Tesis sobre el tema "Nutriments – Influence"

Le domaine de l'agriculture produit une part importante des gaz à effet de serre (GES) au Canada (8%) soit 8% des 747 Mt eq. CO[indice inférieur 2] émis chaque année. L'industrie porcine, un secteur clé de l'industrie agroalimentaire est en forte croissance au Canada depuis le milieu des années 80. L'entreposage du lisier préalablement séparé compte pour la plus grande partie du méthane (CH[indice inférieur 4]) émis, un GES au pouvoir de réchauffement global 25 fois celui du dioxyde de carbone (CO[indice inférieur 2]). Pour traiter le CH[indice inférieur 4], la biofiltration a déjà fait ses preuves pour le traitement des émissions de CH[indice inférieur 4] provenant des lieux d'enfouissement sanitaires (LES) et des mines. Ce procédé peut être également appliqué au CH[indice inférieur 4] issu de l'industrie porcine. Lors de la biofiltration du CH[indice inférieur 4], plusieurs facteurs clé peuvent améliorer la performance du système de traitement biologique comme, par exemple, la température, le pH, la nature du milieu filtrant, le taux d'humidité du lit et les nutriments. En particulier, l'apport en nutriments est un facteur déterminant pour la croissance et le maintien des microorganismes traitant le CH[indice inférieur 4]. Plusieurs nutriments doivent être fournis pour assurer le bon fonctionnement d'un biofiltre : carbone, oxygène, azote, phosphore, potassium et autres. D'un autre côté, certaines substances peuvent inhiber l'oxydation du CH[indice inférieur 4] dans un biofiltre et influencer la flore microbienne : un inhibiteur ayant fait l'objet de nombreuses études sur des supports de terre est l'ammonium (NH[indice inférieur 4][indice supérieur +]). Les expériences en laboratoire devaient déterminer l'impact du NH[indice inférieur 4][indice supérieur +] dans la solution nutritive contenant du nitrate sur un biofiltre rempli d'un garnissage inorganique traitant le CH[indice inférieur 4]. Dans les conditions expérimentales considérées (Débit d'air : 0,18 m[indice supérieur 3] h[indice supérieur -1] ; Concentration de CH[indice inférieur 4] à l'entrée : 3000 ppmv ; Débit de solution nutritive : 1,5 L j[indice supérieur -1]), l'ajout de NH[indice inférieur 4][indice supérieur +] dans la solution nutritive a eu un impact sur la performance du biofiltre, faisant diminuer la conversion du CH[indice inférieur 4] de 70 à 13% entre 0,05 et 0,5 gN-NH[indice inférieur 4][indice supérieur +] L[indice supérieur -1]. Les résultats de cette étude ont aussi démontré que l'augmentation progressive du NH[indice inférieur 4][indice supérieur +] réduit l'effet inhibiteur de celui-ci sur la performance du biofiltre.

