Letteratura scientifica selezionata sul tema "Lactosérum – Teneur en calcium"

La transformation du lait de dromadaire en fromage est réputée délicate ou impossible en raison des difficultés rencontrées pour réaliser la coagulation. Les résultats ont confirmé que l'ajout de chlorure de calcium (15 g/100 l) réduit de 20 à 50 p. 100 les temps de coagulation. Les gels formés se caractérisent par une friabilité élevée qui s'explique par la faible teneur en matière sèche du lait. Les modalités pratiques de l'égouttage sont conditionnées par les propriétés rhéologiques du caillé qui impliquent la nécessité de limiter l'intensité des opérations mécaniques. Pour les différents types de fromages, l'affinage se déroule de manière satisfaisante et la qualité organoleptique des produits finis a été jugée correcte. Toutefois, comparées aux fabrications à partir de lait de vache, les teneurs en matières sèches des lactosérums de dromadaire sont plus élevées, notamment en matière grasse, et les rendements fromagers inférieurs.

Si on offre à une poule pondeuse une source de calcium alimentaire qu’elle puisse identifier (alimentation calcique séparée), elle consomme ce calcium de façon discontinue en relation avec la formation de la coquille de l’aeuf. Cette pratique réduit la mobilisation osseuse et accroît la solidité de la coquille dans la moitié des cas environ. L’effet est particulièrement net lorsque la température ambiante est élevée. Ceci permet également de réduire l’apport alimentaire de phosphore. Plus généralement, la quantité de coquille déposée sur l’oeuf apparaît comme inversement liée à la teneur en phosphore du plasma, à la fois à long terme et de façon instantanée. Il convient donc de limiter la teneur en phosphore assimilable de l’aliment à 0,28 % pour une production de 60 g oeuf/jour. L’apport de phosphore semble également pouvoir être modulé au cours de la journée : il doit alors être aussi faible que possible durant l’après-midi alors que l’apport de calcium doit être le plus élevé. Une dernière façon de diminuer le besoin en phosphore pourrait être l’utilisation de programmes d’éclairement fractionné aboutissant à une désynchronisation des ovipositions.

Le coût élevé des sources de phosphore et l’impact d’un apport en excès de cet élément sur l’environnement conduisent à restreindre les apports en phosphore aux besoins chez la truie reproductrice. Au contraire, les sources de calcium sont peu onéreuses et, en l’absence de contrainte de teneur maximale sur cet élément, sa teneur peut être assez élevée dans les aliments. Phosphore et calcium doivent pourtant être apportés de façon équilibrée. Un modèle est proposé pour estimer en pratique les besoins en calcium de la truie reproductrice sur la base des connaissances disponibles, beaucoup plus limitées pour cet élément que pour le phosphore. Le modèle ne peut pas être utilisé pour simuler les effets d’une carence en l’apport de l’un ou l’autre minéral en raison des difficultés d’évaluation du degré de minéralisation osseuse qui conduisent à ne pas prendre en compte ce critère. Les tables de valeurs nutritionnelles des matières premières permettent de raisonner l’apport en phosphore sur une base digestible, mais ce n’est pas encore le cas pour le calcium. Une hypothèse de digestibilité est donc appliquée dans le modèle pour estimer le besoin en calcium total, qui devra être actualisée (de même que le calcul du besoin d’entretien) dès que les tables de valeurs des matières premières permettront de formuler les aliments sur la base du calcium digestible. Ces réserves étant posées, le modèle est utilisé pour quantifier le besoin en calcium selon le stade physiologique de la truie et son niveau de production (prolificité, production de lait).

L’objectif de l’étude était de déterminer les concentrations en minéraux et en oligoéléments de la viande de dromadaire en Algérie. Des échantillons de viande de 32 dromadaires ont été recueillis. Les dosages ont été réalisés par spectroscopie d’émission atomique. Les concentrations moyennes (± erreur type) en calcium et en phosphore ont été respectivement de 33,1 ± 6,1 et 655 ± 21,3 mg / 100 g. Les teneurs en oligoéléments ont été de 14 056 ± 831 µg / 100 g pour le zinc, 6100 ± 447 µg / 100 g pour le fer, et 1322 ± 43 µg / 100 g pour le cuivre. Le facteur race a eu un effet très significatif (p < 0,001) sur les teneurs en calcium et en sodium. Aucun effet significatif (p < 0,05) de l’âge n’a été observé sur les différents minéraux étudiés. La viande de dromadaire présente des teneurs en minéraux proches de celles des autres animaux de rente.

