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Currently humic substances are removed from the raw water prior to chlorination by the conventional coagulation and filtration method using aluminium sulphate. Application of high-intensity (>10 W/cm 2 ) ultrasonic irradiation in conjunction with oxidative process using commercial oxidants H 2 O 2 was investigated as an alternative. Sono-oxidation and sonodegradation of natural and synthetic humic substances have been followed over time by measuring total organic carbon (TOC) and absorbance by ultraviolet spectrometer (UV–VIS). It took approximately 60 min to reduce TOC by half and to have a complete degradation of humic acid.

Cette revue propose un panorama complet des connaissances actuelles sur les microorganismes sources de lipides utilisés comme biocarburant. Elle fournit les éléments nécessaires à la compréhension de la culture des microorganismes (micro-algues, levures, bactéries et champignons) et de leur capacité à accumuler les lipides. Des techniques conventionnelles et innovantes ainsi que des solvants alternatifs pour extraire les lipides ont été détaillés.

The kinetics of Kjeldahl's digestion for nitrogen determination was compared between microwave and classical heat- ing conditions. Various parameters (micr owave power, concentrations, time) of micr owave digestion were studied in order to define the optimal digestion conditions. Finall y, the Kjeldahl's analysis of nitr ogen using microwave digestion was applied to various pharmaceutical, agricultural and food products.

This work presents a new pilot plant continuous microwave dry-media reactor (CMDR) for industrial chemical applications. The CMDR consists of a 6 kW conveyor microwave oven with a subsequent hot air holding section. This microwave reactor has been designed for dry media or solvent-free reactions and can treat through-put in the range of 10–100 kg/h. The microwave heating behavior on the small scale is analyzed and the results are used to estimate the electromagnetic field requirements on the large scale. The temperature and the electric field distribution in the reactor are modeled and experimentally validated. In the second part of this study, a “waxy” esterification reaction was investigated with the CMDR. The reaction time needed for 95% yield was reduced by a factor of 20–30 compared to conventional industrial reactors. This was due to the more homogeneous heat transfer of microwaves, which allows a higher bulk temperature to be reached.

Nitriles react with sodium perborate or copper salts to yield carboxylic acids under mild acidic conditions. The multiphase reaction can be carried out in the absence of solvent, water, added acid or base. The yields are good, and the nitrile group can be hydrolysed in the presence of other functional groups. A comparative study between microwave and conventional heating shows that there is no specific activation from the electromagnetic field. However, careful attention to temperature and pressure measurements in the experimental apparatus is clearly needed.

Simple ammonia complexes {cis-[PdCl2(NH3)2], [Pd(NH3)4]Cl2 or [Pd(NO2)2(NH3)2]} with copper(II) chloride and LiCl or PdII (or Pd0) inserted into zeolite (faujasite Y or mordenite Z)/CuII-LiI-Cl− precursors in anhydrous ethanol catalyse the oxidation of terminal olefins to methyl ketones by dioxygen. One oxygen atom is incorporated into the olefinic substrate, while the other is involved in a cooxidation process of the solvent leading to the formation of water. With 1-octene and ethanol, octan-2-one can be obtained selectively (up to 99 %), acetaldehyde and diethyl acetal being the main cooxidation products. Chorohydridopalladium species are key intermediates in the isomerization of 1-alkenes; it appears that the introduction of NH3, NO2− or zeolite ligands reduces the extent of isomerization and subsequently the formation of isomeric ketones (octan-3-one and octan-4-one). Although homogeneous catalysis cannot be ruled out, the improved selectivities and variations of selectivity and conversion with different zeolites suggest that a “ship-in-a-bottle” catalysis may be important.

A new continuous-flow recycle microwave reactor suitable for organic synthesis has been developed to handle 0.5 l quantities of reagents. The apparatus, which is designed for laboratory use, operates at atmospheric pressure in open- or closed-loop mode. It is fitted with a temperature control system. We describe this novel reactor and illustrate its efficiency with examples of organic syntheses carried out using both homogeneous (sulphuric acid-catalyzed esterification of acetic acid with n-propanol; allylation of allyl phenyl ether) and heterogeneous reactions (esterification of acetic acid with n-propanol with solid catalyst; preparation of soaps).

Microwave (MW) hydrodiffusion and gravity, a process initially developed for extraction of phytonutrients, can be adapted for production of an organoleptically pleasant juice, which is compared here with classically extracted juice. Clear and cloudy juices were produced from plums cv. ‘Najbolia’ by enzymatic treatment and pressing. Juice yield were 550 g kg −1 for clear juice, from 670 to 684 g kg −1 for cloudy juice with or without ascorbic acid (AA), and from 344 to 461 g kg −1 for MW juice. MW juice was richest in procyanidins (334 mg kg −1 ) while the cloudy juice and clear juice with AA were richest in anthocyans (80 and 90 mg kg −1 respectively), and phenolic acids (from 450 to 510 mg kg −1 respectively). The MW process was clearly more rapid and simpler, though yields were lower. This process could be an alternative to produce fruit juice where professionals of juice are confronted to extraction problem.

Current environmental concerns such as the depletion of fossil fuels, the emission of greenhouse gases or global warming are forcing industry to reduce their impact on the environment and to be part of a greener approach. In the field of extraction, this has led, for some years now, to the development of innovative techniques to replace current processes using petroleum-based and energy-intensive solvents. The aim of this thesis was therefore to research and develop a new green extraction process for plant products, thanks to the combination of a thermal effect (microwave heating) and an effect mechanical (centrifugal force). The extraction is carried out directly on the fresh vegetable matrix, the intracellular water of the plant acting as the extracting solvent. The first part of this manuscript will present the experimental pilot at the semi-industrial scale combining microwaves and centrifugation and its potential adaptation for the field of green extraction.In the second part, the tests carried out using this pilot have been described for the extraction of selected secondary metabolites. The results, obtained on “model” products such as salad and orange peel, highlight that this pilot is operational for the extraction of certain micronutrients. In addition, the use of a centrifugation combined with the application of microwaves makes it possible to intensify the extraction yield and a saving of time. Nevertheless, questions about the understanding of the aeraulic system and the distribution of the temperature field during extraction are raised to fully control all extraction parameters.Finally, this process appears as a real innovation in the field of extraction and is very promising because it can still be optimized. It can provide manufacturers with an alternative solution to conventional processes.; Les préoccupations environnementales actuelles comme l’épuisement des ressources fossiles, l’émission de gaz à effets de serre ou le réchauffement climatique imposent aux industriels de réduire leur impact sur l’environnement et de s’insérer dans une démarche plus verte. Dans le domaine de l’extraction cela se traduit, depuis quelques années, par le développement de techniques innovantes pour remplacer les procédés actuels utilisant des solvants pétro-sourcés et très énergivores. L’objectif de cette thèse a donc consisté en la recherche et le développement d’un nouveau procédé d’éco-extraction de produits végétaux, grâce à la combinaison d’un effet thermique, le chauffage par micro-ondes et d’un effet mécanique, la centrifugation. L’extraction est réalisée directement sur la matrice végétale fraîche, l’eau intracellulaire de la plante jouant le rôle du solvant extracteur. La première partie de ce manuscrit présentera le pilote expérimental à l’échelle semi-industrielle combinant micro-ondes et centrifugation et son adaptation potentielle pour le domaine de l’éco-extraction. Dans la seconde partie, les essais réalisés à l’aide de ce pilote ont été décrits pour l’extraction de métabolites secondaires choisis. Les résultats, obtenus sur des produits modèles comme la salade et les écorces d’oranges, mettent en évidence que ce pilote est opérationnel pour l’extraction de certains micronutriments. De plus, l’utilisation d’une centrifugation combinée à l’application de micro-ondes permet d’intensifier le rendement d’extraction et un gain de temps. Néanmoins, des questions quant à la compréhension relative à l’aéraulique du système et à la distribution du champ de température au cours de l’extraction sont soulevées pour maîtriser parfaitement tous les paramètres d’extraction. Enfin, ce procédé apparait comme une réelle innovation dans le domaine de l’extraction et est très prometteur car il peut encore être optimisé. Il peut apporter aux industriels une solution alternative aux procédés classiques.

