Les protéines sont des nutriments majeurs de l’alimentation : elles sont consommées via l’ingestion de produits qui en sont naturellement riches, ou bien à travers de formulations alimentaires, où les protéines jouent un rôle d’ingrédient. Depuis les années 1980, des recherches sont menées afin de valoriser les protéines du tourteau de colza dans l’alimentation humaine, en tant qu’ingrédient, alors qu’actuellement cette ressource est utilisée pour l’alimentation animale. Dans le cadre d’une démographie mondiale toujours croissante, la valorisation des protéines du colza dans l’alimentation humaine est investiguée comme un moyen de satisfaire les besoins mondiaux en protéines. Le tourteau de colza contient deux types de protéines de stockage, les albumines et les globulines, dont le profil est équilibré en acides aminés soufrés et en lysine. De plus, afin de les utiliser en tant qu’ingrédient, il est important que ces protéines soient solubles et fonctionnelles (formation de mousses, émulsions, gels). Les propriétés physico-chimiques des albumines et des globulines sont différentes, d’où l’intérêt d’en faire deux ingrédients distincts. L’objectif de la thèse a donc consisté au développement de stratégies d’extraction de ces protéines afin de les valoriser en tant qu’ingrédient, avec un grade d’isolat. Pour ce faire, une démarche reposant sur la modélisation via les plans d’expériences, et sur l’optimisation multicritères, via des algorithmes génético-évolutionnaires, a été mise en place afin de mieux appréhender les phénomènes en jeu au cours de l’extraction. La première partie de la thèse a consisté au développement d’une méthode analytique permettant de quantifier individuellement les deux protéines. Cette méthode, par Chromatographie Liquide Haute Performance d’exclusion stérique, est originale et ne nécessite pas de calibration préalable. Il a été validé statistiquement qu’il s’agit d’un substitut viable aux références (Kjeldahl, densitométrie SDS-PAGE). Les procédés classiques sont réalisés en conditions alcalines pour atteindre de hauts rendements d’extraction. Les protéines sont ensuite séparées et purifiées, afin d’obtenir deux isolats aux propriétés fonctionnelles distinctes. Cependant, ces étapes entraînent des pertes non négligeables et des coûts. Ainsi, la deuxième partie de la thèse présente une stratégie reposant sur l’extraction sélective des protéines selon le pH. Les outils de modélisation et d’optimisation ont permis d’identifier des conditions opératoires (pH, ajout de sel) aboutissant à un procédé en deux étapes d’extraction. Deux scénarios ont été envisagés : la production d’un unique isolat, mélange des deux protéines ; ou bien la production de deux isolats, d’albumines et de globulines. Une originalité de ce travail a été de considéré la qualité du tourteau résiduel. A l’issue du procédé, il est très appauvri en protéines et peu valorisable en alimentation animale. C’est pourquoi, dans une troisième partie de la thèse, une nouvelle stratégie a été mise en œuvre pour optimiser l’extraction sélective des albumines à pH acide, afin de générer deux produits : un isolat d’albumines, pour l’alimentation humaine, et un tourteau riche en globulines, pour l’alimentation animale. L’utilisation d’outils de modélisation et d’optimisation multicritères ont permis d’étudier trois facteurs: le pH, la concentration en sel et la température du milieu d’extraction. Des rendements élevés ont été obtenus avec un procédé à 55 °C et l’extraction en conditions optimales a généré des albumines de colza aux propriétés structurales et fonctionnelles, comparables à celles issues d’un procédé à 20 °C. De plus, le tourteau résiduel conserve sa valeur avec un titre en protéines similaire à un tourteau initial, tout en contenant moins d’acide phytique, un antinutritionnel, co-extrait avec les albumines.