La vitrosité des grains est une caractéristique physique importante des grains à évaluer car elle modifie leur comportement au fractionnement en termes de valeurs d’énergie de broyage et de taille des particules produites, soit le rapport de rendement entre les farines et les semoules. La quantité de lumière transmise au travers de coupes de grain de blé tendre (T. aestivum L.) de différentes épaisseurs a été utilisée pour évaluer le niveau de porosité de la microstructure de l’albumen amylacé qui correspond au caractère vitreux (forte porosité) ou farineux (faible porosité) du grain. Nous avons montré que cette quantité de lumière transmise suit une parfaite loi de Beer-Lambert qui permet d’accéder à une quantification absolue de la vitrosité au travers d’un paramètre unique traduisant la microstructure de la matrice albumen.L’évolution de ce paramètre sur des grains de dureté contrôlées, car issues de lignées quasi-isogéniques ne différant que par la présence ou non d’une mutation sur le gène codant la puroindoline B, et cultivés dans deux environnement contrastés permettant d’obtenir des vitrosités distinctes, a été étudié. Les résultats permettent d’évaluer la variabilité de la mesure au sein de chaque lot et de distinguer l’effet respectif de la mutation ou de l’environnement. Ils montrent que dans un environnement favorisant la vitrosité, la présence du gène muté augmente le niveau de vitrosité, ce qui est en accord avec des études que nous avons précédemment réalisé, en utilisant ces mêmes lignées et une détermination relative de la vitrosité au farinotome de Pohl.Pour chaque lot de grains, l’évolution de ce même paramètre au sein des différentes parties (centrale, basale, apicale) de l’albumen de chaque grain, de part et d’autre du sillon, a également été étudié. Les résultats mettent en évidence que les extrémités du grain apparaissent plus poreuses que les joues, notamment la zone au-dessus de l’embryon en accord avec le rôle physiologique de cette zone.Ces travaux permettent une meilleure évaluation de la microstructure de l’albumen du blé et du rôle potentiel des gènes codant les puroindolines qui jouent sur l’adhésion granules d’amidon-réseau protéique et celui des conditions environnementales qui affecte la porosité.

Biodegradable plastics appear as one promising means to help solving the increasing issue of environmental pollution by plastics. The present study aims at comparing the biodegradation mechanisms of two promising biodegradable plastics, PHBV Poly(3hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) and PBSA Poly(butylene succinate-co-adipate) with the objective to provide a better understanding of the mechanisms involved and identify the most relevant indicators to follow biodegradation. For this purpose, the progress of the biodegradation process was monitored under controlled composting conditions at the laboratory scale at 58°C using several methodological approaches for evaluating polymer degradation. Indicators of the extent of material disappearance based on respirometry and

La pollution des océans par les déchets plastiques est devenue un problème environnemental majeur résultant de son accumulation dans les environnements terrestre et marin. Lorsqu'ils sont mal gérés, les plastiques pénètrent dans le milieu aquatique où ils subissent une dégradation et une fragmentation en microplastiques désormais omniprésents dans tous les milieux aquatiques (Law, 2017). Outre le fait qu'il est impossible d'éliminer les microplastiques du milieu marin, leur impact sur l’environnement est plus important. Diverses études ont montré que de nombreux types d'organismes marins ingéraient des microplastiques, ce qui entraînait des effets néfastes à plusieurs niveaux de la chaîne alimentaire et des écosystèmes marins (Rochman et al., 2016 ; Chae et al., 2017). On soupçonne également que les microplastiques, qui constituent un nouvel habitat pour les micro-organismes, sont des vecteurs de bactéries potentiellement pathogènes (Kirstein et al.,2016 ; Dussud et al.,2018).Le devenir des polymères dans le milieu aquatique dépend à la fois de phénomènes abiotiques (UV, stress mécanique) et biotiques, dus à la colonisation du plastique par des micro-organismes marins (bactéries, phytoplancton, champignons, etc.). Une des principales étapes de la biodégradation est la constitution d'un biofilm et la réduction de la longueur des chaînes de polymère via des exo-enzymes produites par des bactéries issues du biofilm. Une fois que les chaînes de polymère sont suffisamment courtes, elles peuvent être assimilées par les bactéries (Ennouri et al., 2017). Alors que les phénomènes abiotiques entraînent l’endommagement et la fragmentation d’un polymère par des mécanismes d’oxydation et d’hydrolyse, la création de défauts structurels et la propagation de fractures, il est généralement admis que seuls les phénomènes biotiques conduiront à la biodégradation complète d’un polymère, c’est-à-dire à sa conversion en biomasse, eau et CO2. En milieu marin, de nombreuses questions demeurent quant à la cinétique relative de la dégradation abiotique et biotique et à leur impact respectif en termes de fragmentation (Shah et al., 2008). Par exemple, plusieurs articles (Ter Halle et al., 2016 ; Cozar et al., 2018) ont récemment rapporté que la distribution en taille des particules collectées dans l'océan entre 5 mm et quelques centaines de microns ne semble pas correspondre à un processus de fragmentation monocinétique.Les profils d'érosion des polymères semi-cristallins ont fait l'objet d'études approfondies en laboratoire dans des conditions enzymatiques ou bactériennes et divers profils de dégradation ont été observés, leur apparition est principalement liée à la différence de cinétique d'érosion entre les régions cristallines et amorphes (Morse et al., 2011 ; Martinez-Tobon et al., 2018). À ce jour, il y a beaucoup moins d'études sur la manière dont l'évolution des patterns de surface influencera à son tour le processus d'érosion, et pourra conduire à la fracture ou à la génération de fragments.Afin d'étudier le processus d'érosion enzymatique, nous avons utilisé le système bien connu PDLLA / protéinase K (Yamashita et al., 2005). Etant particulièrement intéressés par le rôle des hétérogénéités à l’échelle de quelques nanomètres à quelques micromètres, nous avons utilisé un polymère de composition chimique donnée (PDLLA, 1,7% de D-mer, Mn = 95 kg / mol, indice de polydispersité I = 1,63) et de morphologie contrôlée par traitement thermique.