International audience; Green Food Processing Techniques: Preservation, Transformation and Extraction advances the ethics and practical objectives of "Green Food Processing" by offering a critical mass of research on a series of methodological and technological tools in innovative food processing techniques, along with their role in promoting the sustainable food industry. These techniques (such as microwave, ultrasound, pulse electric field, instant controlled pressure drop, supercritical fluid processing, extrusion…) lie on the frontier of food processing, food chemistry, and food microbiology, and are thus presented with tools to make preservation, transformation and extraction greener.The Food Industry constantly needs to reshape and innovate itself in order to achieve the social, financial and environmental demands of the 21st century. Green Food Processing can respond to these challenges by enhancing shelf life and the nutritional quality of food products, while at the same time reducing energy use and unit operations for processing, eliminating wastes and byproducts, reducing water use in harvesting, washing and processing, and using naturally derived ingredients.

Membrane technologies in food processing are mature since decades and widely used to clarify, debacterize, fractionate, or concentrate a variety of liquid streams and solutes with significant benefits compared with traditional technologies: they dramatically reduce the use of chemicals and the production of waste; they operate at low temperature and without phase change, leading to better preserve organoleptic and functional properties and to lower thermal energy expense; they are continuous and flexible processes. Simultaneously, membranes continuously demonstrate their capacity for generating innovative products, in the pioneer dairy industry as well as in other sectors of food industry. This chapter reviews the main membrane technologies available for food applications in the liquid phase. Transfer mechanisms and limitations are presented for pressure-driven membranes. Membrane materials, modules, and implementation are discussed. The last part presents the main typologies of applications in food industry, with examples of current and potential applications.

Les microorganismes oléagineux possèdent des capacités de production de lipides de compositions variables, ouvrant le développement d’une nouvelle filière oléagineuse. Cette voie microbienne de production de lipides pour des usages biocarburants et chimie verte constitue une alternative prometteuse à la voie végétale conventionnelle à visée alimentaire. Les travaux présentés dans ce manuscrit de thèse décrivent tout d’abord un état de l’art des techniques conventionnelles et modernes d’extraction d’huile microbienne. Plusieurs de ces techniques ont été testées sur une levure. Les techniques d’extraction des lipides assistées par les ultrasons et par l’utilisation de billes sont les plus appropriées à cette biomasse. Ces extractions, très efficaces en terme de rendement, font cependant usage de solvants organiques toxiques tels que le chloroforme et le méthanol. L’étude de La substitution de ces solvants par des solvants alternatifs fait l’objet de la troisième partie de ce manuscrit. Une première approche expérimentale a été complétée par une approche prédictive grâce à l’utilisation d’outils d’aide à la décision : les paramètres de solubilité d’Hansen et le logiciel COSMO-RS. Cette démarche a conduit à la sélection de trois solvants alternatifs, le 2-methyltetrahydrofurane, le cyclopentylmethylether et l’acétate d’éthyle. Cette étude a conduit à des travaux complémentaires notamment sur la l’association de solvants alternatifs polaires et apolaires pour la création d’un mélange ternaire pouvant contribuer à la substitution du système de référence méthanol/chloroforme de la méthode de « Bligh and Dyer ». Suite à une étude prédictive réalisée avec COSMO-RS, le couple acétate d’éthyle et éthanol a été sélectionné pour une étude laboratoire. Les résultats ont démontré que le système conventionnel pouvait être remplacé par ce nouveau système plus respectueux de l’environnement

In recent years, the growing interest in environmental considerations and process safety raises the issue of the use of non-renewable petrochemical harmful solvents such as hexane, but also the amount of energy invested in the process of oilseed crushing. The objective of this thesis has consisted in the research and development of green extraction processes of vegetable oil from oil seeds through innovative technologies (ultrasonic and microwave) and alternative solvents more respectful of health and environment. The first part of this manuscript describes the optimization with ultrasound of the extraction process, using hexane, of oil from rapeseed cake. Although ultrasound have a positive impact on extraction yield, extraction time and solvent consumption, the use of hexane remains questionable. In the second part, substituting hexane by "green" alternative solvents has been considered. A first experimental approach was supplemented by a predictive approach through the use of decision tools: Hansen solubility parameters and COSMO-RS model. This led to the selection of a solvent, 2-methyltetrahydrofuran, for conducting a comprehensive study from laboratory to pilot scale. In a third and final part, the combination of alternative solvents with an innovative technology, microwaves, for the extraction of oil from rapeseed cake was investigated. This study highlighted the benefit of microwaves in the case of a selective heating between biomass and solvent., Ces dernières années, l’intérêt croissant porté aux considérations environnementales et à la sécurité des procédés pose la question de l’utilisation de solvants pétrochimiques nocifs non renouvelables tels que l’hexane, mais aussi de la quantité d’énergie investie dans le procédé de trituration des graines oléagineuses. L’objectif de cette thèse a donc consisté en la recherche et le développement de procédés d’éco-extraction d’huile végétale, issue de graines oléagineuses, grâce à des technologies innovantes (ultrasons et micro-ondes) et des solvants alternatifs plus respectueux de la santé et de l’environnement. La première partie de ce manuscrit propose en premier lieu l’optimisation du procédé d’extraction à l’hexane d’huile de colza à partir d’écailles de pression avec des ultrasons. Bien que ceux-ci aient un impact positif sur les rendements, le temps d’extraction et la consommation de solvant, l’utilisation de l’hexane reste problématique. Dans une deuxième partie, la substitution de l’hexane par des solvants alternatifs plus « verts » a donc été considérée. Une première approche expérimentale a été complétée par une approche prédictive grâce à l’utilisation d’outils d’aide à la décision : les paramètres de solubilité de Hansen et le modèle COSMO-RS. Cette démarche a conduit à la sélection d’un solvant, le 2-méthyltétrahydrofurane, pour la réalisation d’une étude complète allant de l’échelle laboratoire à l’échelle pilote. Dans une troisième et dernière partie, la combinaison de solvants alternatifs avec une technique innovante, les micro-ondes, pour l’extraction d’huile colza à partir d’écailles de pression a été envisagée. Cette étude a mis en évidence l’intérêt des micro-ondes dans le cas d’une sélectivité de chauffage entre la biomasse et le solvant.

