Optimisation de l’extraction de l’huile essentielle de thymus vulgaire par hydro-distillation assistée par micro-ondes.

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR

ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE SALAH BOUBNIDER CONSTANTINE 3

FACULTE DE GENIE DES PROCEDES
DEPARTEMENT GENIE PHARMACEUTIQUE

N° d'ordre :... ... ... Série :... ... ... ...

Mémoire de Master

Filière : Génie des procédés Spécialité : Génie pharmaceutique

OPTIMISATION DE L'EXTRACTION DE L'HUILE ESSENTIEL DE
THYMUS VULGAIRE PAR HYDRO-DISTILLATION ASSISTEE PAR
MICRO-ONDES

Encadré par : Présenté par:

KHANFRI Nassima - BOUSSAID Soumaya

Grade : Maitre-Assistant Classe A - DALI Radja

Année Universitaire 2017/2018.
Session : (juin)

Soumaya

Remerciement

Avant toute chose, je tien à remercie Dieu le tout puissant, pour m'avoir donné la force et la Patience d'accomplir ce travail.

Du profond de mon coeur je tiens à remercier mes chers parents pour leur soutien et leur
encouragement durant toute ma vie.

Je voudrais exprimer ma profonde reconnaissance à notre Chef de département Mme
LOUAAR.W, professeur à l'université Constantine 3, et à toute l'administration du
département de Génie des procédées pharmaceutiques,

Je remercie chaleureusement mon encadreur Mlle. KHANFRI NASSIMA pour m'avoir
proposé ce sujet, pour sa disponibilité, ses précieux conseils, son assistance, sa patience, sa
gentillesse, je la remercie pour la confiance qu'elle m'a accordée pendant toute la réalisation
de ce mémoire.

Je tiens à remercier vivement monsieur M.NABIEV le Professeur du laboratoire de
traitement des eaux et extraction des substances biologiquement pour m'avoir accueilli dans

son laboratoire.

J'adresse mes remerciements à tous les membres des laboratoires de génies pharmaceutique pour leur aide et leur soutien au cours des différentes phases de ce travail

Je voudrais aussi remercier les membres du Laboratoire du CACQE

Je voudrais adresser mes vifs remerciements aux membres du jury qui ont accepté de juger ce

modeste travail.

Je ne pourrais oublier de remercier tous mes enseignants et enseignantes.
Mes remerciements vont aussi à toute la promotion 2017-2018 de Master 2, Génie des
procédés pharmaceutique pour leur présence et pour les moments de bonheurs passés
ensembles.

Je ne saurai terminer sans exprimer mes remerciements à tous qui ont m'aidé de proche ou de loin à réaliser ce modeste travail.

Dédicaces

Je dédie cet humble travail aux personnes qui m'ont accompagné tout au long
de ma vie, qui m'ont aidé, soutenu, aimé, et ont toujours cru de moi, mes

parents.

A mes frères : Houdaifa et Mouhamed
A mes soeurs : Khawla, Rania et Nouha
A tous mes amis particulièrement : Souhila, Raja, Mimi, Nada, Amel
A mes très chers : Anes et Djanna

Je tiens enfin à exprimer toute ma gratitude à tous la promotion 2017/2018
Master 2 « Génies des procédés pharmaceutique».

Soumaya

Dédicaces

Je dédie ce modeste travail à la personne qui m'a accompagné tout au long
de mon travail, qui m'a aidé, soutenu, et a toujours cru en moi mon mari,

À mes chers parents,

À mes adorables filles Batoul yara et Oumaima,

À ma soeur Mouna,

À mes frères Billel et Imad,

À toutes mes amies en particulier Asma, Cherifa et Radia,

Je tiens aussi à exprimer toute ma gratitude à toute la promotion 2017/2018
Master 2 « Génies des procédés pharmaceutique», en tête de liste Noussa et

Iméne.

Radja

I.1.4- Comparaison entre les méthodes conventionnelles et les nouvelles

méthodes 14

TABLE DES MATIERES

LISTE DES TABLEAUX LISTE DES FIGURES

LISTE DES SYMBOLES ET DES ABREVIATION

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION GENERALE 1

APERCU BIBLIOGRAPHIQUE

CHAPITRE I : PARTIE 1 : LES TECHNIQUE D'EXTRACTION DE L'HUILE ESSENTIELLE I.1- Extraction des huiles essentielles par microondes		3
I.1.1-Introduction		3
I.1.2-Définition de l'extraction des huiles essentielles par microondes		..3
I.1.2.1- Les microondes		..3
I.1.2.2-Interaction microondes-matière		..4
a-Matériaux s'échauffant sous l'action des micro-ondes		4
b-Facteur de pertes diélectriques å ?		6
c-Constante diélectrique et angle de pertes ô		7
I.2.2.3- Équipements	.7
a- Générateur	..7
b- b- Guide d'onde	8
c- c- Applicateur	.8
I.2.2.4-Spécificité du chauffage micro-onde	9

I.1.3 -Procédés d'extraction des huiles essentielles assistée par micro-ondes 9

I.1.3.1-Entrainement à l'air assisté par micro-ondes « Compressed Air

Microwave Distillation (CAMD) » .10

I.1.3.2-Hydrodistillation par micro-ondes sous vide pulsé « Vacuum

Microwave Hydrodistillation (VMHD) » 10
I.1.3.3-Extraction sans solvant assistée par micro-ondes « Solvent Free

Microwave Extraction (SFME) » .11
I.1.3.4-Hydrodistillation assistée par micro-ondes « Microwave Assisted

Hydrodistillation (MAHD) » .12

I.2. Thym	.17
I.2.1-Introduction	17
I.2.2-Les lamiacée	17
I.2.3- le genre Thyme	..17
I.2.4- Le thymus Vulgaris	18
I.2.4.1- Définition	.18
I.2.4.2- Dénomination	..18
I.2.4.3- Définition Botanique	...18
I.2.4.4- Description morphologique et physiologique	.18
a- Les tiges	18
b- Les feuilles	19
c- Les fleurs	19
I.2.5- Les chémotypes du thymus vulgaris I.2.6- Récolte du thymus vulgaris		20 .21
I.2.7 -Production du thymus vulgaris		21
I.2.7.1-Mondiale		21
I.2.7.2-En Algérie		22
I.2.8-la composition chimique de l'Huile Essentielle du thymus vulgaris		23
I.2.9-l'effet thérapeutique des Huiles Essentielle du thymus vulgaris		25
I.2.8.1- Activité biologique		25
I.2.9.2- Activité antibactérienne		.25

CHAPITRE II :

II.1- But du travail 28

II.2- Caractéristiques générales de la matière végétale 28

II.3- Récolte 29

II.4 Optimisation de la méthode d'extraction par hydrodistillation assisté par micro-

onde 29

II.4.1 Étude paramétrique ..28
II.4.2 Optimisation de l'extraction par le plan factoriel et le plan de surface de réponse

(plan central composite) 35

II.5 Analyse physico-chimique de l'huile essentielle du V thymus vulgaris 40

II.5.1 l'Indice de réfraction 40

II.5.2 L'acidité:... 40 II.5.3 L'indice d'acide IA...41 II.5.4 L'indice de saponification IS.....41 II.5.5 L'indice d'ester IE...42

II.6 la préparation de la pâte .....42
II.6.1 matériels utilisés....42

II .6.2 Constitution de la pâte 43

II.6.2 Préparation de la pâte 44

II.6.3 Analyse des pâtes 45

II.7 Test microbiologique 46

II.7.1 Matériels utilisés 46

II.7.2 Évaluation qualitative de l'activité antimicrobienne.... .48

II.7.3 Évaluation quantitative de l'activité antimicrobienne de l'huile essentielle du thymusvulgaris.......................................................................................................50 CHAPITRE III :

III.1 Étude paramétrique 52
III.1.1 l'influence du diamètre des particules du thymus vulgaris sur le rendement de

l'HE 52
III.1.2 l'influence du temps de l'extraction sur le rendement de l'HE (étude cinétique)

.52

III.1.3 Influence de la masse sur le rendement 55

III.1.4 Influence de la puissance sur le rendement 55

III. 2 Étude par les plans d'expériences 56

III.2.1 Résultats du plan factoriel 57

III.2.2 Résultats du plan central composite ... 60

III.3 Résultats d'Analyse de l'huile essentielle........63 III.4 Analyse de la pâte...64

III.4.1 Paramètres organoleptique (galéniques)	.64
III.4.1 Test microbiologique	65
III.4.1.1 Évaluation qualitative de l'activité antimicrobienne	65
III.4.1.2 Évaluation quantitative de l'activité antimicrobienne	68

Liste des tableaux

Tableau I.1.1. Recensement des plantes soumises à une extraction des huiles essentielles par

L'hydrodistillation assistée par micro-ondes (MAHD) 13
Tableau I.2.1 : la composition chimique de l'Huile Essentielle du thymus vulgaris avec

teneur ..23

Tableau II.1 : Résultats des Rendements 34

Tableau II.2 : domaine d'étude du Plan Factoriel ..37

Tableau II.3 : Matrice d'expérience du plan factoriel 37

Tableau II.4 : Table ANOVA .38

Tableau II.5 : Domaine d'étude du plan de surfaces de réponses central composite .39

Tableau II.6: Matrice d'expérience du plan central composite à 3 facteurs 39

Tableau II.7 : les quantités des constituants de la pâte à base d'HE de Thymus vulgaris et le

placebo ....44

Tableau II.8: Échelle d'estimation de l'activité antimicrobienne ..46

Tableau II.9: souches microbiennes testées 49

Tableau III.1 : le Rendement d'extraction des différents diamètres ..52

Tableau III.2 : Les valeurs des rendements de l'extraction d'huile essentielle de thymus

vulgaris	53
Tableau III.3 : Résultats des rendements en fonction de la masse	.55
Tableau III.4: La matrice d'expérience du plan factoriel (valeurs naturelles)	57
Tableau III.5: La matrice d'expérience du plan factoriel (valeurs codées)	58
Tableau III.6 : Table d'ANOVA du plan factoriel	59
Tableau III.7: La matrice d'expérience du plan central composite	60
Tableau III.8 : Table d'ANOVA du plan central composite	62
Tableau III.9: Conditions opératoires optimales	63
Tableau III.10 : Caractères organoleptiques de l'huile essentielle de thymus vulagris	63
Tableau III.11 : Paramètres physico-chimiques d`huile essentielle de thymus vulagris	63
Tableau III.12 : Les paramétrés galéniques des pâtes formulées	64
Tableau III.13 : pH des préparations à base d'HE de thym vulgaire	.6

Tableau III.14 : les valeurs des diamètres moyens de la zone inhibitrice, le % d'inhibition et l'évaluation de l'activité antimicrobienne d'HE, vis-à-vis aux bactéries et au champignon

utilisés ..66
Tableau III.15 : les valeurs des diamètres moyens de la zone inhibitrice, le % d'inhibition et l'évaluation de l'activité antimicrobienne de la pâte antifongique préparée, vis-à-vis aux

bactéries et au champignon utilisés .67
Tableau III .16 : les valeurs des diamètres moyens de la zone inhibitrice, le % d'inhibition et l'évaluation de l'activité antimicrobienne du Placebo, vis-à-vis aux bactéries et au

champignon utilisés .67

Tableau III.17: l'évaluation de l'activité antimicrobienne de l'HE du thymus vulgaris en

fonction de différentes dilutions effectuées 61

Tableau III.18: l'intervalle de concentration minimales inhibitrices (CMI) et concentrations

minimales fongicides (CMF) de l'HE du thymus vulgaris 69

Tableau III .19 : l'intervalle de concentration minimales inhibitrices (CMI) et concentrations

minimales bactéricides (CMB) de l'HE du thymus vulgaris .70

.

Liste des figures

Figure I.1. Distribution des dipôles sous l'effet dans un champ électrique. a: absence de champ électrique, b: sous champ électrique continu, c: sous champ électrique

alternatif .6
Figure I.2. Transfert de chaleur sous chauffage classique et sous chauffage par micro-onde...9

Figure I.3. Entrainement à l'air assisté par micro-ondes (CAMD). 10

Figure I.4. Hydrodistillation par micro-ondes sous vide pulsé (VMHD) 11

Figure I.5. Extraction sans solvant assistée par micro-ondes (SFME) 11

Figure I.6. Hydrodistillation assistée par micro-ondes (MAHD) 12

Figure I.7 : prototype de l'extraction par hydrodistillation assisté par microonde à l'échelle

de laboratoire ..13
Figure I.8 : Installation à micro-ondes, VHM Hephaistos-technologie de micro-ondes

brevetée .échelle industrielle 14 Figure I.9: Sécheur micro-ondes pour produits pharmaceutiques. Échelle industrielle 14 Figure I.10: Avantages et inconvénients des différents procédés d'extraction conventionnels
et innovants	..16
Figure I.11 : tiges du thymus vulgaris séché	19
Figure I.12 : feuilles du thymus vulgaris séché	19
Figure I.13 : fleurs du thymus vulgaris séché	20
Figure II.1 : Les différentes parties de la plante	29
Figure II.2 : Moulin électrique	30
Figure II.3 : La poudre obtenue	30
Figure II.4 : Tamiseur Retsch	30
Figure II.5 : Dispositif de l'extraction par hydrodistillation assisté par microonde	..31
Figure II.6 : Réacteur	32
Figure II.7 : Système de refroidissement	...32
Figure II.8 : Décantation et Récupération de l'HE	.32
Figure II.9 : Protocole d'essais pour déterminer le Rendement	33
Figure II.10 : HE dégradée à 900w	.35

Figure II.11: Schéma du plan central composite(les points factoriels sont en noir, les points

en étoile sont en gris clair, les points centraux sont en blanc)	.36
Figure II.12 : Refractomètre digitale	..40
Figure II.13 : papier PH	..40
Figure II.14 : Les symptômes de la mycose du pied	..42
Figure II.15 : Huile essentielle du thymus vulgaris extraite	43
Figure II.16 : La constitution de la pâte	.43
Figure II.17 : les étapes de préparation de la pâte	.45
Figure II.18: Le milieu Muller-Hinton	47
Figure II.19 : Le milieu Saburraux	.47
Figure II.20 : Produits et matériels utilisés pour l'étude microbiologie	.48
Figure III.1 : histogramme des rendements d'HE	.52
Figure III.2 : Variations du rendement en HE en fonction du temps
(Cinétique d'extraction de thymus vulgaris)	54
Figure III. 3 : Histogramme du rendement en fonction de la quantité	55

Figure III.4: Influence de la puissance des micro-ondes sur la cinétique d'extraction de l'HE

du thymus vulgaris	56
Figure III.5 : Graphique des effets principaux (les 03 facteurs : P, Q et t)	58
Figure III.6 : Graphique des interactions	59
Figure III.9 : Graphe du contour	61
Figure III .10: Graphe de surface	62
Figure III.11: Graphes d'optimisation	62
Figure III.12 : la pâte antifongique préparée	..64
Figure III.13 : pH de la pâte d'HE	.65
Figure III.14: pH du placebo	..65

Figure III.15 : Étude qualitative d'HE, la pâte antifongique et le Placebo sur le champignon

Candida Albicans 65
Figure III.16 : Étude qualitative d'HE, la pâte antifongique et le Placebo sur la bactérie

Escherichia coli 66
Figure III.17 : Étude qualitative d'HE, la pâte antifongique et le Placebo sur la bactérie

Staphylococcus aureus 66

Figure III.18: Aromatogramme de l'HE du thymus vulgaris vis-à-vis au champignon 69

Figure III.19 : Aromatogramme de l'HE du thymus vulgaris vis-à-vis au Staphylococcus

aureus 69

Figure III.20 : Aromatogramme de l'HE du thymus vulgaris vis-à-vis au Escherichia coli 70

KHz : Kilohertz

Liste des abréviations

AFNOR : Association Française de normalisation.

Afssaps : Agence française de sécurité sanitaire des produits de santé

C. albicans : Candida albicans

CC : central composite

CAMD : Compressed Air Microwave Distillation (Entrainement à l'air assisté par micro-ondes)

Thymus V : thymus vulagaris

MAHD : Microwave Assisted Hydrodistillation (Hydrodistillation assistée par micro-ondes)

CM : carrée moyenne.

