as a key element of this hydrogen economy. Among the different FC technologies, the Proton Exchange Membrane FC (PEMFC) seems to feed the most research effort. It mainly comes in two sub-technologies: Low Temperature (LT-PEMFC), operating around 80 °C and High Temperature (HT-PEMFC), around 160 °C. LT-PEMFC has recently entered the automobile market. Knowledge of the more recent HT-PEMFC technology is still far from that of LT-PEMFC. The work presented in this manuscript was carried out at the Plasma and Energy Conversion Laboratory (LAPLACE) which has been studying LT-PEMFC and LT-PEM electrolysers since 2000. This thesis represents the first works of the LAPLACE concerning HTPEMFC. In this work, a map of the performance of a HT-PEMFC under different operating conditions is drawn up thanks to the performance of a sensitivity study. During this study, three HT-PEMFC Membrane Electrode Assemblies (AMEs) models were characterized (via polarization curves, cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy) under different operating conditions: gas over-stoichiometry and temperature operation. It follows that the HTPEMFC technology seems to be impacted at the first order by the temperature in front of the overstoichiometry (in the ranges of variations tested). In addition, this technology seems more conducive to the use of low over-stoichiometry of air and hydrogen than the LT-PEMFC technology. The polarization curves from this sensitivity study are also modeled using a model initially developed at the LAPLACE to model LT-PEMFC. To do this, a multi-curve polarization and multi-operational operating method has been developed. This method seems to allow better decorrelation of certain parameters of the model by forcing other parameters to be common to several operating conditions. The model is also improved to take into account the impact of overstoichiometry of air on cell voltage. The impact of the reduction in the sensitivity study is also investigated as well as the impact of the degradation of the MEAs during the study. The last aspect of HT-PEMFC studied in this manuscript is the behavior of this technology during constant current aging tests in single-cell and stack. For this, seven AMEs were tested at different currents for more than 500 h (for the most part). One of the tests, at a current density three times higher than that generally used in the literature as nominal current density, led to the lowest degradation rate. It is also illustrated during this work that the method of calculating the degradation rate can lead to contradictory results. In addition, the characterization periods seem to have a strong impact on the degradation, probably because of the high potentials explored which would cause corrosion of the carbon support of the active cathode layer. Finally, the test of a stack showed degradation rates twice as high as the single-cell tests

Place d'un fixateur externe de conception locale dans le traitement des fractures ouvertes de jambe (étude rétrospective à propos de 195 cas au Centre hospitalier Ibn Rochd de Casablanca)

BORDEAUX2-BU Santé (330632101) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocPARIS-Bib. Serv.Santé Armées (751055204) / SudocSudocFranceF

Could the orthopaedic surgeon deployed in austere setting perform flaps on the leg?

The orthopaedic military surgeons deployed in operations are led to perform soft tissue coverage on the lower limb. The purpose of this study was to evaluate if flaps performed by surgeons’ non-specialist in reconstructive surgery are associated with good outcome. All patients operated for a flap on the leg in French Forward Surgical Team deployed in theatre of operations between 2003 and 2013 were retrospectively reviewed. Forty-nine patients were included, for a total of 54 flaps’ procedures.  Indications were open fractures in 25 cases and osseous infections in 29 cases. No flap was performed on French soldiers. All the flaps were pedicle. Outcome was favourable for more than 90% of flaps with no statistical difference between muscular and fasciocutaneous flap and with regard to the indication. In conclusion, an orthopaedic surgeon deployed in austere setting with significant good outcome can perform reconstructive surgery with legs’ flaps

High-temperature PEM Fuel Cell Characterization: an Experimental Study Focused on Potential Degradation due to the Polarization Curve

High-Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cell constant current ageing tests highlighted that the characterizations used to monitor the state of health of single cells could be potentially degrading. An experimental campaign to analyze potential degradation due to polarization curves was carried out. More exactly, four methodologies to generate a polarization curve including Electrochemical Impedance Spectroscopies (EIS) were cycled 30 times. The tested single cells were based on a commercial PBI Membrane Electrodes Assembly (MEA) with an active surface of 45 cm2 (BASF Celtec®-P 1100 type). Before the first cycling test and after the last cycling one, complete characterizations, composed by a voltammetry and a polarization curve including EIS, were performed. The results show that one of the MEA has a voltage which increased for one of the four methods to obtain the polarization curve. This growth is linked to a decrease of ohmic losses: in an unexpected way, it could be considered as a way to improve the break-in period. Similarly, the monitoring of CO2 emission (as corrosion has been suspected to be involved at high voltage, i.e. low current density) confirms the potential degradation of the electrodes during the measurement of the polarization curve