The field of chemistry, in general, and extraction, in particular, has entered a new era with “green” chemistry approach using less solvent, less energy and reducing emissions, while ensuring the quality of finished products. The awareness of the environmental and health risks associated with use petroleum solvents. Make urgent the need to find alternatives solvents with good ESH (Environment, Safety and Health) profiles. In the first part of the thesis, we foccussed to be determined what are a "green" or "sustainable" solvents? The use of alternatives solvents has been possible for the extraction of odorous components from natural substances containing different types of extracts. Green method for the extraction of essential oil from aromatic herbs have been performed with water as solvent, with different physical and chemical states, but also without solvent by technical SFME. As regards obtaining concrete or resinoïd, The study of varies “green” solvents has been performed via experimentation and simulation through the use of decision support tools HSPiP (Hansen parameters solubility) and COSMO-RS (Conductor like screening model - realistic solvatation) for comprehension of dissolving mechanism. Advantages and drawbacks using alternatives solvents have been compared with conventional method in terms of yield, environmental impacts, aromatic profile and quality of extracts: essential oil, concrete, resinoïd, absolute., Le domaine de la chimie en général et de l’extraction, en particulier, sont entrés dans une démarche de chimie « verte » utilisant moins de solvants, moins d’énergie et diminuant les rejets, tout en assurant la qualité des produits finis. Une prise de conscience des risques environnementaux et sanitaires liés à l’utilisation des solvants pétroliers, a conduit à la recherche de nouveau solvants présentant un meilleur profil (HSE). Dans la première partie de cette thèse, il convient de déterminer qu’est-ce qu’un solvant « vert »? L'utilisation de solvants alternatifs a été possible pour l'extraction de composants odorants issus de substances naturelles convenant à différents types d’extraits. L’extraction d’huile essentielle à partir de plante aromatique a été possible en utilisant l’eau comme solvant, avec différents états physiques et chimiques, mais aussi sans solvant par la technique SFME. En ce qui concerne l’obtention d’une concrète, d’une résinoïde, l’étude de divers solvants verts a été réalisées selon deux approches : expérimentale et simulation grâce à l’utilisation d’outils d’aide à la décision : HSPiP (Parametres de solubilité de HANSEN) et COSMO-RS afin de comprendre les mécanismes de dissolution. Les avantages et les inconvénients utilisant les solvants alternatifs ont été comparés avec les méthodes classiques en termes de cinétique, de rendement, d’impacts environnementaux, de profil aromatique et de qualité de l’extrait : huile essentielle, concrète, résinoïde, absolue.

The field of chemistry, in general, and extraction, in particular, has entered a new era with “green” chemistry approach using less solvent, less energy and reducing emissions, while ensuring the quality of finished products. The awareness of the environmental and health risks associated with use petroleum solvents. Make urgent the need to find alternatives solvents with good ESH (Environment, Safety and Health) profiles. In the first part of the thesis, we foccussed to be determined what are a "green" or "sustainable" solvents? The use of alternatives solvents has been possible for the extraction of odorous components from natural substances containing different types of extracts. Green method for the extraction of essential oil from aromatic herbs have been performed with water as solvent, with different physical and chemical states, but also without solvent by technical SFME. As regards obtaining concrete or resinoïd, The study of varies “green” solvents has been performed via experimentation and simulation through the use of decision support tools HSPiP (Hansen parameters solubility) and COSMO-RS (Conductor like screening model - realistic solvatation) for comprehension of dissolving mechanism. Advantages and drawbacks using alternatives solvents have been compared with conventional method in terms of yield, environmental impacts, aromatic profile and quality of extracts: essential oil, concrete, resinoïd, absolute., Le domaine de la chimie en général et de l’extraction, en particulier, sont entrés dans une démarche de chimie « verte » utilisant moins de solvants, moins d’énergie et diminuant les rejets, tout en assurant la qualité des produits finis. Une prise de conscience des risques environnementaux et sanitaires liés à l’utilisation des solvants pétroliers, a conduit à la recherche de nouveau solvants présentant un meilleur profil (HSE). Dans la première partie de cette thèse, il convient de déterminer qu’est-ce qu’un solvant « vert »? L'utilisation de solvants alternatifs a été possible pour l'extraction de composants odorants issus de substances naturelles convenant à différents types d’extraits. L’extraction d’huile essentielle à partir de plante aromatique a été possible en utilisant l’eau comme solvant, avec différents états physiques et chimiques, mais aussi sans solvant par la technique SFME. En ce qui concerne l’obtention d’une concrète, d’une résinoïde, l’étude de divers solvants verts a été réalisées selon deux approches : expérimentale et simulation grâce à l’utilisation d’outils d’aide à la décision : HSPiP (Parametres de solubilité de HANSEN) et COSMO-RS afin de comprendre les mécanismes de dissolution. Les avantages et les inconvénients utilisant les solvants alternatifs ont été comparés avec les méthodes classiques en termes de cinétique, de rendement, d’impacts environnementaux, de profil aromatique et de qualité de l’extrait : huile essentielle, concrète, résinoïde, absolue.

International audience; Natural products and fermentation broths are complex systems. Extraction processes such as emulsion extraction, a process derived from the industrial liquid-liquid extraction, can be used to remove molecules. This chapter presents preview studies dealing with these two processes for bio-products and notably for organic acids from biomass: different parameters were described. Then, a study on eco-conception of these processes for gallic acid with bio-diluents (one hydrogenated terpene and three ethylic fatty acid esters) was presented and compared with results using dodecane, a current petrochemical diluent. A pre-study about eco-conception of liquid-liquid extraction for gallic acid was performed. An extractant as tributyl phosphate (TBP) was necessary, and extraction yield was higher with TBP diluted in ethylic fatty acid esters than in dodecane. So it is possible with esters to reduce the TBP concentration. In extraction by emulsion with the esters as diluents, there was no need of an extractant, gallic acid being slightly soluble in these esters. However, emulsion containing these bio-diluents swelled, which do not exist with dodecane.