CMB : la concentration minimale bactéricide CMF : la concentration minimale fongicide.

CMI : la concentration minimale inhibitrice

CML : carrée moyenne due aux liaisons.

CMR : carrée moyenne due aux residus (écarts).

CMT : carrée moyenne totale.

E. coli : Escherichia coli

F : facteur de Fischer.

Fig : Figure

GC/MS : Chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse GHz : Gigahertz

HD : Hydrodistillation HE : Huile Essentielle

I : le générateur

ISO : Organisation Internationale de normalisation

J.C : Jésus-Christ

MH : Muller Hinton MHz : Megahertz

n : nombre de facteur avec interaction. p : nombre de facteur sans interaction. P : pression

Patm : Pression atmosphérique

pH : Potentiel d'Hydrogène

R : Rendement en extraits

R2 : rendement de la réponse.

R²adjusté : rendement de la réponse ajustée.

S. aureus : Staphylococcus aureus

SAB : Sabouraud

SCEL : somme carrée des écarts dus aux liaisons.

SCER : somme carrée des écarts dus aux résidus (écarts).

SCET : somme carrée des écarts totaux.

SFME : Solvent Free Microwave Extraction (Extraction sans solvant assistée par micro-

ondes)

VMHD : Vacuum Microwave Hydrodistillation (Hydrodistillation par micro-ondes sous vide pulsé).

% : pourcentage OC : degré Celsius

DDL : degré de liberté

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Introduction générale

Introduction générale

Les premières techniques d'extraction des produits aromatiques d'origine végétale ont vu le jour lorsque l'Homme a pris conscience de l'intérêt de la nature qui l'entourait et de ses bienfaits. Depuis ces temps très anciens, les diverses civilisations du monde entier ont chacune apporté une pierre à l'édifice dans le domaine de l'extraction.

Grâce à la découverte de la distillation et à la compréhension des phénomènes qui la régissent, de nombreuses autres techniques d'extraction utilisant un chauffage traditionnel par le feu, ont vu le jour. C'est ainsi que l'hydrodistillation et l'entraînement à la vapeur furent utilisés dès la Renaissance pour extraire l'huile essentielle d'une grande partie de végétaux. La rareté et la fragilité de certains végétaux permirent l'élaboration de nouvelles techniques d'extraction toujours plus pointues et utilisant les dernières technologies offertes par les avancées du XXIème siècle.

L'Extraction par l'Hydrodistillation Assistée par Micro-ondes est une nouvelle technique d'extraction. Ce procédé est une combinaison entre une technique d'extraction traditionnelle et une technologie innovante. En effet, le chauffage par micro-ondes a permis de réduire de façon considérable les temps d'extraction sans ajout d'eau ni de solvant. Ce moyen de chauffage radicalement différent a révolutionné l'extraction grâce à des propriétés qui lui sont totalement exclusives : rapidité, chauffage sans inertie et sélectivité [1].

Le genre Thymus L. (thym) de la famille des Lamiacée comprend plus de 200 espèces différentes. Les espèces de thymus ont une large application en médecine ainsi que dans l'assaisonnement et l'aromatisation des aliments, mais seulement un quelques espèces sont économiquement importantes, en particulier celles utilisées des épices telles que les feuilles de T. vulgaris. En outre, le thym a également des activités antimicrobiennes contre un large éventail de Gram positif et les bactéries à Gram négatif, les levures et les champignons [2].

Ce mémoire est consacré à l'étude de l'optimisation de l'extraction de l'huile essentielle de Thymus Vulgaris L. par la méthode d'Hydrodistillation assistée par microonde, dans le but de présenter le travail effectué pour la conception, la mise au point, le développement, la validation et la valorisation de cette nouvelle technique d'extraction sans solvant assistée par micro-ondes.

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Introduction générale

A cet effet, notre travail s'échelonne comme suit :

I. Une partie bibliographique

- Les méthodes d'extraction des huiles essentielles. - Une généralité sur la plante « Thymus V », - Généralité sur les huiles essentielles

II. une partie expérimentale

- L'extraction de l'huile essentielle par Hydrodistillation assistée par microonde

- L'optimisation de l'extraction par le prédécédé d'extraction

- Formulation d'une pâte antifongique à base l'huile essentielle de thym

- L'étude antibactérienne et antifongique de l'huile essentielle et de Thym et la pâte

antifongique

III. partie résultats et discussions

- Présentation et discussion des résultats obtenus lors de cette étude. Et en termine par une conclusion qui résume toutes les résultats obtenus.

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

Page 3

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

I.1. Extraction des huiles essentielles par microonde

I.1.1-Introduction

Les nouvelles technologies d'extraction telles que les fluides supercritiques ou par micro-ondes, plus sophistiquées, sont désormais mises à contribution afin de pouvoir obtenir des extraits aromatiques d'origine végétale de qualité accrue et dans des délais plus courts par rapport à des techniques traditionnelles.

En effet, la technologie micro-ondes réputée pour ses qualités en terme de spécificité et d'intérêt économique (peu couteuse, consommation moins d'énergie et rapidité d'exécution) aussi environnemental (pas de dégagement de gaz polluants) n'est pas restée insensible à ce domaine de l'extraction puisque, depuis les premiers brevets parus au début des années 1990 plusieurs techniques d'extraction assistées par micro-ondes ont été développées.

I.1.2- Définition de l'extraction des huiles essentielles par micro-ondes

C'est une technique récente développée dans le but d'extraire des produits naturels comparables aux HEs et aux extraits aromatiques.

Dans cette méthode, la plante est chauffée par un rayonnement micro-ondes dans une enceinte dont la pression est réduite de façon séquentielle : les molécules volatiles sont entrainées dans le mélange azéotropique formé avec la vapeur d'eau propre à la plante traitée [10].

Ce chauffage, en vaporisant l'eau contenue dans les glandes oléifères, crée à l'intérieur de ces dernières une pression qui brise les parois végétales et libère ainsi le contenu en huile.

Les auteurs de ce procédé lui attribuent certains avantages tels que le temps d'extraction (dix à trente fois plus rapide), l'économie d'énergie et une dégradation thermique réduite [9].

I.1.2.1- Les micro-ondes

Les rayonnements micro-ondes sont des ondes électromagnétiques qui se propagent dans le vide à la vitesse de la lumière. Elles sont caractérisées par une fréquence comprise entre 300 MHz et 30 GHz, c'est-à-dire par une longueur d'onde comprise entre 1 m et 1 cm.

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Sur le spectre électromagnétique, elles sont situées entre les radiofréquences et les infrarouges.

Les fréquences utilisables par les applications industrielles des micro-ondes sont réglementées pour éviter le risque d'interférence avec la radiocommunication et les radars, qui sont les principales utilisations des micro-ondes [9].

I.1.2.2- Interactions micro-ondes - matière

a- Matériaux s'échauffant sous l'action des micro-ondes

L'expérience de l'utilisation du four à micro-ondes ménager indique que les aliments s'échauffent en général très rapidement sous l'effet des micro-ondes. On remarque également que les matériaux des récipients contenant les aliments s'échauffent plus ou moins rapidement selon leur nature. En revanche, les parois métalliques du four restent froides.

En fait, seuls certains matériaux isolants ou mauvais conducteurs de l'électricité sont capables de s'échauffer sous l'action des micro-ondes. Au niveau moléculaire, ces matériaux se présentent comme des entités globalement neutres d'un point de vue électrique mais avec une répartition dissymétrique de leurs charges ioniques partielles. Autrement dit, une partie de la molécule est chargée positivement, l'autre partie négativement. Ces molécules forment donc des dipôles électriques.

En l'absence de tout champ électrique, l'orientation de ces dipôles est plus ou moins aléatoire. Sous l'action d'un champ électrique, les dipôles s'orientent dans le sens du champ électrique. Dans un champ électrique alternatif, l'orientation de chaque dipôle change à chaque alternance du sens du champ électrique. Dans un champ micro-ondes, à fréquence élevée, les « frictions » entre les dipôles vont se traduire par un échauffement du matériau [9].

L'application d'un champ électrique statique ou alternatif au sein d'un matériau diélectrique provoque une déformation des molécules ainsi qu'une réorientation de ses moments dipolaires permanents. La polarisation diélectrique est l'effet observé dans un matériau diélectrique soumis à un champ électrique [9].

Suivant la fréquence du champ électrique, la polarisation diélectrique est la somme des différents types de polarisations:

at = a?? + a?? + ad + ai (1)

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

Page 5

Avec

át = polarisation totale, áe = polarisation électronique, áa = polarisation atomique, ád = polarisation dipolaire, ái = polarisation interfaciale.

La polarisation électronique est un déplacement des électrons par rapport aux noyaux alors que la polarisation atomique est un déplacement relatif d'un noyau par rapport à un autre atome auquel il est lié par liaison covalente. Les deux premières polarisations (électroniques et atomiques) sont toujours en phase avec le champ électrique : les phénomènes de polarisation et de dépolarisation sont plus rapides que le changement d'alternance du champ électrique. Par conséquent elles ne contribuent pas au dégagement de chaleur [10].

La polarisation dipolaire est à la base du dégagement de chaleur : les temps de réponse et les vitesses de relaxations des dipôles sont du même ordre que la fréquence d'alternance du champ. Un produit, dépourvu de moment dipolaire permanent, ne peut donc pas s'échauffer directement sous champ micro-ondes [10].

La polarisation interfaciale responsable de l'accumulation des charges à l'interface est similaire à la fréquence de changement d'orientation du champ [10].

L'énergie électrique est convertie en énergie cinétique par la rotation des dipôles. L'énergie cinétique est transformée partiellement en chaleur : l'alignement des dipôles par rapport au champ électrique est contrarié par les forces d'interaction entre molécules (forces de liaison par pont hydrogène, forces de liaisons de Van der Waals). Ces forces peuvent être assimilées à des forces de frottement internes qui existent dans les contacts solide-solide. Elles s'opposent ainsi à la libre rotation des molécules. De la friction ainsi produite, naît le dégagement de chaleur [10].

Les fréquences micro-ondes étant imposées, l'échauffement d'un produit avec une efficacité maximale est exceptionnel. Dans ce cas, une grande partie des molécules soumises à l'action du champ micro-onde ne tournent pas avec le changement alternatif du champ mais frissonnent comme le montre la (figure I.1).

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

Page 6

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

Figure I.1. Distribution des dipôles sous l'effet dans un champ électrique.

a: absence de champ électrique, b: sous champ électrique continu, c: sous champ électrique

alternatif.

b-Facteur de pertes diélectriques å ?

L'aptitude d'un matériau à s'échauffer sous l'action d'un rayonnement micro-ondes est qualifiée par le facteur de pertes diélectriques å ?. Les produits ayant un facteur de pertes supérieur à 1 s'échauffent facilement par micro-ondes. Parmi ces composés à pertes diélectriques élevées, on peut citer l'eau à l'état liquide, les produits naturels riches en eau, des solvants polaires comme les alcools (éthanol, méthanol, etc.). Quand le facteur de pertes est supérieur à 0,1 environ, le chauffage par micro-ondes reste possible mais il peut nécessiter une mise en oeuvre particulière. C'est le cas de solvants ou de produits peu polaires, comme l'acétate d'éthyle ou les corps gras. Les produits à facteur de pertes encore plus faible ne se prêtent pas au chauffage par micro-ondes. Il s'agit :

y' des gaz, dans lesquels les molécules ne sont pas liées ;

y' des métaux, car ils réfléchissent les micro-ondes ;

y' de matériaux qui ne permettent pas les mouvements des dipôles comme la glace pure

et parfaitement cristallisée ;

y' de matériaux qui ne se polarisent pas sous l'effet des micro-ondes comme le Téflon et

la silice ;

y' Des solvants apolaires comme l'hexane.

En pratique, le principal paramètre pour estimer si un produit naturel peut être chauffé par micro-ondes est sa teneur en eau. Quand celle-ci est supérieure à 20 % en masse, le produit va s'échauffer facilement sous l'effet des micro-ondes. Quand cette teneur est inférieure à 20 %, la mise en oeuvre des micro-ondes est plus délicate, mais l'eau qui reste présente, en

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association avec les autres constituants (protéines, lipides, hydrocolloïdes, etc.), peut rendre possible un chauffage par micro-ondes. Dans le cas d'une extraction, le solvant peut également être directement chauffé par micro-ondes, si son facteur de pertes est suffisamment élevé[9].

c-Constante diélectrique et angle de pertes ä

Le facteur de pertes å? représente le comportement global du matériau soumis au rayonnement micro-ondes. Il peut être décomposé en deux phénomènes, la polarisation et la friction. La permittivité relative å?, ou constante diélectrique, traduit la faculté du diélectrique à se polariser, autrement dit à s'orienter dans le sens du champ électrique. La friction se manifeste par le léger retard pris par les matériaux polarisés pour s'orienter après l'application du champ électrique. Ce déphasage est représenté par l'angle de pertes ä.

Le facteur de pertes diélectriques å? est égal à la constante dié-lectrique multipliée par la tangente de l'angle de pertes :

å'' = å^' tan ?? (2)

Les deux composantes du facteur de pertes, la constante diélectrique et la tangente de l'angle de pertes, varient à la fois avec la fréquence appliquée et avec la température du matériau. En pratique, on ne peut pas modifier la fréquence appliquée qui est fixée par la réglementation (2 450 MHz). Par contre, l'évolution en fonction de la température est une donnée à connaître. Si å? augmente fortement avec la température, il faut réduire progressivement la puissance micro-ondes pour éviter un emballement thermique [9].

I.2.2.3- Équipements :

Tout système de chauffage micro-ondes comporte trois éléments :

- le générateur d'onde, qui produit des ondes électromagnétiques,

- le guide d'onde dont le rôle est d'amener les ondes électromagnétiques depuis le

générateur vers l'enceinte d'application,

- l'applicateur (appelé aussi enceinte) dans lequel est placé le produit à traiter.

a- Générateur

Le magnétron est le type de générateurs d'ondes le plus répondu pour la production des ondes électromagnétiques. Il constitue le « coeur » du four à micro-ondes, c'est lui qui

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sera à la base de la production d'énergie électromagnétique [10]. Le magnétron est un tube à vide circulaire qui est constitué d'une cathode centrale, chauffée par un filament, et d'une anode concentrique composée de cavités résonnantes de formes différentes selon le magnétron. Il coexiste deux types de champs :

- un champ magnétique axial produit par deux aimants placés à l'extrémité du tube,

- un champ électrique généré entre l'anode et la cathode perpendiculaire au champ magnétique.

Une tension très élevée (quelques kilovolts) est appliquée dans un espace très restreint de quelques millimètres entre l'anode et la cathode qui génère ainsi la production d'électrons. Le champ électrique accroît leur énergie cinétique et le champ magnétique incurve leur trajectoire. Les électrons ainsi accélérés rayonnent de l'énergie sous la forme d'ondes électromagnétiques. Un système de refroidissement du bloc anodique à l'air ou bien par circulation à eau pour les magnétrons de forte puissance est utilisé.

b- Guide d'onde

Le guide d'onde est une pièce métallique qui conduit les ondes depuis le générateur jusqu'à l'applicateur. Il s'agit d'un tube parallélépipédique creux de dimensions bien précises dans lequel se trouvent des ondes progressives. Ces dimensions conditionnent le mode de propagation des ondes électromagnétiques [10].

c- Applicateur

L'applicateur est une cavité fermée qui doit assurer le transfert de l'énergie électromagnétique depuis la sortie du guide jusqu'au produit à traiter. Deux architectures de base existent selon le mode de propagation développé : monomode ou multimode. Un applicateur est dit monomode lorsque ses dimensions géométriques permettent de conserver un seul mode de propagation, donc une seule configuration du champ. Ce type d'applicateur permet le contrôle précis du champ électrique mais est réservé au traitement de produits de petits volumes ; celui-ci est alors placé dans le guide d'onde. Dans une cavité multimode, les ondes électromagnétiques se réfléchissent sur les parois et développent un réseau d'ondes stationnaires (une onde stationnaire oscille sans se déplacer et possède des minima (noeuds) et des maxima (ventres) d'amplitude fixes dans l'espace). On dit que l'on a une cavité résonnante. Il existe donc plusieurs configurations de champ avec une distribution variable.