Le changement climatique et les modifications de pratiques induisent une augmentation de la teneur en hydrogène sulfuré dans les réseaux d’assainissement. Outre l’aspect sanitaire, l’H2S peut être responsable de la dégradation des canalisations et/ou infrastructures en béton, en particulier lorsqu’il est oxydé par des micro-organismes sulfo-oxydants avec formation d’acide sulfurique. Cet acide réagit avec les composés alcalins du béton et notamment avec l’hydroxyde de calcium pour former du gypse, composé expansif. Dans ces conditions et en fonction de la teneur en H2S, des dégradations importantes sont observées qui peuvent quelquefois conduire à l’effondrement du béton dans la partie aérienne. Des recommandations sur le choix des ciments sont proposées pour ces environnements, mais ne donnent pas entière satisfaction compte tenu du manque de données sur le comportement des matériaux cimentaires en fonction de la teneur en H2S. Dans cette étude, trois mortiers formulés avec des ciments différents ont été exposés sur six sites différents en France afin d’essayer de mieux définir les classes d’exposition définies dans le fascicule FD P18-011 relatif aux environnements contenant de l’H2S. L’utilisation de teneur moyenne en H2S ne semble pas la donnée la plus judicieuse pour classer les environnements, l’utilisation du 3e quartile apparaît comme un paramètre plus approprié. Il est ainsi possible de former trois classes : la classe 1, le 3e quartile est inférieur à 8 ppm ; la classe 2, le 3e quartile est compris entre 8 et 15 ppm ; et la classe 3, le 3e quartile est supérieur à 15 ppm.

Les taux plasmatiques de calcium (Ca) et de phosphore inorganique (Pi) ainsi que la teneur du lait en ces minéraux ont été mesurés chez six chamelles en troisième lactation après administration intraveineuse de la 1α,25-dihydroxyvitamine D3 [1α,25-(OH)2D3]. Le traitement par ce stéroïde a induit une aug mentation significative (P < 0,05) de la calcémie et de la phosphatémie. Les valeurs de la calcémie et de la phosphatémie sont passées respectivement de 94,2 ± 4,1 et 54 ± 2,5 mg/l, avant la première injection du calcitriol (stade 0 h), à 108,1 ± 3,4 et 63,5 ± 2,4 mg/l, 24 h après l'arrêt du traitement. La calcémie et la phosphatémie sont restées élevées jusqu'à la fin du test. L'injection intraveineuse de la 1α,25-(OH)2D3 a induit une augmentation significative (P < 0,05) de la concentration et de l'excrétion du Ca et du Pi dans le lait. La concentration et l'excrétion de Ca dans le lait recueilli par périodes de 12 h sont passées respectivement de 1 080 ± 30 mg/l et 1 100 ± 64 mg/12 h, au stade 0 h, à 1 218 ± 34 mg/l et 1 240 ± 57 mg/12 h, après la deuxième injection, alors que celles du Pi ont augmenté respectivement de 732 ± 66 mg/l et 754 ± 61 mg/12 h, au stade 0 h, à 840 ± 38 mg/l et 890 ± 56 mg/12 h, après la deuxième injection. La teneur et l'excrétion de Ca et de Pi dans le lait sont restées élevées (P < 0,05) jusqu'à 12 h après l'arrêt du traitement. Ces résultats suggèrent un effet de la 1α,25-(OH)2D3 au niveau mammaire chez la chamelle lactante, ce métabolite augmentant chez cette dernière la teneur du lait en Ca et en Pi sans aucune modification significative de la production laitière.

Le peptide apparenté à l’hormone parathyroïdienne (PTHrP) joue un rôle important dans la régulation de la croissance osseuse foetale et néonatale. Chez la femelle gestante et/ou allaitante, l’hormone sécrétée par les parathyroïdes foetales, les membranes placentaires et/ou la glande mammaire en lactation, stimule les transferts calciques placentaires, module la tonicité utérine en fonction de la taille du (ou des) foetus, contrôle le débit artériel mammaire et la teneur du lait en calcium et en phosphore. Chez le nouveau-né, le PTHrP apporté par le lait pourrait intervenir dans la régulation de la motricité intestinale et de l’absorption intestinale du calcium et du phosphore.