Pollution of the ocean by plastic litter has become a major environmental problem : when mismanaged, plastics enter the environment where they undergo degradation and fragmentation into microplastics that are now ubiquitous in all aquatic compartments. In addition to the fact that microplastics are impossible to remove from the marine environment, they are even more damaging than the macroscopic waste.The fate of polymers in the aquatic environment depends both on abiotic phenomena (UV, mechanical stress), and on biotic ones, due to the colonization of plastics by micro-organisms. A primary step for bio-degradation is the constitution of a biofilm and reduction of the polymer chain length via exo-enzymes produced by bacteria from the biofilm. Once polymer chains are short enough, they can be assimilated by bacteria. While abiotic phenomena lead to the damage and fragmentation of a polymer by oxidation and hydrolysis mechanisms, creation of structural defects and fracture propagation, it is generally admitted that only biotic phenomena will result into the complete bio-degradation of a polymer, i.e. its conversion into biomass, water and CO2. In the marine environment, many questions remain about the relative kinetics of abiotic and biotic degradation and their respective impact in terms of fragmentation. For instance, several papers have recently reported that the size distribution of particles collected in the ocean between 5mm and a few hundreds of microns, does not seem to correspond to a single-kinetic fragmentation process.We studied the enzymatic erosion process in semi-crystalline polymersto understand the potential fracture and fragments generation in relation to the formation of erosion patterns . Being specifically interested in the role of heterogeneities at the scale of a few nanometers to a few micrometers, we used a polymer of a given chemical composition and monitored its morphology through its change in crystallinity ratio, everything else remaining constant. We used the well-known model system PDLLA/proteinase KEnzymatic erosion kinetics were measured through weight loss experiments and erosion patterns were observed over time through atomic force microscopy (AFM) and SEM. In order to interpret the results, we combined a simple two-phase geometric erosion model with the well-known Michaelis-Menten model for enzymatic kinetics. Our geometric erosion model is based on the evolution of the erosion front with time induced by the erosion rate difference between crystalline and amorphous regions. This new model accounts very well for the experimental results and unexpectedly predicts that after a lag time, the final erosion rate will be the one of the fastest eroding phase. Moreover, we observed a morphology-dependent release of fragments, which the model is also able to predict. In particular, one observes the release of spherulites as long as they are smaller than a critical size determined in the model. Some important consequences relevant for the understanding of the formation of micro-plastics in the ocean can be drawn from these results.

Pollution of the ocean by plastic litter has become a major environmental problem resulting from its accumulation in terrestrial and marine environments. When mismanaged, plastics enter the aquatic environment where they undergo degradation and fragmentation into microplastics that are now ubiquitous in all aquatic compartments. In addition to the fact that microplastics are impossible to remove from the marine environment, they are even more damaging than the macroscopic waste.The fate of polymers in the aquatic environment depends both on abiotic phenomena (UV, mechanical stress), and on biotic ones, due to the colonization of plastics by marine micro-organisms. A primary step for bio-degradation is the constitution of a biofilm and reduction of the polymer chain length via exo-enzymes produced by bacteria from the biofilm. Once polymer chains are short enough, they can be assimilated by bacteria. While abiotic phenomena lead to the damage and fragmentation of a polymer by oxidation and hydrolysis mechanisms, creation of structural defects and fracture propagation, it is generally admitted that only biotic phenomena will result into the complete bio-degradation of a polymer, i.e. its conversion into biomass, water and CO2. In the marine environment, many questions remain about the relative kinetics of abiotic and biotic degradation and their respective impact in terms of fragmentation. For instance, several papers have recently reported that the size distribution of particles collected in the ocean between 5mm and a few hundreds of microns, does not seem to correspond to a single-kinetic fragmentation process.In order toWe studiedy the enzymatic erosion process in semi-crystalline polymersand to understand the potential fracture and fragments generation in relation to the formation of erosion patterns in semi-crystalline polymers, we used the well-known model system PDLLA/proteinase K. Being specifically interested in the role of heterogeneities at the scale of a few nanometers to a few micrometers, we used a polymer of a given chemical composition and monitored its morphology through its change in crystallinity ratio, everything else remaining constant. We used the well-known model system PDLLA/proteinase KEnzymatic erosion kinetics were measured through weight loss experiments and erosion patterns were observed over time through atomic force microscopy (AFM) and SEM. In order to interpret the results, we combined a simple two-phase geometric erosion model with the well-known Michaelis-Menten model for enzymatic kinetics. Our geometric erosion model is based on the evolution of the erosion front with time induced by the erosion rate difference between crystalline and amorphous regions. This new model accounts very well for the experimental results and unexpectedly predicts that after a lag time, the final erosion rate will be the one of the fastest eroding phase. Moreover, we observed a morphology-dependent release of fragments, which the model is also able to predict. In particular, one observes the release of spherulites as long as they are smaller than a critical size determined in the model. Some important consequences relevant for the understanding of the formation of micro-plastics in the ocean can be drawn from these resultsexperiments.