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Dans cette cavité, on peut traiter une quantité de produit plus grande que dans une cavité monomode, mais il est difficile de contrôler la distribution du champ et de forts gradients de température peuvent se développer dans le produit. Pour pallier ce problème, une solution technique courante consiste à utiliser des brasseurs d'ondes ou des plateaux tournants (comme dans les fours domestiques) [30].

I.2.2.4-Spécificité du chauffage micro-onde

Les éléments qui ont été présentés précédemment indiquent que le chauffage par micro-ondes possède incontestablement? un caractère hétérogène. En effet, le champ de température au sein d'un matériau va dépendre :

- du champ appliqué localement qui est lui-même hétérogène du fait de la présence des ondes stationnaires et par le phénomène d'atténuation des ondes pénétrant dans le matériau.

- de la conductivité thermique du matériau qui va déterminer la qualité du transfert thermique. La rapidité de la vitesse du chauffage micro-onde va générer au sein du matériau des hétérogénéités en température, l'équilibre thermique étant plus difficilement atteint. - des pertes thermiques en surface et en paroi. Il faut remarquer ici que, compte-tenu de la particularité des micro-ondes, les parties les plus froides se trouveront en surface et en paroi, contrairement à ce que l'on peut observer par les techniques de chauffage classique pour lesquelles les parois constituent les zones de température les plus élevées comme le montre la (figure I.2).

Figure I.2. Transfert de chaleur sous chauffage classique et sous chauffage par micro-onde. I.1.3-Procédés d'extraction des huiles essentielles assistée par micro-ondes

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

I.1.3.1-Entrainement à l'air assisté par micro-ondes « Compressed Air Microwave Distillation (CAMD) »

L'entrainement à l'air assisté par micro-ondes (CAMD) a été proposé en 1989 par Craveiro et coll [10], comme la première technique d'extraction des huiles essentielles sous chauffage micro-ondes [10]. Le système de CAMD se compose de trois parties : un compresseur envoyant de l'air dans le récipient où se trouve la matière végétale, un four à micro-ondes et un système de réfrigération (Figure I.3).

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Figure I.3. Entrainement à l'air assisté par micro-ondes (CAMD).

Cette technique a pu montrer des résultats sensiblement équivalents, de manière qualitative et quantitative, en seulement 5 min comparées aux 90 min requises pour l'entraînement à la vapeur classique [15, 16].

I.1.3.2-Hydrodistillation par micro-ondes sous vide pulsé « Vacuum Microwave Hydrodistillation (VMHD) »

Le procédé VMHD a été élaboré et breveté, en 1994, par la société Archimex [17,16]. Ce procédé, basé sur l'utilisation conjointe des micro-ondes et d'un vide pulsé, les microondes accélérant le transfert des molécules à extraire vers le milieu extérieur, le vide pulsé permettant de réaliser l'entraînement azéotropique à une température inférieure à 100 °C. La (figure I.4) représente le schéma de principe d'un pilote VMHD, constitué principalement d'un réacteur double enveloppe équipée d'un agitateur, muni d'une génératrice micro-onde, d'un condenseur et d'un système de régulation de la pression à l'intérieur du réacteur ainsi que de la température de la double enveloppe [29].

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

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Figure I.4. Hydrodistillation par micro-ondes sous vide pulsé (VMHD).

I.1.3.3-Extraction sans solvant assistée par micro-ondes « Solvent Free Microwave Extraction (SFME) »

L'extraction sans solvant assistée par micro-ondes (SFME) a été développée et brevetée, en 2004, par Chemat et coll. [18,19]. Le SFME est l'une des techniques les plus récentes, pour l'extraction dès l'huile essentielle assistée par micro-ondes, sans solvant et sans eau à pression atmosphérique.

Le procédé SFME est constitué principalement par quatre parties (Figure I.5):

- un réacteur dans lequel est uniquement placée la matière végétale à traiter ; - un four à micro-ondes ;

- un système de réfrigération ;

Figure I.5. Extraction sans solvant assistée par micro-ondes (SFME).

- un essencier où est recueillie l'huile essentielle.

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

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I.1.3.4-Hydrodistillation assistée par micro-ondes « Microwave Assisted

Hydrodistillation (MAHD) »

L'hydrodistillation assistée par micro-ondes (MAHD) est un procédé développé par Stashenko et coll. [20,21]. Ce procédé, basé entièrement sur le principe de l'hydrodistillation classique, consiste à placer une partie du montage d'hydrodistillation dans le four à microondes (Figure I.6). Le matériel végétal est donc placé en présence d'une quantité d'eau suffisante dans un réacteur disposé dans l'enceinte du four à micro-ondes. Le système de réfrigération ainsi que la partie prévue pour la récupération des essences sont situés à l'extérieur du four.

Figure I.6. Hydrodistillation assistée par micro-ondes (MAHD).

Cette technique a été appliquée pour l'extraction des huiles essentielles à partir de plusieurs plantes aromatiques et épices [20, 46]. Ainsi, les plantes ayant fait l'objet d'une extraction de leurs huiles essentielles par hydrodistillation assistée par micro-ondes (MAHD) sont recensées dans le (tableau I.1). Ces études ont montré que le procédé MAHD, comparée à l'hydrodistillation classique (HD), permet un temps d'extraction plus court pour un rendement et une composition chimique de l'huile similaire. Cette technique rapide apparait compatible avec l'environnement et offre une économie en énergie par rapport à l'hydrodistillation classique (HD).

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

Tableau I.1.1. Recensement des plantes soumises à une extraction des huiles essentielles par
L'hydrodistillation assistée par micro-ondes (MAHD) [10].

Espèce botanique	Conditions opératoires d'extraction
Xylopia aromatica (Lamarck)	m=100g (500g HD), V= 2000mL eau (4000 mL eau HD), Patm, 800 W, t= 30 min (2 h HD)
Lavande (Lavandula angustifolia Mill.)	m=80g, V=1500 mL eau (4L eau HD), Patm= 500 W t= 20 min (4 h HD), R = 7,40 % (7,62 % HD)
Thym (Thymus vulgaris L.)	m=60g, V=2000 mL eau (2000 mL eau HD), Patm, 990 W, t= 120 min (4 h HD), R = 2,52 % (2,39 % HD)
Zataria multiflora boiss	m=60g, V=1200 mL eau (1200 mL eau HD), Patm, 990 W, t= 120 min (4 h HD), R = 3,7 % (3,4 % HD)

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Figure I.7 : prototype de l'extraction par hydrodistillation assisté par microonde à
l'échelle de laboratoire [9]

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

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Figure I.8 : Installation à micro-ondes,
VHM Hephaistos-technologie de micro-
ondes brevetée .échelle industrielle [12].

Figure I.9: Sécheur micro-ondes pour produits pharmaceutiques. Échelle industrielle [9]

I.1.4-Comparaison entre les méthodes conventionnelles et les nouvelles méthodes

Dans les nombreux articles publiés comparant l'extraction assistée par micro-ondes avec d'autres méthodes d'extraction récentes et conventionnelles, l'extraction assistée par micro-ondes a été reconnu comme une alternative potentielle et performante pour l'extraction de substances bioactives à partir des matières végétales.

En plus des nombreux mérites énumérés dans le tableau I.2, l'extraction assistée par micro-ondes offre d'autres avantages comme le taux d'extraction très rapide, une meilleure stabilité des produits, l'augmentation de la pureté des extraits bruts, la possibilité d'utiliser des solvants moins toxiques, la réduction d'énergie et de la consommation de solvant; ce qui permet de diminuer l'impact sur l'environnement. [10, 11].

Aussi d'un point de vue économique, l'extraction assistée par micro-ondes est réalisable car elle nécessite un coût modéré de l'installation d'équipement, beaucoup moins cher par rapport aux autres méthodes d'extraction conventionnelles et récentes.

En outre, cette technique présente de faibles risques avec aucun problème majeur sur le plan de la sécurité, du fait que la plupart des extractions sont généralement effectuées dans des conditions atmosphériques.

Cependant, l'extraction assistée par micro-ondes présente quelques inconvénients et des limites liées à sa faible sélectivité car elle est fortement dépendante de la nature du solvant (les solvants non polaires n'absorbent pas les micro-ondes) et de la température d'extraction.

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

Malgré les inconvénients associés à l'extraction assistée par micro-ondes, ses avantages sont considérables.

D'une manière générale, les techniques d'extraction assistée par micro-ondes sont remarquables en termes d'efficacité de l'extraction, de stabilité et de reproductibilité de la technique et également la possibilité de conserver les valeurs fonctionnelles des substances bioactives extraites 12.

Les avantages et les inconvénients des différents procédés d'extraction conventionnels et innovants sont décrits dans la (figure I.13).

Par ailleurs, plusieurs études appliquées à différents types de plantes fraîches et sèches ont montré les performances et la fiabilité de l'extraction assistée par micro-ondes dans l'extraction de leurs HEs.

. A titre indicatif les plantes ayant fait l'objet d'une extraction de leurs HEs par le procédé HD et SFME, accompagnées des conditions opératoires d'extraction.

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CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

	Techniques d'extraction Innovantes
Techniques d'extraction Conventionnelles

Figure I.10: Avantages et inconvénients des différents procédés d'extraction conventionnels

et innovants.

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

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I.2. Thym

I.2.1- Introduction

La région méditerranéenne d'une manière générale avec son climat doux et ensoleillé est particulièrement favorable à la culture des plantes aromatiques et médicinales.

Les plantes aromatiques sont prometteuses et constituent une grande source d'antioxydants et d'antibactériens naturels pour l'industrie pharmaceutique.

Les plantes aromatiques appartiennent à la fois au domaine des plantes médicinales et des matières premières industrielles d'origine végétale, et constituent des sources de substances naturelles complexes, destinées à apporter des caractères organoleptiques particuliers aux aliments.

Parmi les familles qui appartiennent à cette catégorie des plantes aromatiques et médicinales, la famille de Lamiacée qui représente une grande importance aussi bien pour son utilisation en industrie thérapeutique, alimentaire et qu'en parfumerie. Elle est l'une des familles les plus utilisées comme source mondiale d'épices et d'extraits à fort pouvoir antibactérien, antifongique, anti-inflammatoire et antioxydant et même antitumorale. [25]

I.2.2. Les lamiacée

Les Lamiacées ou les Labiacées sont une famille de plantes à fleurs avec une distribution cosmopolite contenant environ 236 genres et il a été déclaré contenir 6900-7200 espèces. Les plus grands genres sont Salvia (900), Scutellaria (360), Stachys (300), Plectranthus (300), Hyptis (280), Teucrium (250), Vitex (250), Thymus (220) et Nepeta (200). Beaucoup d'entre eux sont utilisés comme épices et légumes. Le thym bien connu (Thymus vulgaris) appartient à Lamiaceae.

I.2.3- Le genre Thyme

Thymus est un genre de plantes (couramment appelées thym ou serpolet) de la famille des Lamiacées. Ce genre comporte plus de 300 espèces. Ce sont des plantes rampantes ou en coussinet portant de petites fleurs rose pâle ou blanches. Ces plantes sont riches en huiles essentielles et à ce titre font partie des plantes aromatiques. La principale huile essentielle du thym commun (Thymus vulgaris) est un terpénoïde qui lui doit son nom, le thymol, une substance bactéricide. Dans le sud de la France, le thym est aussi fréquemment appelé farigoule (de son nom occitan : farigola) [30].

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

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I.2.4- Le thymus Vulgaris

I.2.4.1- Définition :

Le thymus vulgaris, sous sa forme commune, est une plante importante de la pharmacopée méditerranéenne; Outre son utilisation aromatique dans la cuisine, ses vertus diverses sont à même de soulager une grande variété d'affections respiratoires et intestinales. Il constitue ainsi un anti-infectieux à large spectre et un stimulant de l'immunité [10].

I.2.4.2- Dénomination

Thymus vulgaris a été nommé par Carl von Linné en 1753 et reste le nom utilisé par toutes les nomenclatures scientifiques. Plusieurs noms vernaculaires désignent le thym commun : thym des jardins, pote, farigoule, mignotise des Genevois, herbe de thym, thym vulgaire, thym vrai. En Provence et Languedoc, on appelle le thym commun « farigoule » ou « frigoule », et le thym sauvage « farigoulette ». Ces mots sont empruntés au latin populaire fericula, qui désignait autrefois cette plante [10].

I.2.4.3- Définition Botanique

Plante originaire du bassin méditerranéen, elle se présente sous la forme d'un sous-arbrisseau de type vivace et particulièrement touffu, à tiges quadrangulaires et ligneuses et à feuilles sessiles, de la famille des Lamiacées. Ces dernières sont assez petites, de forme lancéolée et de couleur gris-vert. Sa taille peut atteindre une trentaine de centimètres (30 cm) et sa fleur affiche une teinte rosâtre. Petite, de 4 à 6 millimètres, elle se regroupe en épis foliacés et est visible de juin à octobre. La plante préfère les terrains plutôt rocailleux, secs et très ensoleillés et peut pousser jusqu'à des altitudes supérieures à 1 500 mètres. La récolte est généralement effectuée à la fin de l'été [15].

I.2.4.4- Description morphologique et physiologique a- Les tiges

Ligneuses à la base, herbacées supérieurement, sont presque cylindriques. Ces tiges ligneuses et très rameuses sont regroupées en touffe ou en buisson très dense. Elles peuvent acquérir, vers leur base, une assez grande épaisseur. Les tiges florifères ne produisent jamais de racines adventives, et sont rampantes, dressées ou redressées,

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

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tortueuses dans leur partie inférieure, velue et blanches tout autour chez les jeunes rameaux [14].

Figure I.11 : tiges du thymus vulgaris séché [11]

b- Les feuilles

Sont très petites, ovales, lancéolées, à bord roulés en dessous à nervures latérales distinctes, obtuses au sommet, ponctuées supérieurement, au pétiole extrêmement court, et blanchâtres à leur face inférieure [14].

Figure I.12 : feuilles du thymus vulgaris séché [11]

c- Les fleurs

Quant à elles, sont presque roses ou presque blanches, font de 4 à 6 mm de longueur, sont pédicellées et réunies ordinairement au nombre de trois à l'aisselle des feuilles supérieures. Elles forment ainsi une sorte d'épi foliacé au sommet des ramifications de la tige. Le limbe du calice est bilabié, un peu bossu ; la lèvre supérieure à trois divisions séparées entre elles environ jusqu'au quart ou jusqu'au cinquième de sa longueur, la lèvre inférieure possède deux divisions étroites et subulées ; l'entrée du tube est garnie d'une rangée circulaire de poils. La corolle, de taille variable, est un peu plus longue que le calice mais la partie tubulaire de la corolle ne dépasse pas celle

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du calice ; la lèvre supérieure est à peine chancrée, l'inférieure et à trois lobes égaux et obtus. Les étamines sont incluses et le pistil entouré d'un nectaire proéminent du côté antérieur, donne un tétrakène à 4 nucules petites et brune. Le style est saillant [14].

Figure I.13 : fleurs du thymus vulgaris séché [11]

I.2.5- Les chémotypes du thymus vulgaris

Le thym est divisé en plusieurs « races » chimiques, appelées chémotypes ou chimiotypes. La variabilité de ce dernier est influencée par l'environnement (sol, altitude) et le climat (température et ensoleillement) permettant à la plante de vivre et d'évoluer.

Le chémotype d'une H.E est une référence précise qui indique le composant biochimique majoritaire ou distinctif, présent dans l'H.E. C'est l'élément qui permet de distinguer de H.E extraite d'une même variété botanique mais, d'une composition biochimique différente. Cette classification permet de sélectionner les H.E pour une utilisation plus précise, et plus efficace. Ce polymorphisme chimique existe dans le Thymus vulgaris. Il est important de noter que les H.E à chémotype différent présente non seulement des activités différentes mai aussi des toxicités très variables [15].