La biodegradation des hydrocarbures petroliers par des communautes bacteriennes marines a ete realisee afin de mettre en evidence, d'une part, le phenomene d'oxydation de la fraction asphaltenique. Celui-ci a ete obtenu par cometabolisme avec un melange de n-alcanes, permettant l'identification de composes aromatiques issus de cette degradation, caracteristiques des structures moyennes des asphaltenes du bal 250. D'autre part, une cinetique de biodegradation du bal 250 a montre une selectivite de degradation des differentes familles de composes (alcanes, aromatiques et biomarqueurs). Au sein meme de chacune de ces familles, une selectivite a ete mise en evidence notamment pour la fraction aromatique. Enfin, l'etude de l'ajout d'additifs sur la biodegradation des constituants du petrole, a permis de determiner les conditions optimales d'un additif, source d'azote et de phosphore pour les bacteries, et d'un additif de propriete surfactante

Les coraux tropicaux se sont adaptés à vivre dans des eaux pauvres en nutriments en établissant une relation symbiotique avec des dinoflagellés photosynthétiques (Symbiodiniaceae). En effet, les dinoflagellés utilisent les macronutriments (azote et phosphore inorganiques dissous, DIN et DIP) et métaux-traces de l’eau pour former des molécules organiques essentielles à la croissance du corail hôte. Cependant, pour une croissance et un fonctionnement optimal, l’association corail-dinoflagellé nécessite une qualité et des concentrations optimales de ces nutriments. Ce n’est pas le cas dans les récifs exposés à des perturbations anthropiques ou à des conditions environnementales particulières (upwellings par exemple). Dans ces récifs, où les concentrations en nutriments peuvent être particulièrement faibles ou élevées ou avec des rapports DIN:DIP déséquilibrés, il peut y avoir une rupture de la symbiose. L'objectif principal de cette thèse est d'étudier les effets de la disponibilité des nutriments et des changements dans le rapports DIN:DIP de l’eau de mer sur la physiologie des coraux. Cette thèse fournit de nouvelles informations sur la réponse de différentes espèces de coraux à des rapports DIN:DIP équilibrés et déséquilibrés. Globalement, les coraux restent en bonne santé tant qu’ils sont exposés à un rapport DIN:DIP équilibré dans l'eau de mer, même à des concentrations élevées de DIN et de DIP. Cependant, les résultats montrent une réponse complexe des coraux à des rapports DIN :DIP déséquilibrés, en fonction des facteurs environnementaux et des espèces étudiées. En effet, les octocoralliaires et les coraux scléractiniaires réagissent différemment à un rapport DIN:DIP déséquilibré. Les octocoralliaires ont des taux d'absorption de DIN et de DIP très faibles qui sont insuffisants pour modifier leur composition tissulaire en C:N:P et altérer la physiologie du corail. En revanche, chez les coraux scléractiniaires, les taux élevés d'absorption de DIN et de DIP induisent rapidement un apport important de nutriments dans le tissu corallien. Lorsque l'apport d'azote n'est pas équilibré par un apport proportionnel de phosphore, des modifications de la composition élémentaire et de la stœchiométrie des tissus sont observées, ce qui entraîne une dégradation de la physiologie du corail. De plus, les résultats montrent que l'azote a un impact différent sur les coraux selon sa forme, ammonium ou nitrate. L'ammonium favorise l'absorption du phosphore via l'hydrolyse du phosphore organique dissous (DOP) par les phosphatases, alors que le contraire est observé pour le nitrate. Enfin, les résultats indiquent également que les coraux peuvent être limités en métaux-traces, notamment en fer, ce qui peut réduire leur résilience au stress thermique. Cette thèse fournit des informations essentielles pour une meilleure gestion des récifs à l'ère du changement climatique. Les résultats obtenus montrent qu'il est important de maintenir un rapport DIN:DIP équilibré dans l'eau de mer pour assurer la bonne santé des coraux et soulignent l'importance de la disponibilité de métaux notamment le fer pour la résistance et la résilience des coraux au stress thermique