Le site choisi est situé à moins de 10 km au nord-est de Matagami, Québec, sur le Territoire de la Baie-James. Cet article résume les principales informations géologiques obtenues et insiste sur l’analyse détaillée des sédiments fins. Au site de la digue d’essai d’Olga, le dépôt est constitué, à la base, d’un complexe de till et de sable et gravier fluvio-glaciaires, d’un dépôt glacio-lacustre et lacustre comprenant une zone altérée au sommet recouvert d’une couche de matière organique. Le tout repose sur des roches métamorphiques et volcaniques de la province du Supérieur. Les sédiments fins glacio-lacustres comprennent des varves distales pouvant atteindre plus de 2,5 cm d'épaisseur à la base de la section. Les sédiments fins ont fait l’objet d’analyses minéralogiques et physico-chimiques détaillées. La minéralogie est dominée par les minéraux non phyllosilicatés et le complexe absorbant du sédiment est saturé en calcium. La teneur en eau moyenne varie de 53% à 74% dans les varves, mais peut atteindre 110% dans les couches foncées. La teneur en eau est légèrement au-dessus de la teneur en eau d’équilibre avec la pression des terres. L’étude illustre l’utilisation de l’épaisseur des couches et de la quantité de sédiments qu’elles contiennent dans l’analyse de la mise en place et du taux de sédimentation. Les taux de sédimentation et d’accumulation sont non linéaires dans le temps et ont varié, depuis le début de la formation du dépôt, de 2,7 cm/an à 0,8 cm/an et de 2,6 g/cm2/ an à 0,7 g/cm2 /an respectivement.

Fish with higher nutrient qualities can be used to solve malnutrition problems in Africa. So the aim of this study was to evaluate the effect of local smoking on proximate composition and lipid oxidation of Chrysichthys nigrodigitatus collected in Cameroon. The proximate composition was assessed using standard methods while lipid quality assessment was based on the determination of biochemical indexes. A change on fatty acid composition was evaluated by gas chromatography while minerals composition was evaluated by spectrophotometer. On nutritional point of view, raw fish have high protein, lipid and ash contents (51.87, 37.48 and 8.55 g/100 g dry weight respectively). Unsaturated fatty acid may be up to 57% of the total fatty acids. Raw C. nigrodigitatus contain reasonable amount of minerals. Smoking process increased ash and lipid content while proteins and moisture contents are reduced in these fish. The iodine value of C. nigrodigitatus was reduced while acid, peroxide and TOTOX values increased during smoking. The marked decrease of polyunsaturated fatty acids was noted during processing. Mineral contents were affected by smoking process. Calcium, magnesium, potassium, sodium, manganese and iron contents increased significantly. In conclusion, hot smoking enhances nutrients content of C. nigrodigitatus while significant reduction in lipid quality was recorded.Keywords: Chrysichthys nigrodigitatus, smoking process, nutritional value, lipid oxidation, mineral contents. Frence Title; Effet du fumage traditionnel sur la composition chimique, l’état d’oxydation des lipides, la composition en acide gras et la teneur en minéraux de Chrysichthys nigrodigitatus du Lac Maga au Cameroun Le Poisson est l’une des sources d’éléments nutritifs de qualité pouvant contribuer à prévenir la malnutrition en Afrique. Ce travail s’est donné pour objectif d’évaluer l’effet du fumage traditionnel sur la composition chimique et l’état d’oxydation des lipides de Chrysichthys nigrodigitatus provenant du Lac Maga au Cameroun. Les méthodes standards ont été utilisées pour la détermination de la composition chimique, la mesure de l’état d’oxydation des lipides par des indices chimiques, la composition en acides gras par chromatographie en phase gazeuse et les minéraux par spectrophotométrie. Du point de vue nutritionnel, ce poisson frais contient respectivement 51,87 ; 37,48 and 8,55 g/100 g de matière sèches de protéines, lipides et cendres. Il contient également 57% d’acides gras insaturés et une quantité raisonnable de minéraux. Le traitement de fumage provoque une augmentation de la teneur en cendres et en lipides. Par contre la teneur en eau et en protéines diminuent. L’indice d’iode baisse tandis que les indices d’acide, de peroxyde et de TBARs augmentent. Une diminution du taux d’acides gras polyinsaturés est observée. Les minéraux sont également affectés au cours du fumage. Le traitement de fumage améliore la teneur en nutriments de C. nigrodigitatus, par contre réduit la qualité lipidique de celui-ci. Mots clés : Chrysichthys nigrodigitatus, fumage, valeur nutritionnelle, oxydation des lipides, teneur en minéraux.