I le chémotype thymol se retrouve dans tous les types de sols où le thym peut évoluer, des sols extrêmement chauds et secs aux sols plus humides. La spécificité thymol est la plus répandue, mais l'est de façon moins homogène, et elle est souvent associée à d'autres chémotypes.

I le chémotype carvacrol se retrouve surtout dans des conditions d'extrême chaleur et d'extrême sécheresse.

I le chémotype linalol se retrouve dans toutes les ères du thym, essentiellement en zone de moyenne montagne dans des zones à humidité atmosphérique importante.

I le chémotype thuyanol, moins abondant, est un intermédiaire entre le linalol et géraniol

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

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? le chémotype géraniol, peu abondant est adapté aux conditions d'altitude rudes (1 000 m)

? le chémotype paracymène est un précurseur de la biosynthèse végétale du carvacrol et du thymol [15].

I.2.6- Récolte du thymus vulgaris

Deux récoltes peuvent être entreprises, une en fin mai, début juin au commencement de la période de floraison, l'autre en septembre.

La plante du thymus Vulgaris dans notre étude a été récoltée à partir des montagnes de Chakfa qui se trouve dans la wilaya de Jijel du Nord-Est Algérien, durant la période allant du mois d'Avril jusqu'au mois de Mai 2017.

I.2.7 -Production du thymus vulgaris

I.2.7.1-Mondiale

Le thymus vulgaris est produit à partir de plantes cultivées et sauvages récoltées dans la plupart des pays européens principalement la France, la Suisse, l'Espagne, l'Italie, la Bulgarie, le Portugal et la Grèce. Le rendement et la qualité de l'huile essentielle varient en fonction de la constitution génétique du matériel végétal, la maturité des récoltes à la récolte, l'environnement et la pratique de la distillation.

Environ 90% de l'HE du thymus vulgaris du commerce mondial est produite en Espagne ; Les producteurs d'herbes du sud de l'Europe bénéficient de la saison de croissance plus languetant en raison des avantages climatiques. Par conséquent, la plus grande partie du thym produit en Europe provient de là.

La culture de l'herbe commercialisée se fait principalement en Espagne, en France, en Italie et en Bulgarie. Des rendements estivaux de 1,0% (10 ml HE / kg de thym frais) sont attendus du thym sauvage dans des conditions estivales chaudes. Les rendements peuvent diminuer à 0,10% en hiver. Les rendements de la matière cultivée vont de 0,05 à 0,50%, selon la variété. Cependant, les rendements d'herbage en culture dépassent de loin la production à l'état sauvage, donc plus d'huile sera produite à l'hectare dans les cultures. En Suisse, les cultures sélectionnées fournissent 3% d'huile essentielle de plus de 15 t / HE [16].

CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

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I.2.7.2-En Algérie

Le thym comprend plusieurs espèces botaniques réparties sur tout le littoral et même dans les régions internes jusqu'aux zones arides (Mebarki, 2010). Il est représenté en Algérie par de nombreuses espèces qui ne se prêtent pas aisément à la détermination en raison de leurs variabilités et leur tendance à s'hybrider facilement. Le tableau suivant montre la localisation des principales espèces de thym en Algérie.

Espèces	Découverte par	Localisation
Thymus capitatus	Hoffman et Link	Rare dans la région de Tlemcen
Thymus fontanesii	Boiss et Reuter	Commun dans le Tell Endémique Est Algérie-Tunisie
Thymus commutatus	Battandier	Endémique Oran
Thymus numidicus	Poiret	Assez rare dans: - Le sous-secteur de l'atlas tellien - La grande et la petite Kabylie - De Skikda à la frontière tunisienne - Tell constantinois
Thymus guyoni	Noé	Rare dans le sous-secteur des hauts plateaux algérois, oranais et constantinois
Thymus lancéolatus	Desfontaine	Rare dans: le secteur de l'atlas tellien (Terni de Médéa ) et dans le sous-secteur des hauts plate aux algérois, oranais (Tiaret) et constantinois
Thymus pallidus	Coss	Très rare dans le sous-secteur de L'Atlas Saharien et constantinois
Thymus glandulosus	Lag	Très rare dans le sous-secteur des hauts plateaux algérois
Thymus hirtus	Willd	Commun sauf sur le littoral
Thymus algériensis	Boiss et Reuter	Très commun dans le sous-secteur des hauts plateaux algérois, oranais
Thymus munbyanus	Boiss et Reuter	Endémique dans le secteur Nord algérois

I.2.6-La composition globale des feuilles du thymus vulgaris

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? Les acides phénoliques: acide caféique [17] acide rosmarinique [18].

? Les flavonoïdes: hesperédine, eriotrécine, narirutine [19] .lutéoline [20].

? Les polyphénols: tannin [21].

? Les terpènes : (R)-p-cymen-9-yl beta-D-glucopyranoside, 2-3-D-glucopyranosylthymoquinols, 5-3-D-glucopyranosylthymoquinols, (-)-angelicoidenol-beta-D-glucopyranoside

I.2.8-la composition chimique de l'Huile Essentielle du thymus vulgaris

Les composants du thym sont assez nombreux, en particulier dans ses huiles essentielles :

- le thymol : un anti-infectieux puissant ;

- le géraniol : antifongique et antiviral (pour la peau) ;

- le linalol : antifongique et vermifuge.

Les huiles essentielles contiennent différents composants, et en particulier le paracymène (ou p-cymène, antalgique) et le bornéol.

Le thym contient encore des flavonoïdes (apigénol, lutéolol, etc.). Le thym frais est aussi une source importante de vitamine C, et le thym séché de calcium, de manganèse et de vitamine K [22].

Suite à une analyse par CG/MS effectuée sur l'HE du thymus vulgaris, le tableau suivant résume les différents constituants et leurs concentrations :

Tableau I.2.1 : la composition chimique de l'HE du thymus vulgaris avec teneur.

	Thymus Vulgaris L. Algérienne (Jijel). [33]		Thymus Vulgaris L. de l'Allemagne. [32]
N ° De constitua nts	Nom de composé identifié	Teneur en %	Nom de composé identifié	Teneur en %	Nom de composé	Teneur en %
1	Benzenemethanol	0,16	Sabinene	0,1	Borneol	0,6
2	l- OCTEN-3-OL	0 ,23	3-pinene	0,2	Isoborneol	0,6

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CHPITRE I APERÇUE BIBLIOGRAPHIQUE

3	2- f3- Pinène	0, 33	1-octen-3-ol	1,9	Terpinen-4-ol	0,5
4	á. Terpinène	0,55	3-octanon	0,1	á-Terpineol	0,3
5	P- Cymène	5,88	f3-Myrcene	1,4	Dihydrocarvone	0,3
6	y- Terpinène	7,59	3-octanol	0,3	Guaiol	0,1
7	Linalol	0, 36	á-Phellandrene	0,3	Thymol methyl ether	2,5
8	Thymol	23 ,82	3-Carene	0,2	Cis-Citral	0,1
9	Carvacrol	6,43	á-Terpinine	1,2	Carvacrol methyl ether	2,8
10	Adenosine 2- methyl	0,24	p-Cymene	7,5	Thymoquinone	0,3
11	Propanamide	0 ,47	D-Limonene	0,7	p-Thymol	0,5
12	1 ,2- Benzisothiazole-3- carboxyilic	1,00	Eucalyptol	0,5	Thymol	37,7
13	2- Propenoic acid , 3-(4- methoxyphenyl)-2-thylhexyl ester	0,88	f3-trans- Ocimene	0,7	Carvcrol	5,0
14	OCTADECAMETH YLCYCLONONA SILOXANE	1 ,29	f3-cis-Ocimene	0,7	p-menth-2.4(8)- diene	0,6
15	Triphenylphosphine oxide	1,46	f3-cis-Ocimene	0,1	Thymol acetate	1,2
16	Bis (2-ethylhexyl) phthalate	2,08	y-Terpinene	10,4	á-Cuebene	0,2
17	Tetracosamethyl- cyclododecasiloxan	1,61	Geranyi- isobutyrate	0,2	Geraniol acetate	1,2
18	Phenol 4- (2- aminopropyl)	0,57	f3-Terpineol	2,0	á-Caryophyllene	6,3
19	Octasiloxane , 1, 1, 3,3,5,5,	3,26	Terpinyl- acetate	0,2	Aromadendrene	0,4

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	7,7,9,9,11,11,13,13, 15,15- hexadecamethyl
20	SILIKONFETT	0,26	Linalool oxide	0,2	á-Caryophyllene	0,5
21	Heptasiloxane, 1 ,1,3, 3,5,5,7,7,9,9, 11,11,13,13-tetradecamethyl	2,01	3-linalool	4,2	á-Amorphene	0,5
22	Autres	39 ,52	Camphor	0,6	3-Cubenene	0,2

I.2.9-l'effet thérapeutique des Huiles Essentielle du thymus vulgaris

I.2.9.1- Activité biologique

Les huiles essentielles du thym possèdent de puissants composés antioxydants. Le thymol est le composé le plus actif. Leur activité est en relation avec leur structure phénolique car les composés de ce type ont des propriétés oxydo-réductrices et jouent ainsi un rôle important en neutralisant les radicaux libres. L'activité antioxydante des huiles essentielles est également attribuable à certains alcools, éthers, cétones et aldéhydes monoterpéniques.

Un effet anti-inflammatoire a été décrit pour les HE qui sont capable d'inhiber l'inflammation induite par une injection chez le rat.

Les activités antifongiques de nombreuses HE, incluant les huiles de thym, ont été décrites. Certaines présentent des activités anti-tumorales ont été utilisées dans le traitement préventif de certains types de cancers.

Vertus spasmolytiques pour soulager les dérèglements intestinaux tels que diarrhée, ballonnements, flatulences, colopathies diverses [46].

I.2.9.2- Activité antibactérienne

En 1881, l'action des huiles essentielles contre les bactéries a été réalisée pour la première fois (Boyle, 1955). Leur spectre d'action est très étendu, car elles agissent contre un large éventail de bactéries, y compris celles qui développent des résistances aux antibiotiques. Cette activité est par ailleurs variable d'une huile essentielle à l'autre et d'une souche bactérienne à l'autre (Kalembaet al, 2003). Les huiles essentielles agissent aussi bien sur les bactéries Gram positives que sur les bactéries Gram négatives. Toutefois, les bactéries Gram négatives paraissent moins sensibles à leur action et ceci est directement lié à la structure de

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leur paroi cellulaire (Burt, 2004). Il existe cependant quelques exceptions. La croissance des bactéries, résistantes et multi-résistantes aux antibiotiques, peut être inhibée par certaines huiles essentielles. Les huiles du thym se sont révèlées particulièrement efficaces (antibiotique) [24], [23].

Chapitre II Méthodes et Matériels

II.1 But du travail :

Ce travail porte sur l'application de l'extraction de l'huile essentielle du Thymus vulgaris par hydrodistillation assistée par micro-onde dans le but :

y' optimisation de l'extraction par hydrodistillation assisté par micro-onde sur le rendement en HE des feuilles de Thymus Vulgaris L. par une étude paramétrique (l'influence de certains paramètres tels que le diamètre des particules et le temps sur le rendement en Huile essentielle) et une étude par planification des expériences, deux paramètres opératoires ont été choisis : la masse de thym à traiter et la puissance. Le plan d'expériences adopté est le plan composite centré.

y' Identifier notre HE par l'évaluation des propriétés :

? Organoleptiques par l'odeur, la couleur, la saveur et l'aspect,

? Physico-chimiques par l'indice de réfraction IR, l'indice d'acide IA, l'indice d'ester IE, l'indice de saponification IS et le pH.

y' Préparer une pâte antifongique à base d'HE du thymus vulgaris.

y' Tester notre HE et la pâte préparée, en déterminant leur efficacité antimicrobienne.

L'application de l'extraction par hydrodistillation assistée par micro-ondes a été effectuée au sein du laboratoire de traitement des eaux et extraction des substances

biologiquement actives du département de Génie des procédés chimiques et
pharmaceutiques de l'université des hydrocarbures et de la chimie A'Mhemed Bouguera Boumerdes.

La préparation de la pâte antifongique a été faite au sein du laboratoire de Génie des procédés, de la faculté de Génie des procédés, de l'université 3 Salah Boubnider Constantine 3 ;

Le test microbiologie était réalisé au niveau du laboratoire du département microbiologique du Centre Algérien du Contrôle de la Qualité et de l'Emballage (CACQE).

II.2 Caractéristiques générales de la matière végétale Produit : thym vulgaire ;

Origine : montagne de Chakfa à Jijel en Algérie;

Nom botanique : thymus vulgaris ;

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Chapitre II Méthodes et Matériels

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Méthode d'extraction : hydrodistillation assisté par micro-onde. Odeur : herbacée, épicée, agreste, aromatique.

Couleur : vert foncé.

II.3 Récolte

La plante du thymus Vulgaris dans notre étude a été récoltée à partir de la montagne

de Chakfa qui se trouve dans la wilaya de Jijel du Nord-Est Algérien, durant la période allant du mois d'Avril jusqu'au mois de Mai 2017.

II.4 Optimisation de la méthode d'extraction par hydrodistillation assisté par micro-onde

II.4.1 étude paramétrique

Consiste à optimiser les facteurs opératoires par une étude paramétrique, dont le diamètre est le facteur concerné.

Optimisation du diamètre : l'opération est suivie par : ? La filtration de la plante

Tout d'abord, on a décortiqué la plante du thymus vulgaris par la séparation de ses différentes parties (feuilles, tiges et fleurs), pour récupérer que les feuilles.

Figure II.1 : Les différentes parties du plant

Chapitre II Méthodes et Matériels

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V' Le broyage

L'huile essentielle du thymus vulgaris recherchée est dans les feuilles, donc on a

procéder le broyage de ces feuilles par un moulin électrique d'une durée de temps choie de 10 secondes pour chaque 14g.

Figure II.2 : Moulin électrique Figure II.3 : La poudre obtenue

V' Le tamisage

L'opération de tamisage a été réalisé à l'aide d'un tamiseur « Retsch » avec un système de vibration représenté sur la Figure II.4

Figure II.4 : Tamiseur Retsch

Chapitre II Méthodes et Matériels

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On a travaillé avec quatre (04) tamis de diamètres décroissants de : 1mm ; 0.8mm ; 0.5mm ; 0.355mm, et <0.355mm, en outre on a utilisé un autre tamis de diamètre 0.4mm.

? L'extraction :

L'hydrodistillation assistée par micro-ondes à l'échelle du laboratoire a été réalisée à l'aide d'un dispositif schématisé par la Figure II.5.

Figure II.5 : Dispositif de l'extraction par hydrodistillation assisté par microonde

On dispose 13.28g de matière végétale dans un volume de 130ml d'eau distillée dans

un ballon d'un (01) litre ; On place le ballon dans la micro-onde, et on allume à 350w pendant 30min.

La puissance (150w, 350w, 500w, 700w, 900w) et le temps (30min) fournis par la

micro-onde sont contrôlés et automatisés. Son ouverture supérieure permet le passage du mélange « eau+ huile essentielle ».

Le réacteur, contenant le matériel végétal solide ; est une enceinte construite sur mesure en verre de type pyrex, adapté aux microondes, il est placé sur un support à l'intérieur. (Figure II.6). Le mélange « eau + huile essentielle » formé, est véhiculé vers le Système de refroidissement qui est muni de deux réfrigérants connectés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre. Ce système de condensation permettant un refroidissement rapide et complet. (Figure II.7)

Chapitre II Méthodes et Matériels

Figure II.6 : Réacteur Figure II.7 : Système de refroidissement

La non miscibilité des phases aqueuse et huileuse rend le distillat trouble sous la forme d'une émulsion, On le verse dans une ampoule à décanter et on ajoute l'éther éthylique, après agitation, on dégazage et on laisse décanter jusqu'à apparition des deux phases, on récupère la phase organique dans un tube à essai en le laissant ouvert à température ambiante pour que l'éther diététique se volatilise. (Figure II.8).

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Figure II.8 : Décantation et Récupération de l'HE

L'HE extraite est stockée dans un endroit frais et à l'abri de la lumière pour éviter tout genre de dégradation.