Tropical corals have adapted to life in nutrient-poor waters by establishing a symbiotic relationship with photosynthetic dinoflagellates (Symbiodiniaceae). Indeed, dinoflagellates use macronutrients (dissolved inorganic nitrogen and phosphorus, DIN and DIP) and trace metals from the seawater to form organic molecules essential for coral growth. However, for optimal growth and function, the coral-dinoflagellates association requires optimal quality and concentrations of these nutrients. This is not the case in reefs exposed to anthropogenic disturbances or specific environmental conditions (e.g. upwellings). In these reefs, particularly low or high nutrient concentrations or imbalanced DIN:DIP ratios may disrupt the symbiosis. The main objective of this thesis is to investigate the effects of nutrient availability and changes in seawater DIN:DIP ratios on coral physiology. In particular, this thesis provides new insights into the response of different coral species to balanced and imbalanced DIN:DIP ratios. Overall, corals remain healthy as long as they are exposed to a balanced DIN:DIP ratio in seawater, even at high DIN and DIP concentrations. In contrast, the results show a complex response to imbalanced DIN:DIP ratios that depends on environmental factors and coral species. Octocorals have very low uptake rates of DIN and DIP, which are not sufficient to alter their tissue composition and stoichiometry (C:N:P) and impair coral physiology. In contrast, in scleractinian corals, a high uptake rates of DIN and DIP rapidly induce a large supply of nutrients into the coral tissue. If nitrogen input is not balanced by a proportional input of phosphorus, changes in cellular elemental composition and stoichiometry are observed, leading to an impairment of coral physiology. In addition, nitrogen identity (ammonium or nitrate) impacts corals differently. Ammonium promotes phosphorus uptake via hydrolysis of dissolved organic phosphorus (DOP) by phosphatases, while the opposite is observed with nitrate. Finally, the results also suggest that corals may be limited in trace metals, particularly iron, which may reduce coral resilience to thermal stress. This thesis provides important information for better management of reefs in the era of climate change. The results show that maintaining a balanced DIN:DIP ratio in seawater is essential for coral health and highlight the importance of metal availability, particularly iron, for coral resistance and resilience to thermal stress

Afin de prévenir l’obésité, l’une des stratégies mise en place par les instances de santé publique est l’affichage nutritionnel. Cette stratégie vise à informer et aider le consommateur à faire des choix alimentaires éclairés. L’information concernant le gras est actuellement le message commercial facultatif le plus couramment utilisé au Canada. D’un autre côté, l’affichage des calories dans les restaurants est une pratique de plus en plus répandue et maintenant obligatoire dans certains états américains. Ce mémoire se consacre à la problématique du poids et à l’affichage nutritionnel. L’objectif principal du projet de recherche est de mesurer l’impact d’une allégation nutritionnelle reliée aux gras et l’affichage des calories sur l’apport en calories et en nutriments des femmes de poids normal ou obèses sur une période de 10 jours. Les résultats suggèrent que ces deux types d’affichage nutritionnel n’influencent pas l’apport calorique des femmes.
To promote health and prevent obesity among the population, one strategy implemented by instance of public health is nutrition labeling on food products. This strategy has been targeted as a key tool to inform and help individuals in making healthier food choices and facilitate adoption of better eating behaviors. In Canada, the most prevalent voluntary type of labeling is related to fat content message. Another example of labeling strategy increasingly implemented in an attempt to reduce obesity is posting of calories at point-of-purchase and it is now mandatory in some United States’ restaurant chains. This work is dedicated to weight and nutritional labeling issues. The main objective of the research is to measure the impact of fat related nutrient claim and posting calorie on calorie and nutrient intake of women during a 10-day period. The results show that these two labeling strategies do not affect the calorie intake of women.

Ce travail a permis de mettre en évidence deux périodes distinctes durant le repos végétatif du bourgeon: d'octobre à décembre (dormance du bourgeon), le bourgeon végétatif est faiblement apte à absorber des sucres et aurait tendance à synthétiser des molécules énergétiques et osmotiques (saccharose) à partir de ses réserves amylacées afin, en partie, de se protéger du froid. De décembre au débourrement (février), le bourgeon réacquiert ses potentialités d'absorption par transport actif et a alors tendance à faire des réserves en amidon, oligosaccharides et sorbitol. D'autre part, le froid active les systèmes de transport actif et favorise la levée des inhibitions entre le bourgeon et ses tissus sous-jacents. Celles-ci ont tendance à perdurer chez les arbres placés en condition de privation de froid.