War-related extremity injuries in children: 89 cases managed in a combat support hospital in Afghanistan

Background Meeting paediatric needs is among the priorities of western healthcare providers working in Afghanistan. Hypothesis Insufficient information is available on paediatric wartime injuries to the extremities. Our objective here was to describe these injuries and their management on the field. Materials and methods We retrospectively reviewed consecutive cases of injuries to the extremities in children

Traumatismes du membre supérieur en contexte de guerre : expérience de l'hôpitalmédico-chirurgical de l'aéroport international de Kaboul

Few epidemiologic studies have been published about the surgical management of wartime upper extremity injuries (UEIs). The purpose of the present report was to analyze upper extremity combat-related injuries (CRIs) and non-combat related injuries (NCRIs) treated in the Kabul International Airport Combat Support Hospital. A retrospective study was conducted using the French surgical database OpEX (French military health service) from June 2009 to January 2013. During this period, 491 patients with a mean age of 28.7 ± 13 years were operated on because of an UEI. Among them, 244 (49.7%) sustained CRIs and 247 (50.3%) sustained NCRIs. A total number of 558 UEIs were analyzed. Multiple UEIs and associated injuries were significantly more common in the CRIs group. Debridement was the most common procedure in both groups. External fixator application, delayed primary closure and flap coverage were predominant in the CRIs group, as well as internal fracture fixation and tendon repair in the NCRIs group. The overall number of surgical episodes was significantly higher in the CRIs group. Due to the high frequency of UEIs in the theatres of operations, deployed orthopedic surgeons should be trained in basic hand surgery. Although the principles of CRIs treatment are well established, management of hand NCRIs remains controversial in this setting.Peu d'études épidémiologiques ont été consacrées à la prise en charge chirurgicale des traumatismes du membre supérieur en contexte de guerre. L'objectif de ce travail était d'analyser les lésions du membre supérieur, liées à des agents vulnérants de guerre ou à des traumatismes de pratique civile, traitées au sein de l'hôpital médico-chirurgical de l'aéroport international de Kaboul. Une étude rétrospective a été menée en utilisant la banque de données française OpEX (service de santé des armées) entre juin 2009 et janvier 2013. Durant cette période, 491 patients d'âge moyen 28,7 ± 13 ans ont été opérés d'un traumatisme du membre supérieur. Parmi eux, 244 (49,7 %) avaient subi un traumatisme de guerre et 247 (50,3 %) un traumatisme de pratique civile, pour un total de 558 lésions analysées. Les lésions multiples du membre supérieur et les lésions associées étaient significativement plus nombreuses dans le groupe des traumatismes de guerre. Le parage était le geste le plus fréquemment pratiqué dans les deux groupes. La fixation externe, la fermeture secondaire des plaies et la couverture par lambeaux pédiculés étaient prédominantes pour le traitement des lésions de guerre, tout comme la fixation osseuse interne et les réparations tendineuses pour les lésions de pratique civile. Le nombre total d'interventions était significativement plus élevé dans le groupe des lésions de guerre. Du fait de la grande fréquence des lésions du membre supérieur sur les théâtres d'opérations, les chirurgiens orthopédistes déployés doivent avoir une formation minimale en chirurgie de la main. Si le traitement des lésions de guerre est bien codifié, la prise en charge des traumatismes de la main de pratique civile reste discutée dans ce contexte

Synthèse bibliographique sur l’analyse non ciblée d’échantillons environnementaux sédimentaires et biologiques