? Calcul du rendement :

Le rendement en HE est le rapport entre la masse de l'huile essentielle extraite et la masse de la plante à traiter selon la formule suivante :

M(HE)

R= M(s) * 100

Chapitre II Méthodes et Matériels

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R : Rendement de l'huile essentielle en (%).

MHE : Quantité de l'huile essentielle en (g).

MS : Quantité de la Matière végétale Sèche utilisée pour l'extraction en (g).

Pour atteindre les valeurs optimales de nos paramètres, on a travaillé avec le plan

d'expérience appliqué par le logiciel Minitab, dont on a besoin des valeurs des réponses représentées par le rendement d'extraction.

L'application de plusieurs essais est exercée ; Pour cela on a préparé (05) échantillons contenant respectivement 16g, 20g, 30g, 40g, 44g, de la quantité de matière végétale, on a effectué l'extraction pour chaque pesée, d'une durée de temps de 10min , 20min et 30min sur un intervalle de puissance de 150w, 350w, 500w, 700w et 900w suivant le schéma de la (Figure II.9)

Figure II.9 : Protocole d'essais pour déterminer le Rendement

Chapitre II Méthodes et Matériels

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Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau suivant:

Tableau II.1 : Résultats des Rendements

La quantité de matière végétale	La puissance (W)	La masse d'HE pesée (g)	Le rendement (%)
	150	m1	R1
	350	m2	R2
16g	500	m3	R3
	700	m4	R4
	900	m5	R5
	150	m1	R1
	350	m2	R2
20g	500	m3	R3
	700	m4	R4
	900	m5	R5
	150	m1	R1
	350	m2	R2
30g	500	m3	R3
	700	m4	R4
	900	m5	R5
	150	m1	R1
	350	m2	R2
40g	500	m3	R3
	700	m4	R4
	900	m5	R5
	150	m1	R1
	350	m2	R2
44g	500	m3	R3
	700	m4	R4
	900	m5	R5

Chapitre II Méthodes et Matériels

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Remarque : Nous avons remarqué que la puissance minimale de 150w est insuffisante pour atteindre à une bonne extraction (Rendement nul), et la puissance maximale de 900w était la

cause de la dégradation de notre HE car elle est très élevée comme l'indique la (Figure II.10).

Figure II.10 : HE dégradée à 900w

II.1.4.2 Optimisation de l'extraction par le plan factoriel et le plan de surface de réponse (plan central composite) [34]

Les plans d'expérience sont des techniques qui permettent de quantifier les effets de

divers facteurs sur une réponse et de les optimiser dans des domaines expérimentaux bien déterminés. Le plan d'expérience peut être factoriel, fractionnaire, ou de surface.

Le plan de surface de réponse fait partie des plans d'expériences utilisés pour

l'optimisation. C'est une technique de modélisation empirique consacrée à l'évaluation de la relation d'un ensemble de facteurs expérimentaux contrôlés et observés avec les résultats.

Le principe est d'organiser une suite d'essais consistant à manipuler les facteurs afin de décrire les paramètres de l'hydrodistillation permettant d'obtenir la réponse optimale.

Parmi les trois types de plans de surface de réponse couramment utilisés à savoir les plans de Box-Behnken, les plans de Doehlert et les plans composites centrés, nous avons choisis le troisième type. Les plans composites se prêtent bien au déroulement séquentiel d'une étude. En effet, ces plans nous donnent la possibilité de commencer l'étude avec un nombre minime d'expériences. Ensuite, si le modèle est validé l'étude s'achève le plus souvent sinon, nous avons la possibilité d'ajouter d'autres expériences sans perdre les résultats des essais réalisés précédemment. Les essais supplémentaires permettent d'établir un modèle du second degré.

Chapitre II Méthodes et Matériels

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Les essais supplémentaires sont représentés par des points d'expériences situés sur les axes de coordonnées et par de nouveaux points centraux. Les points situés sur les axes de coordonnées sont appelés les points en étoile. Les plans composites présentent donc trois parties :

- le plan factoriel : c'est un plan factoriel complet ou fractionnaire à deux niveaux par facteurs. Les points expérimentaux sont aux sommets du domaine d'étude ;

- le plan en étoile : les points du plan en étoile sont sur les axes et ils sont, en général, tous situés à la même distance du centre du domaine d'étude ; les points au centre du domaine d'étude. On prévoit toujours des points expérimentaux situés au centre du domaine d'étude, et cela aussi bien pour les plans factoriels que pour les plans en étoile. Le nombre total (N) d'essais à réaliser dans ce plan est la somme des essais du plan factoriel (Nf) des essais du plan en étoile (N_a) et des essais au centre (N0). Le nombre (N) des essais d'un plan de surface composite est donné par la relation :

N = N_r+ N_a+ No

Figure II.11: Schéma du plan central composite(les points factoriels sont en noir, les points
en étoile sont en gris clair, les points centraux sont en blanc).

Chapitre II Méthodes et Matériels

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Chapitre II Méthodes et Matériels

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De nombreux logiciels donnent un accès simple et rapide pour le calcul, dans cette

étude on a utilisé le logiciel « Minitab » pour établir notre plan expérimental, et interpréter les résultats.

Procédure d'application d'un plan d'expérience

? Construction de la matrice d'expériences du plan factoriel :

Le domaine d'étude est défini par le niveau haut et le niveau bas de chaque facteur comme l'indique le tableau suivant :

Tableau II.2 : domaine d'étude du Plan Factoriel

Domaine d'étude	Niveau	Niveau
Facteurs	-1	+1
Puissance (w)	350	700
Quantité de matière végétale (g)	20	40

Nombre de facteurs : k = 2

Nexp = 2^k = 2 ²= 4

Quatre expériences ont été définies par le plan factoriel dont la matrice d'expérience est donnée par le logiciel « Minitab » et est représentée dans le tableau II.3.

Tableau II.3 : Matrice d'expérience du plan factoriel

Nexp	I	Q	P	Yexp
1	+1	-1	-1	R1
2	+1	+1	-1	R2
3	+1	-1	+1	R3
4	+1	+1	+1	R4

Les Rn (n= 1, .,4) représentent les réponses qui sont les rendements dans notre cas.

Après avoir déterminer la matrice d'expérience, les valeurs des écarts représentant les erreurs de l'expérience sont calculés et tabulés, pour effectuer le test de signification des facteurs avec lequel on peut juger l'influence des conditions opératoires sur la réponse. Dans notre cas les calculs sont effectués directement par le logiciel Minitab.

L'analyse de la variance (Analyse Of Variance : ANOVA) est appliquée pour

confirmer la validité de notre système, les paramètres qui la constituent sont tabulés comme suit :

Tableau II.4 : Table ANOVA

Variation	SCET	DDL	CM
Liaison	SCEL	p-1	CML	F
Résidus	SCER	n-p	CMR	R2
Total	SCET	n-1	CMT	R2 adjusté

Avec :

SCEL : somme carrée des écarts dus aux liaisons.

SCER : somme carrée des écarts dus aux résidus (écarts).

SCET : somme carrée des écarts totaux.

CML : carrée moyenne due aux liaisons.

CMR : carrée moyenne due aux residus (écarts).

CMT : carrée moyenne totale.

F : facteur de Fischer.

R2 : rendement de la réponse.

R²adjusté : rendement de la réponse ajustée.

? Construction de la matrice d'expérience du plan de surfaces de réponses (central

composite):

Les intervalles d'étude :

? La masse : [16g, 44g].

? La puissance : [150w, 900w].

On travaille avec 5 niveaux pour chaque facteur : [-á, -1, 0, +1, +á], comme l'indique le tableau suivant :

Chapitre II Méthodes et Matériels

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Tableau II.5 : Domaine d'étude du plan de surfaces de réponses central composite.

Facteurs	Niveau	Niveau	Niveau	Niveau	Niveau
	-á	-1	0	+1	+á
P(w)	150	350	500	700	900
Q(g)	16	20	30	40	44

á est calculée par la relation suivante :

á = v2"k

?? = ?? v2"2 = 1.4142

Treize expériences ont été définies par le plan de surface central composite, dont la matrice ci-dessous a été tirée du logiciel « Minitab ».

Tableau II.6: Matrice d'expérience du plan central composite à 3 facteurs.

Nexp	I	P	Q
1	+1	-1.00000	-1.00000
2	+1	1.00000	-1.00000
3	+1	-1.00000	1.00000
4	+1	1.00000	1.00000
5	+1	-1.41421	0.00000
6	+1	1.41421	0.00000
7	+1	0.00000	-1.41421
8	+1	0.00000	1.41421
9	+1	0.00000	0.00000
10	+1	0.00000	0.00000
11	+1	0.00000	0.00000
12	+1	0.00000	0.00000
13	+1	0.00000	0.00000

(Un exemple de plan d'expérience central composite est détaillé dans l'ANNEXE 2).

Chapitre II Méthodes et Matériels

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II.5 Analyse physico-chimique de l'huile essentielle du thymus vulgaris

La valeur commerciale d'une huile essentielle est estimée dans la plupart du temps par ses qualités organoleptiques (l'odeur en particulier et la couleur, la saveur et l'aspect) , auxquels s'ajoutent un certain nombre de constantes appelée « indices », déterminés à partir des normes établies comme AFNOR à titre d'exemple, sur laquelle la plus part des méthodes d'analyse physico-chimiques utilisées sur l'HE extraite dans notre travail sont réalisées.

II.5.1 l'Indice de réfraction

Le réfractomètre est un appareil de mesure qui détermine l'indice de réfraction de la lumière d'une matrice solide ou liquide (exemple pour l'eau = 1,33 pour l'air = 1). Cet indice s'observe par la déviation d'un faisceau lumineux suivant la nature du milieu dans lequel il se propage. Dans notre travaille on a utilisé le réfractomètre digital (Figure II.12) pour cette mesure.

Figure II.12 : Refractomètre digitale

II.5.2 L'acidité

Ce test est représenté par la mesure du PH qui a été réalisé par le papier PH (Figure II.13).

Figure II.13 : papier PH

Chapitre II Méthodes et Matériels

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II.5.3 L'indice d'acide IA

L'indice d'acide (IA) est la masse d'hydroxyde de potassium (KOH), exprimée en milligrammes, nécessaire pour neutraliser l'acidité libre contenue dans un gramme (01g) d'HE. La teneur en acides libres des HE augmente avec le temps : l'indice d'acide permet donc de juger leur état de détérioration. Il est exprimé en pourcentage.

Mode opératoire

Une prise de 50mg d'HE dissoute dans 30 ml d'un volume égal (éthanol /éther) neutralisé, les fonctions carboxyliques libres sont dosés par une solution de de KOH à 0,1N en présence de phénolphtaléine à 1% dans l'alcool absolu. La fin du dosage est remarquée par l'apparition d'une couleur légèrement rose [33].

L'IA est calculée par la relation suivante :

IA -

56,11x Vx C/

mHE

V : volume de la solution KOH.

C : concentration de KOH (0,1N).

mHE : la masse d'HE utilisée.

56,1 : (g/mol) masse molaire de KOH

II.5.3 L'indice de saponification IS

L'indice de saponification (IS) est la masse d'hydroxyde de potassium (KOH),

exprimée en milligrammes, nécessaire pour saponifier un gramme (01g) d'HE. Il est exprimé

en pourcentage.

Mode opératoire

6,5 ml de KOH (0,5N) dont le titre est connu avec précision sont ajoutés dans un ballon

contenant 0,1 g d'HE, le tout est porté à ébullition pendant 2 heures de temps. Après on y

ajoute de la phénolphtaléine et on titre avec solution d'acide chlorhydrique HCL (0,5N)

jusqu'à disparition de la couleur rouge. On effectue un essai à blanc qui consiste à répéter les

mêmes étapes sauf pour l'échantillon qui ne doit pas contenir l'HE [26].

L'IS est calculé par la relation suivante :

_IS--[V0^--V1] x 28,05/

HE

Chapitre II Méthodes et Matériels

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Avec

V0 : volume de HCL titrant pour le blanc (ml).

V1 : volume de HCL titrant pour l'échantillon (ml). mHE : masse de l'HE (g).

II.5.4 L'indice d'ester IE

L'indice d'ester (IE) est le nombre de milligrammes d'hydroxyde de potassium (KOH) nécessaire pour neutraliser les acides libérés par hydrolyse des esters contenus dans un gramme (01g) d'HE. Il est exprimé en pourcentage selon AFNOR. Il est donné par la relation suivante :

IE = IS - IA

II.6 la préparation de la pâte [28]

Nous sommes intéressés, en premier lieu, à la formulation d'une pâte antifongique à base d'huile essentielle de thymus vulgaris utilisée sur la mycose des pieds (Tinea Pedis).

Les médicaments administrés par voie percutanée posent moins de problèmes que ceux des

autres voies, c'est la raison qui nous a poussés à choisir la formulation la plus classique représentée par la pâte.

Figure II.14 : Les symptômes de la mycose du pied

II.6.1 matériels utilisés :

? Balance de précision ;

? Verre de montre ;

? Pilon et mortier ;

? Tamis (125um) ;

>

Chapitre II Méthodes et Matériels

Éprouvette de 5ml ;

> Béchers ;

> Récipients pour la fabrication ;

> Spatule ;

> Agitateur mécanique.

II .6.2 Constitution de la pâte :

À partir de l'HE du thymus vulgaris (Figure II.15), on va préparer une pâte

antifongique constituée d'HE du thymus vulgaris comme principe actif et un ensemble d'excipients, selon la Figure II.16

Pâte

Figure II.15 : Huile essentielle du thymus vulgaris extraite

HE de thymus vulgaris

(Principe actif)

Excipients

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H2O

Formaldéhyde Conservateur

Bentonite

Émulsifiant Acide Glycérol Oxyde de zinc, salicylique Sulfate de cuivre Tetraborate de Na Agent hydratant Kératolytique Antiseptiques qui de faible favorise la activité pénétration du PA

Figure II.16 : La constitution de la pâte.

Chapitre II Méthodes et Matériels

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Les quantités des constituants de chaque pâte ont été résumées dans le tableau II.7

Tableau II.7 : les quantités des constituants de la pâte à base d'HE de Thymus vulgaris et le

placebo

Constituants	Pâte (g)	Placebo (g)
HE de Thymus vulgaris	0.5	/
Glycérole	10	10
H2O	10	10
Bentonite	15	15
ZnO	12.5	12.5
Acide salicylique	1.5	1.5
Na2B4O	2.5	2.5
Formaldéhyde	< 1ml	<1ml
CuSO4	0.25	0.25

II.6.2 Préparation de la pâte

Il existe plusieurs méthodes pour réaliser correctement cette pâte, celle de la pharmacopée est à retenir.

Le protocole suivi pour la production de ce produit fini est la suivante :

? Tout d'abord, on fait le broyage des réactifs en poudre en utilisent le pilon et le mortier (Figure II.17.1) ;

? Le tamisage et une étape indispensable pour obtenir une poudre très fine avec des

grains homogènes, pour ce faire, on utilise un tamis de 125um (Figure II.17.2) ;

? On pèse les quantités nécessaire de chaque matière première (Figure II.17.3) ;

? Ensuite, on triture soigneusement les réactifs on poudre avec le glycérol jusqu'à

disparition des grains, puis on ajoute le principe actif (HE du thym vulgaris) et le

formaldéhyde et on mélange bien ;

? On ajoute l'eau tiède (à température inférieure à 50°C) par petites fractions et on mélange jusqu'à obtention d'une pâte homogène, il ne faut pas oublier de curer régulièrement le fond du bécher avec la spatule, afin d'éviter le collage de la pâte.

Chapitre II Méthodes et Matériels

Page 45

? Pour rassurer une parfaite homogénéité de la pâte, un agitateur mécanique est utilisé avec une vitesse moyenne pour éviter les bulles d'air (Figure II.17.4).

? À la fin, on fait le conditionnement de la pâte dans une boite stérile, bien fermée (Figure II.17.5).

1. Mortier 2. Tamis 3. Balance 4. Agitateur mécanique 5. La pâte

Figure II.17 : les étapes de préparation de la pâte II.6.3 Analyse des pâtes

Pour les deux pâtes formées, on va tester :

V' Les propriétés organoleptiques : L'examen des caractéristiques organoleptiques est

une première approche de qualité des pâtes, pour se faire on vérifie :

? L'aspect ;

? L'odeur ;

? La texture (la sensation au toucher).