La fixation de N2, ou diazotrophie, est un processus biogéochimique majeur en raison de son apport en azote nouveau dans la couche de surface de l’océan. Cependant ses facteurs de contrôle restent mal connus. Le fer, dont les concentrations de surface sont faibles, est un élément potentiellement limitant de la fixation de N2 du fait du contenu en fer important de la nitrogénase. En raison de leur découverte récente, peu d’études ont été menées sur les cyanobactéries diazotrophes unicellulaires (UCYN) pouvant être responsables de ~50% de la fixation de N2 à l’échelle globale. Des expériences en culture ont permis de caractériser et quantifier pour la première fois la réponse d’une UCYN, Crocosphaera watsonii, face à la limitation en fer. En condition de limitation en fer, il a été observé une réduction de la croissance et des taux de fixation de N2 ainsi qu’une stratégie d’adaptation des cellules avec une diminution de leur volume. La stimulation de la croissance et de l’activité de C. watsonii cultivées en condition de limitation en fer suite à l’ajout d’une pluie saharienne artificielle a permis de mettre en évidence qu’une partie au moins du fer issu de poussières désertiques est biodisponible. En Atlantique subtropical Nord, où nous avons déterminé une forte contribution de la fixation de N2 à la production nouvelle, nous avons observé une limitation de la fixation de N2 et de la production primaire principalement par les phosphates et mis en évidence le rôle des métaux traces dans le contrôle de la fixation de N2. Un ajout de pluie saharienne a permis de stimuler systématiquement la fixation de N2 et la production primaire
Despite the biogeochemical importance of N2 fixation, which represents the largest source of newly-Fixed nitrogen to the open ocean, some uncertainties remain about its controlling factors. Iron (Fe) is widely suspected as a key controlling factor due to the high Fe content of the nitrogenase complex and to its low concentration in oceanic surface seawaters. N2 fixation rates associated with unicellular N2 fixing cyanobacteria (UCYN) were estimated to be ~50% of the total N2 fixation at global scale, but as they have been recently discovered few studies have been conducted on these organisms. We performed culture experiments in order to quantify for the first time the response of an UCYN, Crocosphaera watsonii, to Fe limitation. Reduction of ambient Fe concentration led to significant decreases in growth rate and N2 fixation rates per cell and we observed an adaptive strategy to Fe limitation with a cell volume reduction. Then, the enhancement of growth and activity of C. watsonii under Fe limitation condition after artificial Saharan rain addition highlighted that at least a part of the Fe released by the dust is bioavailable. In subtropical North Atlantic, an important contribution of N2 fixation to new production was observed and we showed that primary production and N2 fixation were globally P-Limited. We revealed that trace metals play a key role in controlling N2 fixation in this area. Saharan rain addition stimulated N2 fixation, presumably by supplying these nutrients. All these results contribute to our knowledge of the control of oceanic N2 fixation and provide new insight about interactions between Fe, nitrogen and carbon biogeochemical cycles

La fixation de N2, ou diazotrophie, est un processus biogéochimique majeur en raison de son apport en azote nouveau dans la couche de surface de l’océan. Cependant ses facteurs de contrôle restent mal connus. Le fer, dont les concentrations de surface sont faibles, est un élément potentiellement limitant de la fixation de N2 du fait du contenu en fer important de la nitrogénase. En raison de leur découverte récente, peu d’études ont été menées sur les cyanobactéries diazotrophes unicellulaires (UCYN) pouvant être responsables de ~50% de la fixation de N2 à l’échelle globale. Des expériences en culture ont permis de caractériser et quantifier pour la première fois la réponse d’une UCYN, Crocosphaera watsonii, face à la limitation en fer. En condition de limitation en fer, il a été observé une réduction de la croissance et des taux de fixation de N2 ainsi qu’une stratégie d’adaptation des cellules avec une