The occurrence of contaminants in environmental matrices is a major concern and particular attention should be paid to analytical methods currently available. Therefore, this report offers a short bibliography note on the application of highresolution mass spectrometry (HRMS) for the non-targeted analysis of organic contaminants in sediments and biological samples. A bibliometric survey shows that HRMS gains progressively in importance over the period 1990-2010 and became even more significant over the last decade. However, the distribution of publications reveals a wider HRMS application on water samples, and particularly freshwater samples, compared to sediments or biological samples. The scientific literature indicates that several techniques (sonication, microwave, pressurized liquid…) are used for sample preparation before HRMS analysis. It seems that sample preparation protocols are those usually applied for the conventional targeted analysis without further optimization for non-targeted analysis. Scientific literature also shows that for the optimal detection of organic contaminants in a sample, it would be necessary to combine the HRMS analysis with both liquid chromatography (LC-HRMS) and gas chromatography (GC-HRMS) interface. Moreover, for each type of chromatography, it would also be necessary to apply different ionization methods. However, such a holistic detection is not performed and, in practice, research is usually carried out using a single chromatographic separation and a single ionization technique. Indeed, a single HRMS analysis generates already a very large amount of data that must be processed using automated workflows that differ according to the objective of the study. The development of relevant quality controls is also a challenge with HRMS analysis since there is no analytical standard allowing correcting the signals of unknown chemicals that are only identified a posteriori according to different approaches, more or less complex. Nonetheless, initial applications of LC-HRMS and GC-HRMS for the analysis of organic contaminants in sediments and biological samples proved efficient since several studies have demonstrated the occurrence of multiple classes of contaminants with various properties as well as new substances not detected during the conventional targeted analysis.A l’heure ou l’occurrence des contaminants dans l’environnement est une préoccupation sociétale majeure, il faut s’interroger sur les méthodes analytiques disponibles. Ce rapport se propose donc une note de synthèse bibliographique portant sur l’application de la spectrométrie de masse à haute résolution (HRMS) pour l’analyse dite non-ciblée des contaminants organiques dans des échantillons environnementaux sédimentaires et biologiques. Une étude bibliométrique montre que la HRMS a connu un premier essor entre les années 1990 et 2010, puis un autre encore plus important au cours de la dernière décennie. Cependant la distribution des publications révèle une application nettement plus étendue de la HRMS sur la matrice eau, et en particulier eau douce, que sur la matrice sédiment ou biote. La littérature scientifique montre que plusieurs techniques (ultrasons, microondes, liquide pressurisé…) sont employées pour la préparation d’échantillons avant l’analyse instrumentale. Cependant, il semble que les protocoles d’extractions proviennent de développements réalisés pour une analyse ciblée puis qu’ils soient directement transposés à l’analyse HRMS sans plus d’optimisation. La littérature scientifique montre également que pour une détection optimale des contaminants organiques dans un échantillon, il serait indispensable de combiner une analyse HRMS avec une séparation chromatographique préalable en phase liquide (LCHRMS) d’une part et en phase gazeuse (GC-HRMS) d’autre part. De plus, pour chaque interface il faudrait également tester différents types d’ionisation. Cependant, bien que ces analyses avec différentes interfaces chromatographiques et différentes techniques d’ionisation soient complémentaires, les études réalisant des analyses HRMS se focalisent généralement sur une seule séparation chromatographique et un seul type d’ionisation. En effet, une seule analyse HRMS génère déjà un très large volume de données dont le traitement doit encore être automatisé en suivant une succession de taches dont la nature et l’ordre varient selon l’objectif de l’étude. Enfin, le développement et la mise en oeuvre de contrôles qualité est également un challenge lors de l’analyse HRMS car il n’y a pas d’étalons analytiques permettant de corriger le signal de composés inconnus et qui ne sont identifiés qu’a posteriori selon diverses approches plus ou moins complexes à mettre en oeuvre. Néanmoins, les premières applications de la LC-HRMS et GC-HRMS pour l’analyse des contaminants organiques dans les sédiments et les échantillons biologiques se sont révélées positives car plusieurs études ont mis en évidence la présence de multiples classes de contaminants aux propriétés diverses ainsi que de nouvelles substances non détectées lors de l’analyse ciblée traditionnelle

Soft tissue coverage of war extremity injuries: the use of pedicle flap transfers in a combat support hospital

PURPOSE: Definitive management of extremity injuries including soft tissue coverage is seldom achieved in battlefield medical treatment facilities due to limited resources and operational constraints. The purpose of this study was to analyse the French Army Medical Service experience performing such reconstructive surgery in a Combat Support Hospital (CSH) in Afghanistan. METHODS: A clinical study was performed in the KaIA (Kabul International Airport) CSH from July 2012 to January 2013. RESULTS: During this period 23 Afghan patients treated for soft tissue coverage of combat-related extremity injuries were included. They totalled 28 extremity injuries including 18 blast trauma (BT) and ten non blast trauma (NBT). Overall, 35 extremity pedicled flaps were performed. There were 26 fasciocutaneous flaps, eight muscle flaps and one composite flap. Soft tissue coverage was achieved on all patients reviewed with a mean follow-up of 59 days. Five postoperative complications occurred including two deep infections, one partial flap necrosis and two flap failures, without difference according to injury mechanism. CONCLUSION: Reconstruction of traumatic soft tissue defect can be achieved in CSHs for local nationals. Pedicle flap transfers provide simple and safe coverage for war extremity injuries in this challenging environment whatever the injury mechanism