Abstract L’oued Sebou, l’une des ressources en eau les plus importantes du Maroc, reçoit quotidiennement un important volume d’eaux usées de la ville de Fès. La présente étude analyse l’impact de ces rejets sur la qualité de ce système aquatique. Les métaux lourds et éléments toxiques (Cr, Zn, Fe, Co, As, Ba, Sr, Ag, Hg, Sb et Rb) ont été déterminés, par activation neutronique, dans l’effluent urbain et dans les eaux et les sédiments du cours en amont et en aval de sa confluence avec les rejets. Les résultats ont montré qu’il y a une forte contamination du cours d’eau par ces métaux et que les facteurs de contamination les plus élevés ont été observés pour Cr et Zn, alors que Hg, Ag et As ne se retrouvent que dans les stations avales. De plus, dans les stations avales il y a une forte augmentation de la charge organique (DCO, DBO, matières organique volatiles), de la salinité et de la teneur en ammonium, en orthophosphates, en sulfate, en sodium et en calcium, et une chute drastique de la teneur en oxygène dissous. Outre la dégradation de la qualité des eaux, on a relevé une chute importante de l’indice biotique qui passe de 8 en amont à 2 en aval. Du fait du régime hydrologique du cours d’eau et des conditions climatiques de la région, les métaux lourds accumulés dans les sédiments peuvent être remobilisés et constituent un risque d’une contamination à grande échelle.

Ce travail de thèse est une contribution à la compréhension de l’encrassement des échangeurs de chaleur à plaques (ECP) lors du traitement thermique de solutions de protéines du lactosérum. Ce travail vise principalement à établir les liens existants entre la composition des différentes solutions de lactosérum (teneurs en β-lactoglobuline (β-lg) et en calcium), leurs comportements en dénaturation et leurs aptitudes à encrasser les surfaces chaudes de l’ECP. Cette étude a montré l’influence de la teneur en calcium et du ratio molaire calcium/protéine sur les mécanismes de dénaturation thermique de la β-lg, les distributions des masses de dépôt protéique, la dynamique de formation de dépôt et la structure des premières couches de dépôt en surface. Par ailleurs, la détermination des constantes cinétiques de dénaturation chaude de la β-lg et la connaissance de l’histoire thermique du produit ont permis de simuler les profils de concentrations des différentes espèces de β-lg (native, dépliée et agrégée) le long de l’ECP et d’étudier la corrélation entre la masse de dépôt sec et les quantités de β-lg dénaturées dans l’ECP. Ainsi, cette simulation a pu mettre en évidence le faible rôle des agrégats dans les mécanismes d’encrassement et à la fois l’influence de l’espèce dépliée et de la teneur en calcium dans la distribution du dépôt protéique. Enfin, une corrélation originale entre la distribution de la masse de dépôt sec dans chaque canal de l’ECP et les paramètres cinétiques de dénaturation a été établie pour chaque solution protéique modèle étudiée, montrant ainsi l’impérieuse nécessité des approches de génie de la réaction chimique pour prédire l’encrassement protéique
This Ph.D. work is a contribution for understanding the fouling in plate heat exchangers (PHE) during the heat treatment of whey protein solutions. This work aims at establishing the relationship between the composition of the different whey protein solutions (β-lactoglobulin content (β-lg) and calcium), their denaturation behaviour and their ability to foul the hot surfaces of the PHE.This study showed the strong impact of the calcium content and the calcium/protein molar ratio on the β-lg thermal denaturation mechanisms, the distributions of the deposit fouling, deposit formation dynamics and the structure of the first deposit layers.The determination of the β-lg denaturation kinetic constants and the knowledge of the thermal profile allowed to simulate the concentration profiles of the different β-lg species (native, unfolded and aggregated) along the PHE and to study the correlation between the dry deposit mass of and the amount of denatured β-lg in the PHE. This simulation highlighted the negligible role of the aggregates in the fouling mechanisms and both the influence of the unfolded species and the calcium content on the distribution of protein deposition. Finally, a new correlation between the distribution of dry deposit masses in each channel of the PHE and the denaturation kinetic parameters was determined for each studied protein solution, showing thus that chemical reaction engineering approaches are requested for predicting proteinaceous fouling