diminution de leur volume. La stimulation de la croissance et de l’activité de C. watsonii cultivées en condition de limitation en fer suite à l’ajout d’une pluie saharienne artificielle a permis de mettre en évidence qu’une partie au moins du fer issu de poussières désertiques est biodisponible. En Atlantique subtropical Nord, où nous avons déterminé une forte contribution de la fixation de N2 à la production nouvelle, nous avons observé une limitation de la fixation de N2 et de la production primaire principalement par les phosphates et mis en évidence le rôle des métaux traces dans le contrôle de la fixation de N2. Un ajout de pluie saharienne a permis de stimuler systématiquement la fixation de N2 et la production primaire
Despite the biogeochemical importance of N2 fixation, which represents the largest source of newly-Fixed nitrogen to the open ocean, some uncertainties remain about its controlling factors. Iron (Fe) is widely suspected as a key controlling factor due to the high Fe content of the nitrogenase complex and to its low concentration in oceanic surface seawaters. N2 fixation rates associated with unicellular N2 fixing cyanobacteria (UCYN) were estimated to be ~50% of the total N2 fixation at global scale, but as they have been recently discovered few studies have been conducted on these organisms. We performed culture experiments in order to quantify for the first time the response of an UCYN, Crocosphaera watsonii, to Fe limitation. Reduction of ambient Fe concentration led to significant decreases in growth rate and N2 fixation rates per cell and we observed an adaptive strategy to Fe limitation with a cell volume reduction. Then, the enhancement of growth and activity of C. watsonii under Fe limitation condition after artificial Saharan rain addition highlighted that at least a part of the Fe released by the dust is bioavailable. In subtropical North Atlantic, an important contribution of N2 fixation to new production was observed and we showed that primary production and N2 fixation were globally P-Limited. We revealed that trace metals play a key role in controlling N2 fixation in this area. Saharan rain addition stimulated N2 fixation, presumably by supplying these nutrients. All these results contribute to our knowledge of the control of oceanic N2 fixation and provide new insight about interactions between Fe, nitrogen and carbon biogeochemical cycles

L'objectif de ce travail est de demontrer l'influence de l'equilibre carbone/nutriments sur la production de deux molecules de defense (cyanure et tannins condenses) et sur la reponse a la predation. La repartition des deux molecules de defense dans differentes populations croissant sur deux types de sol met en evidence une selection des tannins condenses sur rendzine, sol pauvre en nutriments, et de la production de cyanure sur sol brun, sol riche en nutriments. Cette repartition corrobore l'hypothese de l'equilibre carbone/nutriments, celle-ci predisant une selection des molecules de defense riches en azote (cyanure) et en carbone (tannins condenses) respectivement dans les populations croissant sur sols riches et pauvres en nutriments. Differents genotypes de lotier cornicule cultives sous ambient (350 ppm) et double concentration en co 2 atmospherique (700ppm) montrent que la concentration elevee en co 2 induit une diminution des concentrations foliaires en cyanure et une augmentation de celles des tannins condenses, et une augmentation de la croissance des plantes. Ces resultats corroborent aussi l'hypothese de l'equilibre carbone/nutriments. En presence de fixation symbiotique de l'azote atmospherique, les resultats sont plus difficiles a interpreter du fait des relations plus complexes entre carbone et azote (economy) chez les legumineuses. De meme, l'augmentation de la concentration en co 2 n'affecte pas la reponse de la plante a la predation, mais il existe une relation etroite entre les differentes reponses de la plante a la predation, la recroissance reduisant la concentration foliaire en cyanure. Ainsi, l'hypothese de l'equilibre carbone/nutriments ne permet pas d'expliquer la production des molecules de defense au sein de la plante si n'est pas pris en compte puits et sources au sein de la plante.