International audience; Aqueous enzymatic extraction is employed for fractionation of plant raw material and for extraction of molecules of interest in a safe manner. For many years, the improvement of industrial enzymes lead to new potentialities and new products and implies today an entire rethinking of green extraction and its economic prospects. This chapter deals with enzymatic aqueous extraction as an alternative method for green extraction. The interests of the use of enzymatic mixtures during green extraction processes of natural molecules are detailed through successful and recent improvements. A focus is done on vegetable products. Advantages and drawbacks of enzymatic-based technologies are described: implementation, availability of enzymes, diversity of activities, development of new enzymatic activities, cost, safety, efficiency, etc. From lab to industrial scale, examples illustrate the state of the art in enzymatic aqueous extraction. These technologies are also considered through economical and environmental considerations dealing with actual knowledge. This allows us to envisage future industrial development of enzymatic aqueous extraction processes and to position them as green processes. Finally, some elements are taken into account in assessing the potential benefits of combining various green technologies to promote synergies with green extraction technologies and improve efficiency, improve the economic balance, and reduce environmental impact.

The green extraction has arisen as a new trend in the valorisation of natural resources. As the growing concern on thesafety, health and environment, vegetable oils as alternative solvents have drawn great interests in the green extractionof bioactive compounds from nature plants. Apart from lipophilic carotenoids in this work., compounds with more polarproperties have been initially studied.Firstly, the solubility of major volatile aroma compounds in various vegetable oils was originally investigated through atheoretical modelling of their Hansen solubility parameters, followed by real experimental extractions for verification.Multivariate statistical analyses assisted to classify the solvent power of these oil solvents so as to select the optimal oil.Secondly, the revisit of polar paradox theory inspired us to achieve direct extraction of phenolic compounds usingvegetable oils as solvents. The appropriate addition of surfactants could significantly increase the extraction efficiency.The small angle X-ray scatting helped to further study the effect of surfactants on the supramolecular structure of thevegetable oils. Lastly, the extraction of carotenoids was intensified with the integration of ultrasounds and sunflower oilas the substitute to organic solvents, in which the optimized procedure has been compared with the conventional organicsolvent extraction in terms of procedures, kinetics, yields and environmental impacts., L’éco extraction apparait depuis quelques années comme une nouvelle tendance en matière de technique de valorisation des ressources naturelles. Avec une préoccupation de plus en plus importante concernant la sécurité, la santé mais également l’environnement, l’utilisation d’huiles végétales en tant que solvant alternatifs a été envisagée dans ce travail pour réaliser l’extraction de substances naturelles. Divers composés, avec des propriétés plus ou moins polaires ont été extrait à partir d’une sélection très variée d’huiles végétales.Dans un premier temps, la solubilité de composés aromatiques a été étudiée, de manière originale, grâce à une modélisation théorique des paramètres de solubilités de Hansen. Puis, des études expérimentales ont été réalisées afin de conforter cette approche. Des analyses statistiques permirent d’établir un classement selon le pouvoir solvant de ces derniers, ce qui nous a permis de sélectionner la meilleure huile pour l’extraction des composés aromatiques. Nous nous sommes également inspirés de la théorie du paradoxe polaire, pour réaliser l’extraction de composés phénoliques à l’aide d’huiles végétales. A ce stade, l’addition appropriée de tensioactifs; pourrait permettre d’augmenter significativement l’efficacité de l’extraction des composés cibles ce qui a été analysé de manière plus poussée afin de mettre en évidence l’effet des tensioactifs sur la structure supramoléculaire des huiles végétales. Pour terminer ce travail, l’extraction des caroténoïdes a été intensifiée à l’aide des ultrasons, tout en utilisant l’huile de tournesol comme solvant. Ce procédé optimal a été comparé au procédé conventionnel en termes de temps, de rendement mais également d’impacts environnementaux.

The green extraction has arisen as a new trend in the valorisation of natural resources. As the growing concern on thesafety, health and environment, vegetable oils as alternative solvents have drawn great interests in the green extractionof bioactive compounds from nature plants. Apart from lipophilic carotenoids in this work., compounds with more polarproperties have been initially studied.Firstly, the solubility of major volatile aroma compounds in various vegetable oils was originally investigated through atheoretical modelling of their Hansen solubility parameters, followed by real experimental extractions for verification.Multivariate statistical analyses assisted to classify the solvent power of these oil solvents so as to select the optimal oil.Secondly, the revisit of polar paradox theory inspired us to achieve direct extraction of phenolic compounds usingvegetable oils as solvents. The appropriate addition of surfactants could significantly increase the extraction efficiency.The small angle X-ray scatting helped to further study the effect of surfactants on the supramolecular structure of thevegetable oils. Lastly, the extraction of carotenoids was intensified with the integration of ultrasounds and sunflower oilas the substitute to organic solvents, in which the optimized procedure has been compared with the conventional organicsolvent extraction in terms of procedures, kinetics, yields and environmental impacts., L’éco extraction apparait depuis quelques années comme une nouvelle tendance en matière de technique de valorisation des ressources naturelles. Avec une préoccupation de plus en plus importante concernant la sécurité, la santé mais également l’environnement, l’utilisation d’huiles végétales en tant que solvant alternatifs a été envisagée dans ce travail pour réaliser l’extraction de substances naturelles. Divers composés, avec des propriétés plus ou moins polaires ont été extrait à partir d’une sélection très variée d’huiles végétales.Dans un premier temps, la solubilité de composés aromatiques a été étudiée, de manière originale, grâce à une modélisation théorique des paramètres de solubilités de Hansen. Puis, des études expérimentales ont été réalisées afin de conforter cette approche. Des analyses statistiques permirent d’établir un classement selon le pouvoir solvant de ces derniers, ce qui nous a permis de sélectionner la meilleure huile pour l’extraction des composés aromatiques. Nous nous sommes également inspirés de la théorie du paradoxe polaire, pour réaliser l’extraction de composés phénoliques à l’aide d’huiles végétales. A ce stade, l’addition appropriée de tensioactifs; pourrait permettre d’augmenter significativement l’efficacité de l’extraction des composés cibles ce qui a été analysé de manière plus poussée afin de mettre en évidence l’effet des tensioactifs sur la structure supramoléculaire des huiles végétales. Pour terminer ce travail, l’extraction des caroténoïdes a été intensifiée à l’aide des ultrasons, tout en utilisant l’huile de tournesol comme solvant. Ce procédé optimal a été comparé au procédé conventionnel en termes de temps, de rendement mais également d’impacts environnementaux.