Le présent travail est une contribution pour mieux comprendre l’influence des micelles de caseine sur l’encrassement de solutions de protéines sériques. En particulier, des approches expérimentales et numériques ont été réalisées, à des tailles laboratoires et pilotes, pour décrire les phénomènes de dénaturation et mieux cerner le rôle du calcium dans les mécanismes d’encrassement. Tout d'abord, l'effet du ratio massique caséine / lactosérum sur les performances d'encrassement des protéines de lactosérum a été étudié dans un échangeur à Plaques à l'échelle pilote. La masse totale du dépôt d'encrassement chute d’abord de manière significative avec l'augmentation de la concentration en caséine, atteignant un minimum quand le ratio vaut 0,2. Au-delà de cette valeur, la masse de dépôt réaugmente. La chute de la masse du dépôt, pour un ratio ≤ 0,2, ne semble pas être corrélée à la dénaturation thermique du BLG mais plus probablement due à la modification des interactions minérales introduites par la caséine. L'augmentation de la masse de dépôt, pour un ratio ≥ 0,2, semble être liée à une co-précipitation du complexe BLG-caséine qui augmente l'encrassement. Il est suggéré que la présence de caséine micellaire modifie profondément l'équilibre calcique en solution et que la teneur en nanocluster de Ca-P modifie fortement les interactions entre les espèces protéiques et les minéraux (calcium ionique, Ca-P) affectant ainsi la dénaturation des protéines et la précipitation des minéraux. Un nouveau modèle cinétique concernant le dépliement thermique et l'agrégation de BLG a été établi. Ce modèle est en mesure de justifier la rupture de pente dans le diagramme d'Arrhenius et de fournir des informations thermodynamiques détaillées pour les processus de dépliement et d'agrégation. Sur la base de ce modèle, il a été confirmé que le calcium ionique avait un rôle protecteur sur le dépliement thermique du BLG à basse température. En revanche, à des températures plus élevées, le calcium favorise l'agrégation et la formation d'espèces BLG dépliées. Un dispositif d'encrassement à l'échelle laboratoire a été construit et tester avec des protéines de lactosérum en régime laminaire. Un modèle CFD 3D réaliste a été implémenté simulant à la fois les réactions au cœur du fluide et en surface. Les résultats ont montré une relation linéaire entre le facteur pré-exponentiel et la concentration de calcium, ce qui suggère que l'encrassement nécessite qu’une seule molécule de calcium soit associée à une protéine de BLG. Il est confirmé que le calcium est essentiel à l'encrassement avec des effets significatifs à la fois sur les processus de dénaturation thermique et sur la croissance du dépôt. Enfin, l'effet du ratio caséine / lactosérum sur l'encrassement a été étudié avec un dispositif d'encrassement de laboratoire. Les résultats laboratoires montrent que la caséine réduit l’aptitude à l’encrassement comme déterminé précédemment avec l’installation pilote. Cependant, dans ce cas, l'encrassement reste à un niveau faible y compris pour des ratios élevés (jusqu'à 4). La présence de caséines individuelles dans la phase sérique a été considérée comme responsable de cette atténuation de l'encrassement, probablement par leurs activités de type chaperon. Cependant, quand le pH de la solution d'encrassement est fixé à 6,6, il est démontré que la caséine perd son effet d'atténuation de l'encrassement pour des ratios plus élevés. Ce comportement est lié à sa faible capacité de micelle de caséine à contrôler le calcium ionique dans la phase sérique à un pH plus bas, entraînant une concentration plus élevée en calcium facilitant la dénaturation de la BLG et l'accumulation de dépôts. Une quantité plus faible de caséines dissociées dans la phase sérique à pH 6,6 pourrait aussi expliquer l'augmentation de la masse d'encrassement car elles ne sont pas en concentration suffisantes pour remplir des fonctions de type chaperon
The present work is a contribution to better understand the influence of casein micelles on the fouling of serum whey protein solutions. In particular, experimental and numerical approaches have been carried out, at laboratory and pilot scales, to describe denaturation phenomena and better understand the role of calcium in fouling mechanisms. First of all, the effect of casein/whey mass ratio on the whey protein fouling performance was investigated in a pilot-scale PHE. The total fouling deposit mass drop significantly with the addition of casein, resulting in a minimum value located at Casein/WPI of 0.2. Exceeding this critical ratio, fouling deposit increased with elevated casein concentrations. The deposit mass drop (Casein/WPI ≤ 0.2) is unlikely to be linked to the thermal denaturation of BLG and is more probably due to the change in mineral interactions introduced by casein. The increased fouling mass (Casein/WPI ≥ 0.2) was attributed to a co-precipitation of BLG-casein complex that enhances the fouling. It is proposed that micellar casein change deeply the calcium balance and the content of CaP nanocluster modifies sharply the interactions which occur between protein species (BLG, caseins) and mineral elements (ionic calcium, Ca-P) thereby affecting the protein denaturation and fouling behavior. A novel kinetic model concerning thermal unfolding and aggregation of BLG was established. This model interprets mathematically the break-slope behavior in the Arrhenius plot and provides detailed thermodynamic information for both unfolding and aggregation processes. Based on this model, it was confirmed that ionic calcium has a protective role on the thermal unfolding of BLG at low temperature. In contrast, at higher temperatures, calcium promotes aggregation and the formation of unfolded BLG species. A bench-scale fouling rig was built to perform whey protein fouling experiments in a laminar regime. A realistic 3D CFD model was achieved to simulate both the bulk and surface reactions. Results showed a linear relationship between the deposition pre-exponential factor and calcium concentration, suggesting the fouling is built in such a pattern that only one calcium ion per BLG molecule is involved. Calcium was confirmed to be essential to fouling growth with significant effects both on the thermal denaturation and deposition processes. Finally, the effect of casein/whey ratio on the whey protein fouling was investigated in the laboratory-scale fouling device. Results revealed a similar effect of casein on fouling mitigation as those found in the pilot plant. However, in this case, the fouling was suppressed and maintained at a low extent even at high Casein/WPI ratios (up to 4). The presence of individual caseins in the serum phase was considered to be responsible for this fouling mitigation probably through their chaperon-like activities. However, when the pH of the fouling solution is set at 6.6, casein is shown to lose its fouling-mitigating effect at higher ratios. This behavior is related to its weak ability of casein micelle to control ionic calcium in the serum phase at lower pH, resulting in higher calcium concentration facilitating BLG denaturation and deposition accumulation. A lower amount of dissociated caseins in the serum phase at pH 6.6 could also explain the increase in fouling mass because they are not in sufficient concentration to perform chaperone-like functions