V' L'homogénéité: Macroscopiquement on vérifie l'homogénéité de la pâte par étalement en couche mince sur une surface plane à l'aide d'une spatule.

V' Le PH : Pour ce test, on a utilisé le pH-mètre.

Chapitre II Méthodes et Matériels

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II.7 Test microbiologique

L'étude qualitative et quantitative de l'activité antimicrobienne et antifongique de notre huile essentielle du thymus vulgaris et la pâte antifongique préparée a été effectuée au

niveau du laboratoire du département microbiologique du Centre Algérien du Contrôle de la Qualité et de l'Emballage (CACQE).

L'évaluation de cette étude a été faite sur des bactéries (Escherichia coli et Staphylococcus aureus) choisies à l'origine de plusieurs infections (urinaire, intestinales, respiratoire,...etc.) et un champignon (Candida albicans) choisi pour sa capacité de contaminer les denrées alimentaires et sa pathogénicité.

Les souches microbiennes ont été fournies par la collection des laboratoires microbiologique de l'université de Constantine.

Le pouvoir antimicrobien est obtenu par la mesure des diamètres des zones d'inhibition (mm) dont l'échelle d'estimation de l'activité antimicrobienne est donnée par Mutai et al.2009. Les diamètres des zones d'inhibition (D) de la croissance microbienne ont été classés en cinq (05) classes :

Tableau II.8: Échelle d'estimation de l'activité antimicrobienne

Inhibition	Diamètres d'inhibition (D) en mm
Très forte	D >_ 30 mm
Forte	21mm < D < 29mm
Modérée	16mm < D < 20mm
Légère	11mm < D < 16mm
Non inhibitrice	D < 10mm

II.7.1 Matériels utilisés

Souches microbiennes : le test microbiologique est effectué sur les bactéries et le champignon indiqués dans le tableau si dessus :

Chapitre II Méthodes et Matériels

Tableau II.9: souches microbiennes testées

Pour les bactéries	Gram négatif	Escherichia coli
	Gram positive	Staphylococcus aureus
Pour les champignons	Non filamenteux	Candida albicans

Milieu de culture :

- Pour les bactéries : Le milieu Muller-Hinton (M-H) (Figure II.18) - Pour les levures : Saburraux (SAB) (Figure II.19)

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Figure II.18: Le milieu Muller-Hinton Figure II.19 : Le milieu Saburraux

Produits et matériels utilisés :

- L'huile essetielle du thymus vulgaris (Figure II.20.1)

- Un etaleur (Figure II.20.2)

- Le bec bunsen (Figure II.20.3)

- Les boite de pétri (Figure II.20.4)

- Papier filtre (la non disponibilité des disques) (Figure II.20.5)

- Une pince (Figure II.20.6)

- Une anse en platine (Figure II.20.7)

- Tween 80 (Figure II.20.8)

- Alcool chirurgical (Figure II.20.9)

- Éprouvette de 50 ml et 25 ml.

Chapitre II Méthodes et Matériels

1 2 3

4 5 6

7 8 9

Page 48

Figure II.20 : Produits et matériels utilisés pour l'étude microbiologie II.7.2 Évaluation qualitative de l'activité antimicrobienne

L'aromatogramme a été réalisé par la méthode de diffusion en milieu gélosé en

utilisant des disques en papier filtre stérile. Nous avons utilisé cette technique pour évaluer l'activité inhibitrice de l'HE du thymus vulgaris et la pâte antifongique préparée.

Protocole expérimental :

Chapitre II Méthodes et Matériels

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L'évaluation qualitative de l'activité antimicrobienne de nos produits, consiste à estimer l'inhibition de la croissance des microorganismes (bactéries : Escherichia coli,

Staphylococcus aureus et Champignons : Candida albicans) en contact de différents produits, et ceci par la méthode de diffusion sur une plaque de gélose (diffusion sur milieu gélosé) en utilisant en papier filtre préalablement stériles de 6 mm de diamètre. En ce qui concerne les formes semi-solide (pâte préparée) et l'EH, un volume de 0,1 mm³ est déposé au centre de chaque boite à l'aide d'une seringue stérile.

Préparation de l'inoculum :

La méthode de préparation de l'inoculum consiste à préparer une suspension en

solution de tween 80, à partir d'une culture de 18-24h pour les bactéries et de 48h pour le champignon sur le milieu gélosé [28].

Diffusion sur milieu gélosé :

La méthode de diffusion sur le milieu gélosé a été réalisée sur le milieu Muller-Hinton (M-H), pour les bactéries et le Saburraux (SAB), pour le champignon.

On fait fondre les deux milieux dans un bain marie à 100°C, puis en verse simultanément et aseptiquement une première couche de chaque milieu dans une boite de pétri à raison de 12,5 ml par boite avec 2 répétitions par souche. Après refroidissement à température ambiante, on ensemence 200 ul de suspension de chaque souche par la méthode du râteau et on laisse solidifier sur la paillasse.

À l'aide d'une pince stérile, on prélève un disque préalablement stérile de 6 mm de diamètre, et on l'imbibe d'huile essentielle pur et de disque vide, on dépose le disque sur la surface gélosée sèche des boites de Pétri. En ce qui concerne la pâte formulées un volume de 3 gouttes est déposé sur des disques préalablement stériles de 6 mm de diamètre au centre de chaque boite. Puis nous laissons les boites durant 20 minutes à température ambiante pour permettre la diffusion de l'échantillon. Elles sont ensuite mises à l'étuve à 37°C pendant 24heures pour les bactéries et à 25°C pendant 48heures pour le champignon [28].

Le pourcentage d'inhibition de la croissance bactérienne et fongique est calculé par la formule suivante :

Chapitre II Méthodes et Matériels

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% Inhibitrice = Dtest/ * 100

Dcontrol

D test : diamètre de la zone d'inhibition. D control : diamètre de boite de pétri.

II.7.3 Évaluation quantitative de l'activité antimicrobienne de l'huile essentielle du thymus vulgaris:

Détermination de la concentration minimale inhibitrice CMI et la concentration minimale bactéricide CMB et fongicide CMF.

L'évaluation quantitative de l'activité antimicrobienne de l'huile essentielle de thymus, consiste à déterminer la CMI et la CMB et CMF sur les microorganismes (bactéries, levures) soumis aux contacts des huiles essentielles de thymus, et ceci par la méthode de dilution en milieu solide en utilisant des disques absorbants pour les bactéries et les champignons. La méthode utilisée est celle de la dilution en milieu solide.

Préparation de l'inoculum :

L'inoculum est préparé par la même méthode utilisée dans l'évaluation qualitative (la méthode de diffusion sur le milieu gélosé) [28].

Préparation de l'émulsion de l'Huile Essentielle :

La solution mère d'HE doit être au 0,1/10 (1%). Elle a été préparée dans M-H (pour les bactéries) ou SAB (pour les champignons) additionnés de tween 80 Stérile et maintenu en surfusion. Une série de dilution de chaque produit est préparée à des concentrations allant de 1% à 0,03% pour l'HE. La réalisation des dilutions se fit comme suite :

0,5 ml d'HE est dilué dans 50 ml de milieu M-H (bactéries) ou SAB (champignons), maintenu en surfusion, dans un premier flacon ce qui donne une dilution de 1% (solution mère) ; verser la moitié du premier flacon (25 ml) dans un deuxième flacon et ajuster avec

Chapitre II Méthodes et Matériels

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25ml de milieu pour la dilution 0,5% procéder de la même manière jusqu'à l'obtention de la dernière dilution de 0,03%. Les mélanges de chaque dilution sont immédiatement repartis dans deux boites de Pétri rondes (90mm de diamètre) à raison de 12,5 ml de milieu par boite. La gamme des concentrations finales ainsi obtenue correspond à 1%, 0,5%, 0,25%, 0,125%, 0,0625%, 0,03%, 0,015%, 0,0078% [28].

Dépôt des disques de papier filtre:

Après solidification, les disques en papier filtre stériles de 6mm imbibé de la suspension bactérienne ou fongique (champignons) sont déposés à la surface du milieu gélosé contenant l'HE. Chacune boite a été ensemencée par 2 bactérienne (Escherichia coli,

Staphylococcus aureus) dans le milieu M-H, et 1 Champignons (Candida albicans) dans le milieu SAB. Tous les essais sont mis en incubation pendant 24 heures à 37°C pour les

bactéries et pendant 72 heures à 25°C pour les Champignons. La lecture des résultats se fait visuellement par l'observation de la croissance ou de l'inhibition des microorganismes testés.

La CMI est définie comme étant la plus petite concentration du produit pour laquelle aucune croissance n'est visible à l'oeil nu pour les boites qui ne présentent pas de croissance. La CMB et CMF ont été définies comme étant les plus faibles concentrations de l'agent pour lesquelles il y a absence totale de colonies après 24h de culture à 37°C pour les bactéries et 72heures d'incubation à 25°C pour le Champignon [28]

].

Chapitre III Résultats et Discussion

III.1 Étude paramétrique :

III.1.1 l'influence du diamètre des particules du thymus vulgaris sur le rendement de l'HE :

Résultat du diamètre :

Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau et l'Histogramme tracé à l'aide d'Excel ci-dessous:

Tableau III.1 : le Rendement d'extraction des différents diamètres.

Diamètre (mm)	1	0.8	0.5 0.4 Très fine
HE	0.0816	0.0766	0.0781	0.0853	0.0412
Rendement (%)	0.6144	0.5768	0.5881	0.6423	0.3102

Figure III.1 : histogramme des rendements d'HE

On observe que les rendements sont approximatifs des diamètres allant de 1mm

jusqu'au 0,4mm ; Mais en comparant les valeurs du rendement obtenus, on note que le diamètre 0.4mm donne le meilleur rendement d'une valeur de 0.6423%.

II.1.2 l'influence du temps de l'extraction sur le rendement de l'HE (étude cinétique) :

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Chapitre III Résultats et Discussion

Page 53

Après l'application de l'extraction d'HE par hydrodistillation assistée par micro-ondes on a obtenu les résultats tabulés comme suit :

Tableau III.2 : Les valeurs des rendements de l'extraction d'huile essentielle de thymus vulgaris.

La quantité de matière végétale	La puissance (W)	La masse d'HE pesée (g)	Le rendement (%)
	150	Négligeable	Négligeable
	350	0.0812	0.5075
16g	500	0.0817	0.510625
	700	0.0993	0.6206
	900	0.1 (dégradée)	0.625
	150	Négligeable	Négligeable
	350	0.0483	0.2415
20g	500	0.042	0.21
	700	0.007	0.035
	900	0.1020 (dégradée)	0.51
	150	Négligeable	Négligeable
	350	0.1265	0.4216
30g	500	0.1294	0.4313
	700	0.0713	0.2376
	900	0.1245 (dégradée)	0.415
	150	Négligeable	Négligeable
	350	0.0677	0.1692
40g	500	0.0502	0.1255
	700	0.0679	0.1697
	900	0.1117 (dégradée)	0.2792
	150	Négligeable	Négligeable
	350	0.0959	0.2179
44g	500	0.2674	0.6077
	700	0.15681	0.3092
	900	0.118 (dégradée)	0.2681

Chapitre III Résultats et Discussion

Le rendement en huile essentielle obtenue par hydrodistillation assistée par microondes varie entre 0.1% et 0.6%. La représentation des variations du rendement en HE en fonction du temps (Figure II.2) montre que la durée de l'extraction est relativement courte puisqu'au bout de 30min le rendement est stable. Nous pouvons aussi remarquer que le rendement augmente rapidement durant les 20 premières minutes, l'augmentation du rendement devient plus lente par la suite. Donc on conclue que le temps minimal pour avoir un résultat en HE est de 10min et la durée maximale pour la stabilisation du rendement est 30min.

Figure III.2 : Variations du rendement en HE en fonction du temps (Cinétique d'extraction de thymus vulgaris).

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Chapitre III Résultats et Discussion

Page 55

Chapitre III Résultats et Discussion

Page 56

III.1.3 Influence de la masse sur le rendement :

Les essais menés pour évaluer l'influence de la masse du végétal sur le rendement, en fixant le temps à 30min et la puissance à 500 watts pour trois masses différentes de matière végétale. Les résultats sont représentés sur la figure III.3 et le Tableau III.3 suivants

Tableau III.3 : Résultats des rendements en fonction de la masse

Q	16	30	44
R en %	0.5105	0.4313	0.6076

R(%)

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

16

R(%) =F(Q)

30

Q(g)

44

la masses

Figure III. 3 : Histogramme du rendement en fonction de la quantité

D'après les résultats tabulés, on va se baser sur la valeur du rendement la plus élevée. La masse la plus conseillée est à 44 g avec un rendement meilleur de 0.6077% suite à notre essai, le choix de la masse reste sous étude est donc on voit qu'il est préférable de travailler avec le R le plus élevé dans le domaine d'étude.

II.1.4 Influence de la puissance sur le rendement

Nous voulons observer l'influence de la puissance des microondes sur le rendement de

l'extraction, par sa variance de 150 à 900 Watt tout en fixant le temps de l'extraction à 30 min.

A partir des résultats obtenus (Figure III.4), nous pouvons voir qu'en augmentant la force des micro-ondes, la cinétique d'extraction devient plus rapide. En effet, augmenter la puissance de 350 à 700 watts en termes de temps de 10 à 30 minutes nous donne des rendements HE élevés.

Cependant cette démarche peut provoquer l'altération de la qualité de notre HE

obtenue. Par conséquent, il convient de trouver un compromis entre la productivité, la rapidité et la qualité de l'huile essentielle obtenue par hydrodistillation assistée par microondes.

Figure III.4: Influence de la puissance des micro-ondes sur la cinétique d'extraction de l'HE
du thymus vulgaris

Lors de l'extraction de l'huile essentielle à 900 Watts, nous avons obtenu une huile

essentielle dégradée ce qui explique sa mauvaise qualité. La puissance la plus utilisée est donc à 500 Watts car nous obtenons le meilleur rendement au meilleur temps et meilleure masse.

D'après l'étude menée sur l'influence du temps d'extraction, la masse et la puissance sur le rendement en HE, nous pouvons conclure que les conditions optimales sont :

- Temps d'extraction : t = 30min ; - La Puissance : P = 500 Watts.

- Masse d'extraction : Q = 44 g

L'étude paramétrique ne permet d'évaluer que l'effet individuel de chacun des

paramètres, et une étude par les plans d'expériences est donc nécessaire afin d`évaluer leur influence sur le rendement en huile essentielle.

III. 2 Étude par les plans d'expériences

Chapitre III Résultats et Discussion

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Les trois facteurs jugés susceptibles d'affecter l'opération de l'hydrodistillation assistée par microondes afin d'avoir un rendement meilleur en HE sont tous des facteurs continus ou quantitatifs, c'est-à-dire des facteurs dont on peut maitriser leurs réglage, et qui peuvent adopter toutes les valeurs numériques réelles dans l'intervalle choisi.

Ainsi, nous avons les facteurs et leurs domaines de variation comme suit :

- La masse de l'extraction est comprise entre 20g et 40g pour le plan factoriel avec un pas de 10, et entre 16g et 44g pour le plan de surface de réponses (central composite).

- La puissance de l'extraction est variée entre 350watts et 700watts pour le plan factoriel, et entre 150watts et 900watts pour le plan de surface de réponses (central composite) avec un pas de 150. Ce domaine expérimental a été choisi pour garantir un système d'extraction solide-liquide efficace et stable. En effet un chauffage à une puissance inférieure à 150watts augmente la durée d'atteinte de l'ébullition et par conséquent l'augmentation du temps du traitement. En outre, l'atteinte d'une puissance de 900watts provoque la dégradation de l'huile essentielle extraite.

III.2.1 Résultats du plan factoriel : La matrice d'expérience :

Les trois facteurs qui ont été étudiés simultanément afin de quantifier l'effet de chacun d'entre eux sur l'opération d'hydrodistillation assisté par microondes.