The biodiversity of microalgae is a real potential for research and industry. Compared to terrestrial plants, they are a promising route for biofuels. Still, a number of technological locks is to lift as the the algal oil extraction. The objective of this thesis has consisted of innovation and development of new methodologies, so-called “green” extraction of lipid of microalgae for biofuel application.The first part of this manuscript proposes an alternative to the use of petrochemical solvents (n-hexane) extraction of lipids on a dry biomass with terpene solvents from plant origin.These encouraging results have allowed in a second part of move towards the development of a technique for the extraction of lipids of wet microalgae (80% of humidity) by terpene solvents; the SDEP (Simultaneous Distillation and Extraction Process).To accelerate the process of extraction, in the third and final part of this work the microwaves have allowed to intensify this process. Microwave allow a fast heating of water surrounding and contained in cells thus implying a rapid release of the cell contents into the environment. Our work consisted in the intensification and optimization of the extraction technique (SDEP) intended for the extraction of lipids from wet microalgae: SDEP assisted by microwaves. The apparatus allows rapid and non-destructive extractions that can be generalizable for different species of microalgae discussed in this third part, La biodiversité des micro-algues constitue un réel potentiel pour la recherche et l’industrie. En comparaison des plantes terrestres, elles sont une piste prometteuse pour les biocarburants. Néanmoins, un certain nombre de verrous technologiques restent à lever comme l’extraction de l’huile algale. L’objectif de cette thèse a donc consisté en l’innovation et le développement de nouvelles méthodologies dits « vertes » d’extraction de lipides de micro-algues pour une application biocarburant.La première partie de ce manuscrit propose une alternative à l’utilisation de solvants pétrochimiques (n-hexane) pour l’extraction des lipides à partir d’une biomasse sèche grâce aux solvants terpéniques d’origine végétale.Ces résultats encourageants ont permis dans une seconde partie de s’orienter vers le développement d’une technique permettant l’extraction des lipides de micro-algues humides (80% d’humidité) par des solvants terpéniques : le SDEP (Simultaneous Distillation and Extraction Process).Afin d’accélérer le processus d’extraction, dans la troisième et dernière partie de ce travail les micro-ondes ont permis d’intensifier ce procédé. Les micro-ondes permettent un échauffement rapide de l’eau environnante et contenue dans les cellules impliquant ainsi une libération rapide du contenu cellulaire vers le milieu extérieur. Ce travail a consisté en l’intensification et l’optimisation de cette technique d’extraction (SDEP) destinée à l’extraction des lipides à partir de micro-algues humides : le SDEP assisté par micro-ondes. L’appareillage permet des extractions rapides, non destructrices et généralisables à différentes espèces de micro-algues discutées dans cette troisième partie

This study focuses on fundamental analysis and experimental work carried out on extraction via conventional and innovative processes. The intensification of these techniques is first based on theoretical approaches. On the one hand, we focused our meditation on examining the "paradox" generated by conventional steam-distillation of essential oils, and suggested solutions from Instant Controlled Pressure Drop (DIC) or Microwave (MW). On the other hand, we were interested in the problematic of solvent extraction operations of plant-based non-volatile compounds. The specificity of the diffusional process gives them a special importance because of the specific structure of the material, reflecting poor intrinsic technological ability. Improving extraction by letting DIC act on the structure of the matrix, MW on heating, and UltraSound (US) on the micro-agitation, allows to coupling technologies leading to a perfect intensification and thus multi-criteria optimization (kinetics, quality and energy). DIC was applied to the leaves of rosemary and orange peel to extract essential oils. This treatment has access to expansion and to achieve increased extraction of antioxidant molecules. We therefore conducted a combination DIC/MW for rosemary and DIC/US for orange peel. Finally, the extraction kinetics of rapeseed oil has been intensified by DIC pretreatment. This kinetics was identified through modeling including Fick diffusion coupled to a Crank solution., Cette étude porte sur l’analyse fondamentale et expérimentale des processus d’extraction des procédés conventionnels et innovants. L’intensification de ces techniques s’est tout d’abord basée sur des approches théoriques. D’une part, nous nous sommes focalisés sur « le paradoxe » généré par l’extraction conventionnelle des huiles essentielles et les issues et solutions que la Détente Instantanée Contrôlée (DIC) ou les Micro-Ondes (MO) peuvent apporter. D’autre part, nous nous sommes intéressés à la problématique d’intensification des opérations d’extraction par solvant des composés non-volatils à partir de végétaux. La spécificité des processus diffusionnels leur donne une importance particulière en raison de la structure propre de la matière, traduisant ainsi une mauvaise aptitude technologique intrinsèque. L’amélioration de l’extraction par l’action de la DIC sur la structure de la matrice, des MO sur le chauffage et des UltraSons (US) sur la micro-agitation, permet d’envisager un couplage, de conduire à une intensification après optimisation souvent multicritères (cinétique, qualité et énergie). La DIC a été appliquée sur des feuilles de romarin et des écorces d’orange afin d’en extraire les huiles essentielles. Ce traitement a permis d’accéder à une expansion et de parvenir à une intensification de l’extraction des molécules antioxydantes. Nous avons donc procédé à une combinaison DIC/MO pour le romarin et DIC/US pour les écorces d’orange. Enfin, la cinétique de l’extraction d’huiles de colza a été intensifiée par un prétraitement DIC et étudiée à travers une modélisation dont l’un des aspects a été une diffusion de type Fick couplée à une solution de Crank.

This study focuses on fundamental analysis and experimental work carried out on extraction via conventional and innovative processes. The intensification of these techniques is first based on theoretical approaches. On the one hand, we focused our meditation on examining the "paradox" generated by conventional steam-distillation of essential oils, and suggested solutions from Instant Controlled Pressure Drop (DIC) or Microwave (MW). On the other hand, we were interested in the problematic of solvent extraction operations of plant-based non-volatile compounds. The specificity of the diffusional process gives them a special importance because of the specific structure of the material, reflecting poor intrinsic technological ability. Improving extraction by letting DIC act on the structure of the matrix, MW on heating, and UltraSound (US) on the micro-agitation, allows to coupling technologies leading to a perfect intensification and thus multi-criteria optimization (kinetics, quality and energy). DIC was applied to the leaves of rosemary and orange peel to extract essential oils. This treatment has access to expansion and to achieve increased extraction of antioxidant molecules. We therefore conducted a combination DIC/MW for rosemary and DIC/US for orange peel. Finally, the extraction kinetics of rapeseed oil has been intensified by DIC pretreatment. This kinetics was identified through modeling including Fick diffusion coupled to a Crank solution, Cette étude porte sur l’analyse fondamentale et expérimentale des processus d’extraction des procédés conventionnels et innovants. L’intensification de ces techniques s’est tout d’abord basée sur des approches théoriques. D’une part, nous nous sommes focalisés sur « le paradoxe » généré par l’extraction conventionnelle des huiles essentielles et les issues et solutions que la Détente Instantanée Contrôlée (DIC) ou les Micro-Ondes (MO) peuvent apporter. D’autre part, nous nous sommes intéressés à la problématique d’intensification des opérations d’extraction par solvant des composés non-volatils à partir de végétaux. La spécificité des processus diffusionnels leur donne une importance particulière en raison de la structure propre de la matière, traduisant ainsi une mauvaise aptitude technologique intrinsèque. L’amélioration de l’extraction par l’action de la DIC sur la structure de la matrice, des MO sur le chauffage et des UltraSons (US) sur la micro-agitation, permet d’envisager un couplage, de conduire à une intensification après optimisation souvent multicritères (cinétique, qualité et énergie). La DIC a été appliquée sur des feuilles de romarin et des écorces d’orange afin d’en extraire les huiles essentielles. Ce traitement a permis d’accéder à une expansion et de parvenir à une intensification de l’extraction des molécules antioxydantes. Nous avons donc procédé à une combinaison DIC/MO pour le romarin et DIC/US pour les écorces d’orange. Enfin, la cinétique de l’extraction d’huiles de colza a été intensifiée par un prétraitement DIC et étudiée à travers une modélisation dont l’un des aspects a été une diffusion de type Fick couplée à une solution de Crank