Cette thèse s’articule autour de la thématique de la biominéralisation, le processus par lequel les êtres vivants parviennent à orienter la précipitation de minéraux présents dans leur environnement pour confectionner des matériaux utiles à la survie de l’espèce considérée. La biominéralisation est un phénomène extrêmement complexe mettant en jeu des régulations génétiques et l’implication de protéines permettant d’enclencher la minéralisation, à des localisations bien précises. Il arrive cependant que celle-ci échappe au contrôle de l’organisme vivant conduisant alors à diverses pathologies. C’est le cas par exemple, quand des calcifications appelées calculs rénaux, se forment à l’intérieur des reins. A partir d’une certaine taille, un calcul rénal devient pathologique et nécessite une prise en charge hospitalière. La pathologie est communément appelée lithiase urinaire. Il est établi que les oxalates de calcium, et plus particulièrement les phases monohydratée (Calcium Oxalate Monohydrate, COM ou whewellite) et dihydratée (Calcium Oxalate Dihydrate, COD ou weddellite), composent la majorité des calculs rénaux. L’environnement, et tout particulièrement l’alimentation, est un facteur clé influençant la formation et la composition des calculs rénaux. Actuellement, les traitements consistent principalement à une injection d’antalgiques et à l’éjection du calcul par les voies naturelles. Si nécessaire, une intervention chirurgicale est mise en œuvre. Les médecins sont à la recherche de médicaments/traitements potentiellement capables de prévenir la formation des calculs rénaux. Dans cette thèse, nous avons choisi d’aborder cette problématique par le biais de la chimie théorique et plus particulièrement de la dynamique moléculaire, une méthode prédictive d’importance permettant d’étudier le comportement d’un modèle atomique au cours du temps
This thesis is about biomineralisation, the process by which living beings manage to direct the precipitation of minerals present in their environment to make materials useful for the survival of the species in question. Biomineralization is an extremely complex phenomenon involving genetic regulation and the involvement of proteins to trigger mineralization at specific locations. It happens however that it escapes the control of the living organism, then leading to various pathologies. This is the case, for example, when calcifications called kidney stones are formed inside the kidneys. From a certain size, a renal calculus becomes pathological and requires hospital care. The pathology is commonly called urolithiasis. It is established that calcium oxalates, and more particularly the monohydrate (Calcium Oxalate Monohydrate, COM or whewellite) and dihydrate (Calcium Oxalate Dihydrate, COD or Weddellite) phases, make up the majority of kidney stones. The environment, and especially food, is a key factor influencing the formation and composition of kidney stones. Currently, the treatments consist mainly of an injection of analgesics and the ejection of the calculation by the natural channels. If necessary, surgery is performed. Doctors are looking for drugs / treatments that can potentially prevent the formation of kidney stones