Huit expériences ont été définies par le plan factoriel, dont les résultats obtenus sont

présentés la matrice d'expériences en valeurs naturelles est codées dans les tableaux suivants :

Tableau III.4: La matrice d'expérience du plan factoriel (valeurs naturelles).

Nexp	Q(g)	P(W)	Rexp(%)
1	20	350	0.24150
2	40	350	0.16925
3	20	700	0.03500
4	40	700	0.00000

NB : une seule valeur aberrante à Q=40 g et P=700w.

Chapitre III Résultats et Discussion

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Tableau III.5: La matrice d'expérience du plan factoriel (valeurs codées).

Nexp	I	Q	P	Rexp
1	+1	-1	-1	0.24150
2	+1	+1	-1	0.16925
3	+1	-1	+1	0.03500
4	+1	+1	+1	0.00000

D'après le tableau II.3, le meilleur rendement optimal qu'on peut atteindre est de

R= 0.2415% pour une quantité minimale de matière végétale (Q= 20g) et une puissance

minimale (350w).

Le modèle de la réponse s'écrit comme suit :

Rmod= 0.153875+0.015625Q-0.051500P

Suite aux résultats donnés par le Minitab, les deux facteurs appelés effets principaux

ont un effet positif sur la réponse, la puissance (P) possédé l'influence la plus élevée, et la quantité (Q) a une influence légère qu'on peut négliger, comme l'indique la Figure III.5 :

Figure III.5 : Graphique des effets principaux (les 03 facteurs : P, Q et t)

Concernant les interactions des facteurs, on peut dire qu'elles ont un effet faible car

la différence de la distance entre les deux segments est petite, comme le montre le graphique suivant, donné par le logiciel Minitab :

Chapitre III Résultats et Discussion

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Figure III.6 : Graphique des interactions

La validation du modèle est jugée par la table ANOVA, on a enlevé l'interaction la plus grande (Q*P), ce qui explique son absence dans le modèle.

Analyse de la variance (table ANOVA) :

L'analyse de la variance (ANOVA) a été tirée directement du logiciel Minitab. Tableau III.6 : Table d'ANOVA du plan factoriel

Variation	DDL	CM
SCEL= 0.0381727	p-1=2	CML= 0.0190863	Fobs= 55.021
SCER= 0.0003469	n-p=1	CMR= 0.0003469	R^2 = 99.10%
SCET= 0.0385195	n-1=3	CMT=0.0128398	R2 adjusté = 97.30%

D'après la table ANOVA, on a un coefficient de détermination R²=0.9730, voisin de

1, donc le modèle est acceptable, ça nous permet de dire que les rendements calculés par le modèle et les rendements mesurés expérimentalement sont proches.

Chapitre III Résultats et Discussion

Page 60

III.2.2 Résultats du plan central composite

À la recherche de l'optimum des conditions opératoires avec plus de précision, on fait appel à la réalisation d'un plan de surface de réponses, dans notre étude on a travaillé avec le plan central composite.

Vingt expériences ont été définies par le plan de surface de réponses (CC) (ANNEXE 2), les résultats obtenus expérimentalement sont présentés dans le tableau suivant :

Tableau III.7: La matrice d'expérience du plan central composite

Nexp	P	Q	R
1	-1.00000	-1.00000	0.24150
2	1.00000	-1.00000	0.03500
3	-1.00000	1.00000	0.16925
4	1.00000	1.00000	0.16975
5	-1.41421	0.00000	0.00000
6	1.41421	0.00000	0.00000
7	0.00000	-1.41421	0.51055
8	0.00000	1.41421	0.60700
9	0.00000	0.00000	0.43120
10	0.00000	0.00000	0.43120
11	0.00000	0.00000	0.43120
12	0.00000	0.00000	0.43120
13	0.00000	0.00000	0.43120

Le modèle de la réponse s'écrit comme suit :

Rmod = 0.4312 - 0.02575 p + 0.0248626 Q - 0.246978 p*p + 0.0324094 Q*Q

D'après le tableau III.6, le meilleur rendement optimal qu'on peut atteindre est de

R= 0. 0.607% pour une quantité maximale de plante (Q= 44g), d'une puissance centrée (500w).

Chapitre III Résultats et Discussion

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La validation du modèle est jugée par la table ANOVA représenté dans le tableau qui suit : Analyse de la variance (table ANOVA) :

L'analyse de la variance (ANOVA) a été tirée directement du logiciel Minitab.

Tableau III.8 : Table d'ANOVA du plan central composite

Variation	DDL	CM
SCEL= 0.474852	p-1=11	CML= 0.094970	Fobs=17.73
SCER= 0.037494	n-p=1	CMR= 0.005356	R^2=92.68%
SCET= 0.512346	n-1=12	CMT=0.042695	R2 adjusté=87.45%

D'après la table ANOVA, on a un coefficient de détermination R² = 0.8745, donc le

modèle est accepté, ça nous permet de dire que les rendements calculés par le modèle et les rendements mesurés expérimentalement sont de valeurs proches.

Figure III.9 : Graphe du contour

Chapitre III Résultats et Discussion

Figure III.11: Graphes d'optimisation

Figure III .10: Graphe de surface

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Les courbes des Figures III.9, III.10 et III.11 montrent les résultats finaux des valeurs optimales de nos facteurs, donnés par leurs valeurs codées

Chapitre III Résultats et Discussion

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Après la conversion en valeurs naturelles (ANNEXE 3), nos conditions opératoires sont tabulées comme suit:

Tableau III.9: Conditions opératoires optimales

Facteur	Valeur codée D'optimum	Valeur naturelle D'optimum	Valeur expérimentale d'optimum
Puissance (watt)	0.1112	544 ?500	500
Quantité de matière végétale (g)	1.4142	44	44
Rendement (%)	/	0.5334	0.6070

Les résultats mentionnés sur le tableau montre qu'il n'y a pas différence significative entre les réponses expérimentales et celles prédites.

III.3 Résultats d'Analyse de l'huile essentielle :

Les huiles essentielles, doivent répondre à des conditions analytiques qui sont établies par des commissions nationales et internationales d'experts. Pour connaitre la qualité de l'huile essentielle de thymus vulgaris étudiée, on a procédé à déterminer les propriétés organoleptiques et à des recherches d`indices physico-chimiques.

Tableau III.10: Caractères organoleptiques de l'huile essentielle de thymus vulagris.

Caractères Organoleptiques	Couleur	Odeur	Saveur	Aspect
HE	jaune pâle	aromatique âcre	fortement piquante	fluide à épais.

Tableau III.11: Paramètres physico-chimiques d`huile essentielle de thymus vulagris.

Indices
	IR	IA	IS	IE	Ph
HE de thymus vulgaris	1.4987	8.7	12.93	4.23	5
AFNOR	1.491-1.510	/	/	/	4-6

L'indice de réfraction se trouve dans la fourchette de référence établie par la norme.

AFNOR ne donne aucune indication sur la valeur d'indice d'acide, ceci ne nous permet pas de faire un commentaire sur les valeurs trouvées.

Chapitre III Résultats et Discussion

Page 64

Pour le pH, généralement les HE en un pH acide, en comparant avec la norme d'AFNOR, on reste dans l'intervalle requis.

III.4 Analyse de la pâte :

III.4.1 Paramètres organoleptique (galéniques):

Pour avoir un meilleur effet antifongique et antimicrobien, différents essais ont été réalisés. Pour les deux pâtes, on a effectué un test organoleptique, d'homogénéité et de pH.

Figure III.12 : la pâte antifongique préparée

Tableau III.12 : Les paramétrés galéniques des pâtes formulées.

Caractères Organoleptiques	Couleur	Aspect	Odeur
Pâte à base d'HE de thym vulgaire	Gris	Onctueux sans présence de grumeaux à l'étalement	Arôme de thym
Placebo	Gris	Onctueux sans présence de grumeaux à l'étalement	Neutre

L'homogénéité : les pâtes formulées présentaient une bonne répartition des excipients avec l'absence des agrégats et des grumeaux, donc elles sont parfaitement homogènes.

Le pH : Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau suivant :

Tableau III.13 : pH des préparations à base d'HE de thym vulgaire.

Pâte	Valeur du Ph
Pâte formulée à base d'HE	7.47
Pâte formulée sans HE (Placebo)	7.46

Chapitre III Résultats et Discussion

Page 65

Figure III.13 : pH de la pâte d'HE Figure III.14: pH du placebo

Les pH des deux pâtes faiblement basique, donc, elles ne provoquent pas l'irritation de peau.

III.4.1 Test microbiologique :

III.4.1.1 Évaluation qualitative de l'activité antimicrobienne :

Dans notre projet, on a effectué une étude antimicrobienne de l'HE du thymus vulgaris, le placebo et la pâte antifongique préparée sur deux bactéries et un champignon.

Figure III.15 : Étude qualitative d'HE, la pâte antifongique et le Placebo sur le champignon

Candida Albicans

Chapitre III Résultats et Discussion

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Figure III.16 : Étude qualitative d'HE, la pâte antifongique et le Placebo sur la bactérie

Escherichia coli

Figure III.17 : Étude qualitative d'HE, la pâte antifongique et le Placebo sur la bactérie Staphylococcus aureus

Les tableaux suivants donnent les valeurs des diamètres moyens de la zone inhibitrice, le % d'inhibition et l'évaluation de l'activité antimicrobienne d'HE, la pâte antifongique préparée

et le placebo, vis-à-vis aux bactéries et au champignon utilisés. Le diamètre des boites de pétri est de 90mm.

Tableau III.14 : les valeurs des diamètres moyens de la zone inhibitrice, le % d'inhibition et
l'évaluation de l'activité antimicrobienne d'HE, vis-à-vis aux bactéries et au champignon utilisés.

			HE
			D	% d'inhibition	Evaluation
Souche	Bactérie	Escherichia coli	46	51,11	Très forte
		Staphylococcus aureus	42,66	47,40	Très forte

Chapitre III Résultats et Discussion

Page 67

		Candida
	Champignon	albicans	52,66	58,51	Très forte

Tableau III.15 : les valeurs des diamètres moyens de la zone inhibitrice, le % d'inhibition et
l'évaluation de l'activité antimicrobienne de la pâte antifongique préparée, vis-à-vis aux
bactéries et au champignon utilisés.

			La pâte antifongique préparée
			D	% d'inhibition	Evaluation
Souche	Bactérie	Escherichia coli	49,33	54,81	Très forte
		Staphylococcus aureus	56	62,22	Très forte
	Champignon	Candida albicans	56,66	62,96	Très forte

Tableau III .16 : les valeurs des diamètres moyens de la zone inhibitrice, le % d'inhibition et
l'évaluation de l'activité antimicrobienne du Placebo, vis-à-vis aux bactéries et au
champignon utilisés.

			Le Placebo
			D	% d'inhibition	Évaluation
Souche	Bactérie	Escherichia coli	00	00	Non inhibitrice
		Staphylococcus aureus	00	00	Non inhibitrice
	Champignon	Candida albicans	00	00	Non inhibitrice

L'HE du thymus vulgaris possède une très forte activité antimicrobienne sur toutes les souches testées suite au diamètre moyen (d) trouvé supérieur à 30mm.

Chapitre III Résultats et Discussion

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Les diamètres moyens d'inhibition d'HE sont plus grands sur le champignon que sur les bactéries, ce résultat explique que l'huile essentielle du thymus vulgaris détient une activité antifongique plus remarquable que celle bactéricide.

Les diamètres moyens d'inhibition de la pâte antifongique sont plus grands sur le champignon que sur les bactéries, ce résultat explique qu'elle détient une activité antifongique plus remarquable que celle bactéricide.

Les diamètres moyens d'inhibition, du Placebo sur le champignon et sur les bactéries, sont tellement négligeables qu'on peut les considérer nuls, ce résultat explique que le Placebo ne détient aucune activité antifongique ou bactéricide.

III.4.1.2 Évaluation quantitative de l'activité antimicrobienne

Dans cette partie du projet, on a effectué une étude sur l'inhibition des MO en fonction de la concentration de l'HE du thymus vulgaris.

Le tableau suivant reflète l'évaluation de l'activité antimicrobienne de l'HE du thymus vulgaris en fonction de différentes dilutions effectuées.

Tableau III.17: l'évaluation de l'activité antimicrobienne de l'HE du thymus vulgaris en fonction de différentes dilutions effectuées.

Souche Dilution	Champignon	Bactérie
	Candida Albicans	Escherichia coli	Staphylococcus aureus
Solution mère : 1%	-	-	-
Dilution 1 : 0,5%	-	-	-
Dilution 2 : 0,25%	-	+/-	-
Dilution 3: 0,125%	-	+/-	-
Dilution 4 : 0 ,0625%	-	+	-
Dilution 5 : 0,03125%	+	+	+/-

Chapitre III Résultats et Discussion

Page 69

Dilution 6 : 0,01562%	++	++	++
Dilution 7 : 0,007%	+++	+++	+++

Figure III.18: Aromatogramme de l'HE du thymus vulgaris vis-à-vis au champignon.

Tableau III.18 : l'intervalle de concentration minimales inhibitrices (CMI) et concentrations minimales fongicides (CMF) de l'HE du thymus vulgaris.

Souche	Candida Albicans
CMF	[0,03125-0 ,0625]

Chapitre III Résultats et Discussion

Page 70

Figure III.19 : Aromatogramme de l'HE du thymus vulgaris vis-à-vis au Staphylococcus aureus.

Figure III.20 : Aromatogramme de l'HE du thymus vulgaris vis-à-vis au Escherichia coli.

Tableau III .19: l'intervalle de concentration minimales inhibitrices (CMI) et concentrations
minimales bactéricides (CMB) de l'HE du thymus vulgaris.

Souche	Escherichia coli	Staphylococcus aureus
CMB	[0,25-0 ,50]	[0 ,015625-0,03125]

L'activité inhibitrice dans cette étude est très importante, elle est exercée par l'HE du thymus vulgaris par rapport aux souches bactériennes utilisées.

Pour le champignon (Candida Albicans , la Concentration Minimale Fongique (CMF) suffisante pour arrêter la croissance est entre [0,03125-0 ,0625], alors que les bactéries Escherichia coli et Staphylococcus aureus, la Concentration Minimale Bactéricide (CMB) nécessaire pour stopper l'activité microbienne était par ordre [0,25-0 ,50] et [0 ,015625-0,03125]

Comme conclusion on peut dire que les bactéries et les champignons sont inhibés dans un diapason de concentration qui varie entre 0 ,0625 % et 0,5 %.

.

Conclusion Générale

Cette étude concerne : « L'Optimisation De l'Extraction De L'huile Essentielle Des feuilles de Thymus Vulgaris Par Une Nouvelle Méthode : Hydrodistillation Assistée Par Micro-Ondes » qui présente la particularité d'être à la fois simple, peu couteuse et facile à mettre en oeuvre pour une meilleure compréhension des conditions fondamentales nécessaires pour réaliser ce processus.

Ce travail s'est initialement fixé comme objectif dans un premier temps la réalisation pratique de la technique choisi (Hydrodistillation assistée par microonde) et l'effet des paramètres opératoires .

D'après l'étude menée sur l'influence du temps d'extraction, la masse et la puissance sur le rendement en HE, nous pouvons conclure que les conditions optimales sont : Temps d'extraction : t = 30min, La Puissance : P = 500 Watts et Masse d'extraction : Q = 44 g. avec

RHE=0.6077%

L'optimisation par plan factoriel des conditions opératoires (masse Q et puissance P) d'extraction a permis de mettre en évidence les résultats suivants :

Un rendement R= 0.2415% est enregistré une quantité minimale de matière végétale (Q= 20g), une puissance minimale (350w).

Suite par une optimisation par plan composite centré avec les mêmes paramètres P et Q qui nous donne les résultats suivants : le meilleur rendement optimal qu'on peut atteindre est de R= 0.5334% pour une quantité maximale de plante (Q= 44g) et d'une puissance centrée (500w) , de proposer un modèle qui décrit le procédé d'un coefficient de détermination R²ajusté = 0.8745, Elle a aussi montré qu'il n'existe aucune interaction entre les paramètres d'optimisation. On a conclu aussi que la puissance d'extraction est le paramètre qui influe plus sur le rendement en HE.