The use of ultrasound in the food industry presents numerous advantages, such as the increase of productivity, decrease of costs andenvironmental impact, resulting in the release of better products in the market. In the first part of this work, a brief introduction of ultrasoundtheory and its uses in the food industry are described, followed by the development of an aqueous ultrasound-assisted extraction of polyphenolsfrom apple pomace, which was optimized with great results both in the laboratory and pilot scales, showing the potential of ultrasound in therecovery of molecules of interest from by-products. A great potential was also evidenced in the development of ultrasound to assist foodpreparation. Although this promising technique has presented innumerous advantages, high lipid content food material seems to presentalterations when treated by ultrasound. Therefore, in the second part, a review on the effects of sonication in food products is presented, andthen a detailed study of edible oils submitted to ultrasounds followed up by physicochemical, sensorial and EPR analysis, allowing theproposition of a mechanism of the lipid degradation by ultrasound; L’utilisation des ultrasons dans l’industrie agro-alimentaire présente de nombreux avantages, tels que l’augmentation de la productivité et la diminution des coûts et des impacts environnementaux. Dans la première partie de ce travail, une brève introduction sur la théorie des ultrasons et ses applications en agro-alimentaire et l’utilisation de ces derniers pour l’extraction des polyphénols de marc de pomme en solution aqueuse seront présentés. Cette étude a été optimisée et présente d’excellents résultats aussi bien à l’échelle du laboratoire qu’à l’échelle pilote. Ce travail a permis de mettre en évidence le potentiel des ultrasons en termes d’extraction de métabolites secondaires de sous-produits. Une autre utilisation des ultrasons a été également mise en évidence en utilisant ces derniers pour la préparation de plats cuisinés. Bien que cette technique a présenté des nombreux avantages, une odeur de rance est apparue à l’issue de la préparation de produits riches en lipides. Ces aliments semblent présenter des altérations lors d’un traitement par ultrasons. Par conséquent, dans la deuxième partie, une étude fondamentale sur les effets des ultrasons sur les produits alimentaires a été réalisée avec notamment une étude plus détaillée sur les huiles comestibles soumises aux ultrasons. Des analyses physicochimiques, sensorielles et par résonance paramagnétique électronique ont été réalisés afin de proposer un mécanisme de dégradation des lipides par ultrasons

National audience

Microwave steam diffusion (MSDf) was developed as a cleaner and new process design and operation for isolation of essentials oils and was compared to conventional steam diffusion (SDf). This green process has been applied and tested using two aromatic matrixes: fresh orange peels and dry lavender flowers. This process is based on the combination of a traditional technique of extraction: hydro-diffusion and the microwave irradiation energy. Without adding any steam or water, we proposed also a novel and green approach for extraction of secondary metabolites from dried plant materials. This “steam and water free” approach based on a simple principle involves the application of microwave irradiation and earth gravity to extract the essential oil from dried caraway seeds. MSDf and MDG were better than SDf in terms of energy saving, cleanliness and reduced waste water., Un nouveau procédé d'extraction des huiles essentielles a été développé, mis au point et optimisé nommé «Vapo-diffusion Assistée par Micro-ondes (MSDf)». Le procédé MSDf à été appliqué à l'extraction des huiles essentielles des peaux d'oranges et de fleurs de lavande. Ce procédé est basé sur la combinaison d'une technique d'extraction classique : l'hydro-diffusion et le chauffage micro-ondes comme technologie d'intensification. Une deuxième nouvelle approche pour l'extraction des huiles essentielles à partir de matrices aromatiques sèches et sans ajout de vapeur ni d'eau nommé «Diffusion à sec générée par micro-ondes (MDG)». Le procédé MDG à été appliqué à l'extraction des huiles essentielles des graines de carvi. Le MSDf et le MDG apparaissent comme des procédures «douces» permettant un gain de temps et d'énergie considérable et la diminution des rejets de CO2 dans l'atmosphère.

Microwave hydrodiffusion and gravity (MHG) technique is an attempt towards development of green extraction, as this environment friendly technique has completely eliminated the use of organic solvents. After describing the effectiveness of microwave radiations in extraction field in the first part of this manuscript, we have optimized this noval extraction method to get antioxidants rich extract. Along with studying the temperature distributions in different parts of plant material under the effect of microwave irradiations, we have analyzed the influence of microwaves in enhancing the antioxidant activity of extracts by using different tests. We have got the promising results concerning about the antioxidant rich extracts of different onion varieties and sea buckthorn in generalization step against the conventional solvent extracts. The application of vacuum system in this extraction system helped in restraining the limitations like dry extract yield and flavonol contents. Incomparison to traditional and recent extraction systems, the MHG extracts doesn’t require any filtration and purification steps as it works in absence of any solvent and water and are highly recommended for direct application in industrial products., L'hydrodiffusion générée par micro-ondes est une nouvelle technique d'extraction mise au point au sein de l'Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse. Ce procédé est une combinaison entre une technique traditionnelle et une technologie innovante. En effet, le chauffage par micro-ondes a permis d'initier et de générer le transfert de matière et de chaleur de l"intérieur des matrices végétales (oignons) vers l'extérieur et de réduire de façon considérable les temps d'extraction des antioxydants sans aucune intervention de solvant. A titre de comparaison, les polyphénols de différentes variétés d'oignons ont été extraits par l'hydrodiffusion générée par micro-ondes et par la technique conventionnelle, l'extraction par solvant. Les rendements obtenus par micro-ondes sont presque identiques à ceux obtenus à l'aide d’un solvant alors que les temps d'extraction sont réduits. La capacité antioxydante des extraits micro-ondes est supérieure à celle obtenue par technique conventionelle. Ce qui présage des potentialités d'application dans le domaine agroalimentaire en particulier pour la valorisation des co-produits. Une étude cinétique de l'extraction, ainsi qu'une observation au microscope optique(cytologie) des matrices traitées soumises aux micro-ondes et au solvant ont mis en évidence la spécificité de l'extraction sans solvant assistée par micro-ondes au niveau des mécanismes de libération et d'extraction des molécules antioxydantes au sein du végétal. L'effet des micro-ondes a pour conséquence une libération plus rapide des principes actifs contenue dans la plante grâce à l'ouverture quasi instantanée des glandes et l'explosion des cellules. L'explication de la différence de composition chimique entre les procédés d'extraction par solvant et par micro-ondes pourrait être basée principalement sur des phénomènes de solubilité, de polarisation diélectrique ainsi qu'un transfert de matière et de chaleur inversé.