Les techniques de séparation par membranes sont de plus en plus utilisées pour valoriser les constituants des lactosérums, coproduits de la filière laitière. Une meilleure connaissance de ces techniques de fractionnement, ainsi que le développement de procédés spécifiques à chacun des constituants des lactosérums, contribuent à la recherche de nouvelles voies de valorisations. Dans cette optique, l'effet d'un paramètre physicochimique important, le ph, a été étudié lors de l'ultrafiltration de lactosérum doux non clarifié. Les flux de perméation, les niveaux de colmatage et le transfert des protéines majeures à travers différentes membranes varient de manière significative selon le ph d'ultrafiltration, mais aussi selon la nature de la membrane. Les différences observées, selon le ph d'ultrafiltration, peuvent notamment s'expliquer par des changements d'hydrophilie, de charge et de polymérisation des protéines, mais aussi par des modifications de solubilisation des sels de phosphate de calcium. Si la fraction protéique des lactosérums est bien valorisée, peu de travaux portent sur la valorisation de la fraction minérale. Or, les lactosérums acides de fromagerie sont particulièrement riches en calcium et en phosphate. Le traitement technologique, mis au point dans cette étude à partir de lactosérum acide de fromagerie à 6% d'extrait sec, permet de précipiter 48% du calcium et 67% du phosphate initial. La poudre de phosphate de calcium biologique obtenue est constituée uniquement de brushite cristallisée avec une pureté de 85%. Une étape de microfiltration, optimisée à l'échelle pilote, permet d'accroitre cette pureté a 90%. Même s'il reste encore à optimiser l'extraction industrielle de ce sel de phosphate, ces travaux répondent parfaitement au souci et à la nécessité de valorisation de la fraction minérale des lactosérums.

Le calcium joue un rôle important dans le tissu végétal, notamment au cours de la maturation des fruits. L'augmentation de la teneur en calcium du milieu de culture se traduit par l'enrichissement en calcium des parois et du contenu des cellules isolées de Vitis vinifera. En conséquence l'activité métabolique est stimulée et la résistance des parois cellulaires à la digestion enzymatique est augmentée. In vivo, l'accumulation de calcium dans la baie de raisin s'arrête aux environs de la véraison, période à partir de laquelle le raisin s'enrichit en potassium et en magnésium. Ces deux derniers cations sont principalement localisés à l'intérieur des cellules de la pulpe alors que dans le fruit mûr, le calcium est essentiellement pelliculaire ; sa distribution dans ce tissu varie selon le cépage et les conditions climatiques. La cohésion des parois cellulaires a été mesurée par l'étude du rapport équivalents Ca2+/équivalents acide de la fraction pectique solubilisée par un chélatant. Elle est en étroite relation avec la résistance à la digestion enzymatique. Nous avons vérifié que Botrytis cinerea assimile le calcium et que cette assimilation réduit de façon importante son pouvoir infectieux. L'enrichissement en calcium d'un tissu végétal peut donc d'une part maintenir la cohésion des parois cellulaires, d'autre part atténuer la virulence du parasite lors de l'infection. Des essais de pulvérisations de calcium sur le raisin au vignoble appuient ces hypothèses mais ils devront être réalisés à plus grande échelle.