Plusieurs expériences de caractérisation d'huile essentielle ont d'abord été effectuées à travers la détermination des caractéristiques organoleptiques (aspect, odeur, couleur). Notre huile présentent un aspect liquide, de couleur jaune pâle, l'odeur dégagée est agréable avec un caractère des odeurs d'herbes aromatique et des tests plus précises à savoir : l'indice d'acide; l'indice de réfraction et le pH.

Le constat global dans les résultats traduits la qualité de notre huile en termes de pureté avec un indice de réfraction de 1.4987 compatible avec les huiles de haute pureté, en termes de stabilité avec un indice d'acide de l'ordre de 8.7 qui témoigne le caractère antibactérienne de notre huile essentielle.

L'étude antimicrobienne donnait de bons résultats, à partir des résultats obtenues par l'étude qualitative et quantitative de l'huile essentielle de Thymus Vulgaris, s'est avérée très intéressante ; du fait que nous avons obtenu des résultats positifs sur toutes les souches utilisées. En effet, cette huile essentielle exerce une forte activité bactéricide et fongicide.

En se basant sur ces propriétés, nous avons préparé une pâte antifongique à base de notre huile essentielle

La soumission de nos pâte à différents tests de qualités (homogénéité, pH), a montré qu'elle est conforme aux normes pharmaceutique, avec pH=7.47 (n'irrite pas la peau). Aussi une forte activité inhibitrice sur toutes les souches utilisées. Elle a un spectre moyen de la zone d'inhibition très forte.

L'ensemble des résultats microbiologiques obtenus aux cours des études qualitative et quantitative montrent que tous les produits testés (HE et La pâte préparée) possèdent une activité antibactérienne et antifongique très importante, dans laquelle certaines souches semblent se distinguer par une sensibilité très élevée par rapport aux autres.

Nous n'avons conclu donc qu'Il serait important d'exploiter les résultats obtenus à l'échelle laboratoire pour les transférer à l'échelle pilote et industrielle. En effet, l'industrialisation de ce nouveau procédé propre d'extraction des huiles essentielles doit répondre aux critères de l'industrie pharmaceutique ; de la parfumerie et de la cosmétique. Il faudrait compléter ce travail, par une étude technico-économique comportant avec une étude complémentaire sur le cout, la rentabilité, l'impact écologique et la qualité des huiles essentielles.

Résumé :

Pour ce fait, deux méthodes d'optimisation ont été suivies : une optimisation paramétrique et une optimisation par planification des expériences (Le plan d'expériences adopté est le plan composite centré). Trois paramètres opératoires ont été choisis : la masse de thym à traiter, le temps d'extraction et la puissance des ondes microondes.

Le rendement optimal obtenu par l'étude paramétrique est égal à 0.6077%. Il a été obtenu pour le temps d'extraction 30min, La Puissance 500 Watts et Masse d'extraction 44 g. qu'il comparable avec Celui obtenu par L'optimisation par plan surface de réponse de type composite centré où le rendement optimal qu'on peut atteindre est de R= 0.4776% pour une quantité maximale de plante (Q= 44g), d'une puissance centrée (500w) et une durée de 30mi. Identification de L'HE obtenu était par l'évaluation des propriétés Organoleptiques et Physico-chimiques par l'indice de réfraction IR, l'indice d'acide IA, l'indice d'ester IE, l'indice de saponification IS et le pH qui sont conforme en normes Afnor.

L'ensemble des résultats microbiologiques de L'HE et la pâte antifongique à base de l'HE de Thymus vulgaris obtenus aux cours de cette étude montrent que tous les produits testés possèdent une activité antibactérienne et antifongique très importante.

Notre étude a porté sur la détermination des conditions optimales de l'extraction de l'huile essentielle par Hydrodistillation assistée par microonde du thymus vulgaris.

Mots clés : Hydrodistillation assistée par microonde, Thymus Vulgaris, plan factoriels, plans factoriel composite centré, effet microbiologique.

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Références bibliographiques

[1]: Clin Microbiol Rev. 1999 Oct;12(4):564-82. Plant products as antimicrobial agents. Cowan MM(1). (cowan, 1999 ; özcanet chalchat, 2004).

[2] : N Mebarki. « Évaluation de l'activité antimycosique d'une pate pharmaceutique à base d'huile essentielle des feuilles de thymus vulgaris extraite par hydrodistillation ». Thèse de magister université de Boumerdes. 2011.

[3]: Herzi Nejia. Extraction et purification de substances naturelles : comparaison de l'extraction au CO2-supercritique et des techniques conventionnelles des substances. Thèse de doctorat, Toulouse, pp 15.2013.

[4]: M'hiri Nouha. Étude comparative de l'effet des méthodes d'extraction sur les phénols et l'activité antioxydante des extraits des écorces de l'orange « maltaise demi sanguine» et exploration de l'effet inhibiteur de la corrosion de l'acier au carbone, Thèse de doctorat, Université de lorraine. 2015.

[5] : Jean-Yves Anizon, Benot Lemaire. Extraction assiste par microondes, techniques de l'ingénieur opérations unitaires du génie industriel alimentaire base documentaire. tib430duo, 2003.

[6] : ASMA FARHAT. Vapo-diffusion assistée par micro-ondes : conception, optimisation et application. Thèse de doctorat, Université d'avignon et des pays de vaucluse & l'ecole nationale d'ingénieurs de gabès, pp 11 à 13, 17. 2010.

[7]: Mandal, S.C.; Mandal, V.; Das, K.A. « Essentials of botanical extraction: principles and applications », elsevier, usa 2015, p. 206.

[8] Sanchez-Prado, et Al, m. Trends analyt. Chem, pp 71, 119-143. 2015

[9] Segneanu, A.E.; Cziple, F.; Vlazan, P, et Al. « biomass extraction methods », in matovic, m.d. (ed.), biomass now: sustainable growth and use, intech, rijeka, croatia, pp. 389-400. 2013.

[10] Fernandez, X, Chemat, F. Et Tiên Do, T.K. « Les huiles essentielles - vertus et applications », ed. Vuibert, paris, p.160. 2012.

[11] : Photos personnelles prises au niveau du laboratoire

[12] : Bonnier G. Et Douin R. La grande flore en couleurs de gaston bonnier, éditions belin, édition de la flore complète illustrée en couleurs de france, suisse et belgique 1990.

[13] : Coste H, Flore Descriptive Et Illustrée De La France, De La Corse Et Des Contrées Limitrophes, librairie scientifique et technique albert blanchard.

[14] : Lambinon j. Et al., nouvelle flore de la belgique, du g.-d. De luxembourg, du nord de la france et des régions voisines (ptéridophytes et spermatophytes), meise, jardin botanique national de (isbn 978-90-72619-88-4) belgique, 6^e éd, 1195 p. 2012.

[15] : Christopher Grey-Wilson. Les fleurs sauvages de le guide visuel de plus de 500 espèces de fleurs d'Europe tempérée; bordas (thymus polytrichus p. 209).

[16]: Essential oil crops production guidelines for

thyme, http://www.daff.gov.za/daffweb3/portals/0/brochures%20and%20production%20guid elines/production%20guidelines%20thyme.pdf.

[17]: Clin Microbiol Rev. 1999 Oct;12(4):564-82. Plant products as antimicrobial agents. Cowan MM(1). (cowan, 1999 ; özcanet chalchat, 2004).

[18]: Dr.Satoru Takeuchi, Factory of Takeuchi Nenshi, TAKENEN, 85 NE, Takamatsu, Kahoku, Ishikawa 929-1215, Japan. Tel and Fax: [phone]; Email: [e-mail].

[19] : www.jbc.org/content/early/2004/11/03/jbc.M408987200.full.pdf de H Takeuchi - 2004

[20] : Bazylko Et Strzelecka. Antioxidant and antibacterial activities of Thymus vulgaris. L.sciencewebpublishing.net/maprj/.../Nadia%20and%20Rachid.pdf , 2007.

[21]: Clin Microbiol Rev. 1999 Oct;12(4):564-82. Plant products as antimicrobial agents. Cowan MM(1). (cowan, 1999 ; özcanet chalchat, 2004).

[22] : N Mebarki. « Évaluation de l'activité antimycosique d'une pate pharmaceutique à base d'huile essentielle des feuilles de thymus vulgaris extraite par hydrodistillation ». Thèse de magister université de Boumerdes. 2011.

[23] : présentée en vue de l'obtention du grade de magister en chimie organique intitulée : étude phytochimique et biologique de l'espèce thymus numidicus Poiret. Mémoire de magister

[24] : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3324624/by Mayet al, 2000 Tohidpouret al., 2010)

[25]: J.D.D. Tamokou, V. Kuete. Antimicrobial Activities of African Medicinal Spices and Vegetables, Medicinal Spices and Vegetables from Africa, journal of Medicinal Spices and Vegetables from Africa.B978012809286600008X-pp 207-237,2017

[26]: Dr.Kaddem Salah-Eddine. Les plantes médicinales en Algérie. Algérie, pp 173,1990.

[27] : G. Schött Et Al. Fitoterapia. The chemical composition of the pharmacologically active Thymus species, its antibacterial activity against Streptococcus mutansand the antiadherenteffects of T. vulgarison the bacterial colonization of thein situ pellicle. Pp 118128, 121, 118-128, Germany, 2017.

[28] : MEBARKI Noujoub. Extraction de l'huile essentielle de thymus fontanesii et application à la formulation d'une forme médicamenteuse- antimicrobienne. Thèse de doctorat, universite m'hamed bougara boumerdes, boumerdes, 2010

[29] : P. Mengal, B. Mompon, Procédé et installation d'extraction sans solvant de produits naturels par micro-ondes. Brevet Européen, EP 698 076 B1, 1996.

[30]: A.K. Datta, R.C. Anantheswaran, Handbook of Microwave Technology for Food Applications. Marcel Dekker, New York, United States, 2001.

[31]: François Couplan, Les plantes et leurs noms: Histoires insolite, Éditions Quae, 2012.

[32]: G. Schött et al. Fitoterapia. The chemical composition of the pharmacologically activeThymusspecies, its antibacterial activity against Streptococcus mutansand the antiadherenteffects ofT. vulgarison the bacterial colonization of thein situ pellicle. Pp.118-128,121 (2017) 118-128, Germany, 2017.

[33]: Amiour Soulef, Tiour Nesrine Kheniene Iness. « Évaluation de l'activité antimycosique d'une pâte pharmaceutique à base d'huile essentielle des feuilles de thymus vulgaris extraite par hydrodistillation ». Mémoire de Master. Université Constantine 3. 2016.

[34] : N.OUTILI. cours planification-validation de modeles. Constantine : Facult de génie des procédés.UC3, master2 génie des procédés, cours 2013/2017.

ANNEXE 1

Les tableaux d'étude cinétique :

Tableau A.: Evaluation de la cinétique du rendement d'extraction pour 16g.

t (min) Exp	10 min	20min	30min
R en % à (350w, 16g)	0.175	0.426	0.5075
R en % à (500w, 16g)	0.1787	0.4668	0.5105
R en % à (700w, 16g)	0.2668	0.4886	0.6204

Tableau B: Evaluation de la cinétique du rendement d'extraction POUR 20g.

t(min) Exp	10	20	30
R en % à (350w, 20g)	0.0265	0.099	0.2415
R en % à (500w, 20g)	0.079	0.21	0.21
R en % à (700w, 20g)	0.035	0.03501	0.03502

Tableau C : Evaluation de la cinétique du rendement d'extraction 30g.

t(min) Exp	10	20	30
R en % à (350w, 30g)	0.00001	0.1040	0.4216
R en % à (500w, 30g)	0.00001	0.1166	0.4313
R en % à (700w, 30g)	0.0846	0.2376	0.23761

Tableau D : Evaluation de la cinétique du rendement d'extraction 40g.

t(min) Exp	10	20	30
R en % à (350w, 40g)	0.0575	0.122	0.1692
R en % à (500w, 40g)	0.089	0.1	0.1255
R en % à (700w, 40g)	0.1245	0.1697	0.1697

Tableau E : Evaluation de la cinétique du rendement d'extraction 44g.

t(min) Exp	10	20	30
R en % à (350w, 44g)	0.00001	0.02791	0.21791
R en % à (500w, 44g)	0.0465	0.4776	0.6076
R en % à (700w, 44g)	0.2840	0.2965	0.3092

ANNEXE 2

Le plan centré composite par le Minitab :

en - t t ar ^f-.^^.t⁹

J

C1
seanr.r.,r rz...rOr.u0,

	3
	4	4
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9	9	9
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11	11	11
12	12	12
13	13
14	14	111
15	I`7 1S
16	16 ....... 16
17	17 17
la	(13 10 9
19	10 19 0
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22
23

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I I 0111100 1 00000 -100001 1 15'5/500 t

1 I 110000 1 00000 -1.00000 0 1 12500 I

1 1 00000 1 00000 -1 ₀₀₀₀₀ 0 041250

1 -1 00000 1 00000 i 00000 0 011,000

1 1 000(10 1 00000 1 .00000 0 1241.(10

· 1 00000 100000 1.00000 0 00(10111

1 000(10 1 00000 1_00000 00110000

(0) 1 /11 0 00000 0 000011 0 240100

1 1)017)) u 00000 0 00000 0 4311011

1 U 00000 - 1 011179 0 00000 0 000001

1 0 00000 1 1^-1111/³1 0 00000 0 000001

1 0 00000 0 00000 1 60)14 0 0001E01

1 0 00000 0 00000 1 00170 0 000001

1 0 00000 0 00000 0 00000 0 310000

1 0 00000 0 00000 0 00000 (1116600

1 0 00000 0 00000 0 00000 0 316600

1 0.00000 0 00000 0 00000 0 310600

1 0_00000 0 00000 0 00000 0 310600

1 0 00000 0 00000 0 00000 0 316.600

a

1

«LI

T

801,1: Statistics Regression ANOVA

Factorial

QOE

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lit (.irate Rrspon
·.e Sodurt
·

t ttl Qefine Custom Response Surface Design... t ® Select Optimal Design...

Ille Edit Data Crll Stal Graph Editor Tools Window I. A01.101

bang /310043: 1

Two-level Eactoria:

Tube potntg'

:-enter pointa Sr el ,SO Lai point.: Center points in al

Alpha: 0.08179

Control Charts u

Quality Tools t

Reliability/Survival o

Multivariate t

Time Series

Tables t

Nonparametrics t

€DA t

Power and Sample Size t

Contour/Su dace Plots...
Overlaid Contour Plot...
Response Optimizer...

Analyze Response Surface Design...

Wnr4chee11 "..

Mixture Taguchi

B_n Modify Design-r Display Design...

Responses:

Analyze data using: f~ Coded units z ' Uncoded units

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00 -1 00000

00 1 00000

00 1 00000

)0 1 00000

)0 -1 00000

)0 1 00000

Help

1.00000 0 035000

1.00000 0-124500

_QTerms... I Prediction... I

Graphs... I Results.,, r Storage...

OK I Cancel

a

Table ANOVA

m0= (30+10)/2 =20min ; ?m= (30-10)/2 = 10min ;

ANNEXE 3

Relation entre la valeur codée et réelle :

M= m-m0

Lm ;

Ou :

M : valeurs codée ;

m : valeur réelle

m0 : (mMAX +mMIN)/2

?m = (mMAX -mMIN)/2

Les conditions optimales :

Pour la masse :

Intervalle [20-40] ; á= 1.6818 (donnée par le Mintab) ; valeur codée d'optimum =1.6818

1.6818= m-30 10 m0= (40+20)/2 =30g ; ?m= (40-20)/2 = 10g ; Pour la puissance :

m=46.81g

Intervalle [350-700] ; á= 1.6818 (donnée par le Mintab) ; valeur codée d'optimum =0.1189

0.1189= m-525 m=545w

175

m0= (700+350)/2 =525w ; ?m= (700-350)/2 = 175w ;

Pour le temps :

Intervalle [10-30] ; á= 1.6818 (donnée par le Mintab) ; valeur codée d'optimum = -0.2208

-0.2208= m-20 m=17 min

10