Microwave hydrodiffusion and gravity (MHG) technique is an attempt towards development of green extraction, as this environment friendly technique has completely eliminated the use of organic solvents. After describing the effectiveness of microwave radiations in extraction field in the first part of this manuscript, we have optimized this noval extraction method to get antioxidants rich extract. Along with studying the temperature distributions in different parts of plant material under the effect of microwave irradiations, we have analyzed the influence of microwaves in enhancing the antioxidant activity of extracts by using different tests. We have got the promising results concerning about the antioxidant rich extracts of different onion varieties and sea buckthorn in generalization step against the conventional solvent extracts. The application of vacuum system in this extraction system helped in restraining the limitations like dry extract yield and flavonol contents. Incomparison to traditional and recent extraction systems, the MHG extracts doesn’t require any filtration and purification steps as it works in absence of any solvent and water and are highly recommended for direct application in industrial products., L'hydrodiffusion générée par micro-ondes est une nouvelle technique d'extraction mise au point au sein de l'Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse. Ce procédé est une combinaison entre une technique traditionnelle et une technologie innovante. En effet, le chauffage par micro-ondes a permis d'initier et de générer le transfert de matière et de chaleur de l"intérieur des matrices végétales (oignons) vers l'extérieur et de réduire de façon considérable les temps d'extraction des antioxydants sans aucune intervention de solvant. A titre de comparaison, les polyphénols de différentes variétés d'oignons ont été extraits par l'hydrodiffusion générée par micro-ondes et par la technique conventionnelle, l'extraction par solvant. Les rendements obtenus par micro-ondes sont presque identiques à ceux obtenus à l'aide d’un solvant alors que les temps d'extraction sont réduits. La capacité antioxydante des extraits micro-ondes est supérieure à celle obtenue par technique conventionelle. Ce qui présage des potentialités d'application dans le domaine agroalimentaire en particulier pour la valorisation des co-produits. Une étude cinétique de l'extraction, ainsi qu'une observation au microscope optique(cytologie) des matrices traitées soumises aux micro-ondes et au solvant ont mis en évidence la spécificité de l'extraction sans solvant assistée par micro-ondes au niveau des mécanismes de libération et d'extraction des molécules antioxydantes au sein du végétal. L'effet des micro-ondes a pour conséquence une libération plus rapide des principes actifs contenue dans la plante grâce à l'ouverture quasi instantanée des glandes et l'explosion des cellules. L'explication de la différence de composition chimique entre les procédés d'extraction par solvant et par micro-ondes pourrait être basée principalement sur des phénomènes de solubilité, de polarisation diélectrique ainsi qu'un transfert de matière et de chaleur inversé.

Olive oil is an ancestral product widely known for its benefic effects on human health. Its processing has changed a lot through centuries, especially these past few years with the increasing automation of the production lines. The first part of this manuscript describes these evolutions while the second part gives details on the influence of each processing step on the nutritional composition of the olive oil. We have studied the influence of the crushing systems, liquid-liquid and solid-liquid separations. The optimization of each of these steps allows the endogenous enrichment of the oil with nutrients extracted from the olive fruit. Then, we have also developed exogenous olive oil enrichment methods by bioactive compounds issued from plants and vegetables. In order to restrain the number of extraction steps and avoid the use of petroleum solvents, the olive oil is used as the extraction solvent so the enrichment is directly performed in the oil. To accelerate extraction kinetics that could be very long we developed ultrasound accelerated extraction techniques. The results obtained in this work are very promising and extensions of olive oil available product ranges are possible, L’huile d’olive est un produit ancestral largement reconnu pour ses effets bénéfiques sur la santé humaine. Sa technique de fabrication a beaucoup évolué au cours des siècles, notamment ces dernières années avec l’automatisation croissante des chaînes de production. La première partie de ce manuscrit fait le bilan de ces différentes évolutions, puis la seconde partie détaille l’impact de chacune des étapes de fabrication sur la composition nutritionnelle de l’huile. Nous avons ainsi étudié l’influence du broyage, des séparations liquide-liquide et solide-liquide. L’optimisation de ces étapes permet l’obtention d’une huile enrichit de façon endogène puisque tous les nutriments étaient présents dans l’olive. En complément nous avons également développé des méthodes d’enrichissement exogène de l’huile. Dans ce cas des molécules bioactives issues de plantes ou de légumes sont ajoutées à l’huile d’olive. Afin de limiter les étapes d’extraction et de bannir l’utilisation de solvants organiques, l’huile est utilisée en tant que solvant d’extraction et l’enrichissement se fait de façon directe dans l’huile. Pour accélérer des cinétiques d’extraction qui pourraient être très longues, nous avons utilisé des ultrasons. Les résultats obtenus sont très encourageants et ils permettent d’imaginer un élargissement de la gamme de produits oléicoles disponibles

Microwave steam diffusion (MSDf) was developed as a cleaner and new process design and operation for isolation of essentials oils and was compared to conventional steam diffusion (SDf). This green process has been applied and tested using two aromatic matrixes: fresh orange peels and dry lavender flowers. This process is based on the combination of a traditional technique of extraction: hydro-diffusion and the microwave irradiation energy. Without adding any steam or water, we proposed also a novel and green approach for extraction of secondary metabolites from dried plant materials. This “steam and water free” approach based on a simple principle involves the application of microwave irradiation and earth gravity to extract the essential oil from dried caraway seeds. MSDf and MDG were better than SDf in terms of energy saving, cleanliness and reduced waste water, Un nouveau procédé d'extraction des huiles essentielles a été développé, mis au point et optimisé nommé «Vapo-diffusion Assistée par Micro-ondes (MSDf)». Le procédé MSDf à été appliqué à l'extraction des huiles essentielles des peaux d'oranges et de fleurs de lavande. Ce procédé est basé sur la combinaison d'une technique d'extraction classique : l'hydro-diffusion et le chauffage micro-ondes comme technologie d'intensification. Une deuxième nouvelle approche pour l'extraction des huiles essentielles à partir de matrices aromatiques sèches et sans ajout de vapeur ni d'eau nommé «Diffusion à sec générée par micro-ondes (MDG)». Le procédé MDG à été appliqué à l'extraction des huiles essentielles des graines de carvi. Le MSDf et le MDG apparaissent comme des procédures «douces» permettant un gain de temps et d'énergie considérable et la diminution des rejets de CO2 dans l'atmosphère