Dans le sol, les racines absorbent des ions mineraux qu'elles transportent vers les parties aeriennes, ou qu'elles accumulent dans leur cortex. Il arrive que ces ions y cristallisent. Les structures rhizomorphes calcaires sont des vestiges de racines calcifiees, dont l'organisation est analogue a celle des microdiums. Elles se developpent dans de nombreux sols calcaires. L'analyse de leur organisation nous amene a emettre l'hypothese que leur formation resulte d'une redistribution sur place du caco::(3) du sol consecutive a l'absorption et a l'accumulation de ca**(2+) par les racines. Cette hypothese est confirmee par la mise en evidence experimentale de cristaux intracellulaires de caco::(3) dans les racines de colza (brassica napus l. ) cultivees en solution calcique riche en carbonate

Les laitiers de hauts fourneaux sont un coproduit de l'industrie métallurgique, utilisés dans les ciments composés (CEM II & III) en substitution partielle du clinker portland et reconnus notamment pour leurs avantages en termes d'abaissement de chaleur d'hydratation, d'augmentation des performances de durabilité et de réduction du bilan carbone des bétons. Bien qu'atteignant des performances mécaniques ultimes comparables voire supérieures au ciment portland (CEM I), les liants proposant de forts taux de laitier voient le développement de leur résistance mécanique fortement ralenti. Ce phénomène s'explique par une réactivité plus faible du laitier qui nécessite des conditions "d'activation" pour réagir correctement. Il existe divers additifs ayant pour effet d'accélérer le durcissement des ciments, parmi lesquels le chlorure de calcium montre les meilleures performances. Les effets du chlorure de calcium sont particulièrement importants durant les premiers jours de l'hydratation. Cependant, leur usage est fortement règlementé en raison de l'effet corrosif du chlore sur les aciers du béton armé. Les objectifs de la thèse visent à étudier les mécanismes d'action du chlorure de calcium sur les matrices ciment-laitier durant les premiers jours d'hydratation. Un panel de techniques expérimentales a été utilisé pour identifier spécifiquement l'action des chlorures sur le laitier et le ciment. Des couplages DRX-Analyse d'Images MEB et RMN montrent que le chlorure de calcium entraîne une précipitation accélérée de portlandite et d'ettringite, issus de l'augmentation du taux de réaction du clinker. Le démarrage de la réaction du laitier s'opère après environ 12 heures, et n'est pas impacté par le chlorure de calcium. En revanche, le taux de réaction du laitier augmente en présence de l'accélérateur. On observe la formation rapide, importante et exclusive de Sels de Friedel en présence de chlorure, en remplacement des AFm sulfatés et/ou carbonatés. L'augmentation du taux de réaction des phases anhydres entraîne la précipitation de C-S-H supplémentaire. Cette formation de Sels de Friedel et de C-S-H provoquent un remplissage plus rapide de la porosité et l'augmentation des performances mécaniques
Blast furnace slags are a co-product of the metallurgical industry, used in composite cements (CEM II & III) as a partial substitution for Portland clinker and recognized in particular for their advantages in terms of lowering the heat of hydration, increased durability performance and reduced carbon footprint of concrete. Although achieving ultimate mechanical performance comparable to or better than Portland cement (CEM I), binders offering high levels of slag see the development of their mechanical strength greatly slowed down. This phenomenon is explained by a lower reactivity of the slag which requires "activation" conditions to react properly. There are various additives that accelerate the hardening of cements, among which calcium chloride shows the best performance. The effects of calcium chloride are particularly important during the first days of hydration. However, their use is strongly regulated because of the corrosive effect of chlorine on steels of reinforced concrete. The objectives of the thesis are to study the mechanisms of action of calcium chloride on cement-slag binders during the first days of hydration. A panel of experimental techniques has been used to specifically identify the action of chlorides on slag and cement. Coupled results from XRD-NMR SEM experiments show that calcium chloride causes an accelerated precipitation of portlandite and ettringite, resulting from the increase in the reaction rate of clinker. The start of the slag reaction takes place after about 12 hours, and is not impacted by the calcium chloride. On the other hand, the reaction rate of the slag increases in the presence of the accelerator. The rapid, significant and exclusive formation of Friedel salts in the presence of chloride is observed, replacing sulphated and / or carbonated AFm. Increasing the reaction rate of the anhydrous phases results in the precipitation of additional C-S-H. This formation of Friedel salts and C-S-H causes a faster filling of the porosity and the increase of the mechanical performances