L'objectif de cette étude est de mieux comprendre comment la biodiversité influence le service de purification de la qualité de l'eau en tant que service de régulation capable de limiter la charge en polluants de l'eau naturelle. Peu d'études ont regardé comment les invertébrés (macro- et méio-faune) sont capables d'influencer le fonctionnement de la zone hyporhéique considérée, comme un réacteur biogéochimique contribuant largement au recyclage des nutriments. L'élimination du nitrate et la dénitrification sont utilisés comme indicateur de ce service dans les rivières afin de pouvoir suivre son évolution spatiale et temporelle. Dans cette thèse, la relation fonctionnelle entre le taux de réduction des nitrates et les organismes participant à l'expression de ce service est testée à différentes échelles d'étude allant du microcosme jusqu'à l'habitat hyporhéique d'un méandre de large rivière, la Garonne. Cette relation est mise en évidence dans une série de colonnes d'infiltration reproduisant le lit de rivière avec sa communauté benthique (projet Inbioprocess). Dans cette expérience, un gradient de biodiversité a été créé avec des combinaisons de communautés +/- biofilm, +/- méiofaune et +/- macrofaune pour tester leur influence sur l'élimination du nitrate avec et sans pesticides dans le cadre du projet Inbioprocess. Les résultats suggèrent l'influence des interactions entre communautés, sur le taux de réduction des nitrates qui est supérieur quand les invertébrés sont présents (11.8 ± 1.2) par comparaison avec les conditions sans invertébrés (7.7 ± 1.4 mg N l-1d-1 ; moyenne ± erreur standard (m ± ET)). Ces interactions ont également été suggérées comme favorisant le retour de la capacité de réduction des nitrates en présence de pesticides, utilisé comme source de stress, dans l'eau des microcosmes. Ces résultats de laboratoire montrent l'influence des interactions trophiques et non trophiques entre les différents niveaux trophiques de ce réseau, avec probablement l'implication des espèces les plus résistantes pour expliquer la capacité potentielle de résilience du système. L'existence de cette relation fonctionnelle de type "top-down" a ensuite été explorée en conditions in situ. Les taux de rétention mesurés dans 9 cours d'eau européens (projet STREAMES) ont été estimés à l'échelle du tronçon de rivière à 1.64 ± 2.39 (m ± ET) mg NO3--N m-2.min-1. L'influence des communautés d'invertébrés sur le taux de réduction des nitrates se révèle statistiquement comme aussi importante que celle des facteurs physicochimiques dans l'ensemble des tronçons explorés. L'étude des traits biologiques des communautés d'invertébrés a permis de préciser le type de communauté le plus corrélé aux processus d'élimination des nitrates. Ces organismes sont majoritairement interstitiels vivant dans les sédiments grossiers et avec des modes d'alimentation de type brouteurs de biofilm. Dans la zone hyporhéique de la zone humide alluviale de Monbéqui (projet Attenagua), la corrélation positive de la communauté d'invertébrés avec le taux de dénitrification a été seulement visible pendant automne. Cette période est considérée comme un moment propice pour l'observation de la relation diversité-fonction dans ce milieu
This PhD study aims to understand how the biodiversity influences the water purification processes in the hyporheic zone of running water, as an important regulating service that reduces the quantity of pollutants in freshwater ecosystems. Few studies have focused on how the invertebrate community influences the functioning of hyporheic zones, which are considered as a biogeochemical reactor that largely contributes to nutrient cycling capacity of the rivers. Nitrate retention or denitrification functions in hyporheic zones are used as indicators for the water purification service. The relationship between the nitrate removal function and its associated biodiversity was tested at different scales from indoor microcosms to in-stream reaches and the hyporheic habitat of a large river (Garonne) meander, under natural and stressful conditions. First, the linkage between invertebrates and the nitrate (NO3-) removal function was given in evidence in a series of infiltration columns that mimicked the riverbed conditions with its benthic communities. A gradient of community diversity was created with biofilm, meiofauna and macrofauna communities' combination in different treatments. It enabled to test the influence of the invertebrate community on the NO3- removal rates with and without pesticides during the Inbioprocess project. The results implied the influence of invertebrate and microbial cross-community interactions on NO3- removal rates, which was higher with invertebrate communities in the sediments (11.8 ± 1.2) than without (7.7 ± 1.4 mg N.l-1.d-1). These findings suggested a top-down control of invertebrates