The world has witnessed an exponential increase of energy; those demands are mainly covered by fossil fuels. However, giving the unsustainable conditions of such source such as scarcity and harmful environmental effects, researchers were required to investigate newer alternative power sources. Solar energy is a clean, abundant and easily available renewable energy. It is also one of the most economical alternatives with outstanding processes and applications diversity machineries. Usage of solar energy for thermal applications provides a scope for several studies on energy, benefits, and bio-compounds analysis. The main objectives of this thesis are to promote the use of solar energy for extraction and drying applications, to confront them with the conventional technique usually used, and to better understand the process, outcomes and benefits of such green and sustainable source. Two matrices were considered: rosemary leaves as aromatic and medicinal plants and, orange peels as by-product. For solar extraction a distillation unit coupled with a solar reflector was used to deodorize rosemary leaves via steam distillation and to valorise orange peels targeting a zero-waste bio-refinery via hydro-distillation. The advantages of thermal solar energy extraction are noteworthy, allowing approximately 37 % decrease of extraction time for both the studied matrices in comparison to conventional processes. Quality wise, several analyses were carried in order to compare thermal solar and conventional systems. The rosemary and orange peels essential oil yield and quality obtained by GC/MS was relatively similar for both processes. However, antioxidants assayed by HPLC-DAD present in rosemary leaves were better preserved after solar extraction. Overall, the results indicate that Solar-Steam-Distillation (SSD) is a green alternative, efficient and economical process for essential oil extraction and leaves deodorization. Orange peels pectin and flavonoids (mainly narirutin and hesperidin) were also better preserved after solar hydro-distillation process. For drying, the study was performed on rosemary leaves and orange peels by thin convective solar drying to valorize these matrices, to increase their shelf-life, and to investigate the impact of solar drying on their antioxidant properties. The experimental study focused on the influence of drying temperatures on water loss and quality of fresh matrices dried at different temperatures: rosemary leaves (40°C, 50°C, 60°C, 70°C) and orange peels (60°C, 65°C, 70°C, 75°C°, 80C). Obtained results showed that Midilli– Kucuk and two terms were the most fitted and appropriate models to describe the convective solar drying kinetics of rosemary leaves and orange peels respectively. For rosemary leaves, it was found that with solar drying (40, 50, 60°C, and sun-dried) an increase of carnosol was observed, coupled with a decrease of carnosic acid values; while at high temperature (70°C) both carnosic acid and carnosol contents decrease. This could imply that high temperature may lead to quality deterioration of rosemary leaves. Moreover, at 70°C Total polyphenols (TPC) values decrease and the IC50 value increased illustrating the negative effect of high drying temperatures on rosemary leaves. Contrary to rosemary leaves, the results showed that TPC and DPPH degradation was elevated in both 60°C, 65°C and the natural shade dried orange peels in comparison to high temperatures 75°C, and 80°C.This may state that the product gives better TPC and DPPH concentration if being dried at high temperature. As for the DPPH analysis, it was found that starting from 75°C, the antioxidant activity improves. This may be due to the new substances formation or precursor that occurs between several molecules via non-enzymatic inter-conversion at 70 °C for citrus fruits. Thus, stating that drying at high temperature may be a way to improve the phenolic extraction of orange peels., Le monde a connu une augmentation exponentielle de l’énergie; ces demandes sont principalement couvertes par les combustibles fossiles. Cependant, compte tenu des conditions non durables d'une telle source telles que la rareté et les effets environnementaux nocifs, les chercheurs ont dirigée leurs attention vers la rechercher de nouvelles sources d'énergie alternatives. L'énergie solaire est une énergie renouvelable propre, abondante et facilement disponible. L'utilisation de l'énergie solaire pour des applications thermiques offre la possibilité de plusieurs études sur l'énergie, les avantages et l'analyse des bio-composés. Dans le présent travail, le séchage solaire et l'extraction solaire ont été envisagés pour une application expérimentale utilisant deux matrices; feuilles de romarin comme plantes aromatiques et médicinales et écorces d'orange comme sous-produit. Pour l'extraction solaire, une unité de distillation couplée à un réflecteur solaire a été utilisée afin de désodoriser les feuilles de romarin par distillation par entrainement à la vapeur et de valoriser les écorces d'orange ciblant une bio-raffinerie zéro déchet par hydro-distillation. Les avantages de l'extraction d'énergie solaire thermique sont remarquables, permettant une diminution d'environ 37% du temps d'extraction pour les deux matrices étudiées par rapport aux procédés conventionnels. En termes de qualité, plusieurs analyses ont été réalisées afin de comparer les systèmes solaires thermiques et conventionnels. Le rendement et la qualité de l'huile essentielle de romarin et d'écorce d'orange obtenus par GC/MS étaient relativement similaires pour les deux processus. Cependant, les antioxydants dosés par HPLC-DAD présents dans les feuilles de romarin étaient mieux conservés après extraction solaire. Dans l'ensemble, les résultats indiquent que la distillation solaire-vapeur (SSD) est une alternative écologique, efficace et économique pour l'extraction des huiles essentielles et la désodorisation des feuilles. La pectine et les flavonoïdes des pelures d'orange (principalement la narirutine et l'hespéridine) ont également été mieux conservés après le processus d'hydro-distillation solaire. Pour le séchage, un processus conventionnel en couche mince a été envisagé, l'étude expérimentale de cette section s'est concentrée sur l'influence des températures de séchage sur la perte en eau des matrices fraîches séchées à différentes températures, 40 °C, 50 °C, 60 °C, 70 °C pour les feuilles du romarin et 60 ° C, 65 ° C, 70 ° C, 75 ° C °, 80°C pour les écorces d'orange. Ce travail présente les résultats de l'étude expérimentale de la cinétique de séchage. Les résultats sont utilisés pour déterminer la courbe caractéristique de séchage et simuler par des modèles mathématiques le comportement de séchage des feuilles de romarin ou des écorces d'orange afin de trouver le modèle le mieux adapté. Dans l'ensemble, l'extraction solaire et le séchage par convection se sont révélés être des procédures fiables qui préservent la qualité du produit et peuvent être utilisées efficacement comme alternative aux procédés conventionnels.