on the microbial activities. These interactions were also depicted at the source of the recovery of the NO3- removal capacity when facing stressful conditions due to addition of pesticide in the experimental water. These laboratory findings highlighted the importance of multi-trophic level interactions in the hyporheic habitat, with probable implication of the more resistant species in the resilience capacity of this system. The occurrence of the top-down linkage was then explored in in situ habitats. The NO3- removal rates measured at the reach scale in 9 European streams during the STREAMES project ranged from 0.04 to 10.75 with an average of 1.64 ± 2.39 mg NO3--N m-2.min-1 (Mean ± SE). The results suggested that not only physico-chemical and hydrological factors, but also macro-invertebrate assemblages may influence nitrate removal. Some functional groups positively correlated with nitrate reduction were biofilm grazers and interstitial organisms associated with macro-porous substrate. In the hyporheic water of Monbequi meander of the Garonne river, the positive correlation between invertebrate diversity and the potential denitrification rates was only visible during the autumn season, suggesting a potential "hot moment" for the observation of this correlation between biodiversity and ecosystem function in fields

A l’interface entre le continent et la mer, les lagunes côtières méditerranéennes sont vulnérables aux apports excessifs de nutriments issus des activités anthropiques, causant des phénomènes d’eutrophisation. Malgré les mesures de gestions mises en place sur les bassins versants, certaines lagunes telles que la lagune de l’Or restent en mauvais état, ce qui met en évidence la nécessité d’améliorer nos connaissances sur le fonctionnement du continuum terre-mer, en y intégrant les apports par les eaux souterraines, peu étudiés jusqu’à présent. Ces travaux de thèse ont donc cherché à compléter les connaissances concernant les deux processus d’apport issus des eaux souterraines : 1) les apports d’eaux souterraines continentales, qui constituent une source exogène de nutriments issus des aquifères et 2) les apports issus de la recirculation de l’eau interstitielle des sédiments, qui remobilisent des nutriments au sein de la lagune. Les investigations se sont concentrées sur la lagune de l’Or. Les travaux sur le bassin versant ont permis de comprendre les interactions entre l’aquifère et les eaux de surface, ainsi que d’estimer la part des flux d’azote et de phosphore issue des eaux souterraines continentales et véhiculée à la lagune à travers les cours d’eau. Au sein de la lagune, les résultats des expérimentations in situ, couplant des mesures de profil de température dans les sédiments et de flux biogéochimiques à l’interface eau/sédiment, indiquent que les processus de recirculation de l’eau interstitielle sont faibles dans ce contexte de mauvais état. Enfin, sur la base de ces travaux et d’une synthèse des connaissances acquises par ailleurs, un bilan de nutriments à l’échelle de la lagune de l’Or a été proposé et a permis de préciser le fonctionnement écologique complexe de cette lagune. Ces travaux de thèse ont contribué à améliorer notre compréhension des processus d’apport en nutriments sur le continuum terre-mer et permettront aux gestionnaires des milieux de prioriser les actions à mener dans un objectif d’atteinte du bon état écologique des lagunes méditerranéennes
At the interface between the continent and the sea, Mediterranean lagoons are vulnerable to excessive nutrient inputs from anthropogenic activities, causing eutrophication of the water bodies. Even management actions have been implemented on the watershed to reduce nutrient fluxes to the coastal zone, some lagoons remain in a bad ecological status according to the Water Frame Directive, highlighting the need for improving our understanding of the land-sea continuum. On the Mediterranean coast, little is known on groundwater inputs, their associated nutrient fluxes and their impact on lagoons in a bad ecological status. The aim of this PhD thesis was to improve our understanding of two main hydrological processes associated with groundwater: 1) continental groundwater inputs, as a new nutrient source to the lagoon from the adjacent aquifers and 2) pore water recirculation, driving nutrient from sediments to the water column through advective water flow, as a regenerated nutrient source. Or lagoon, whose bad ecological status has not improved over the last decade despite management actions, was chosen as a study site. Investigations the watershed revealed that important loads of nitrogen, originating from continental groundwater, was discharged to the lagoon through the streams. Experiments on lagoon sediments suggested that the muddy characteristics of Or lagoon induced low pore water recirculation fluxes. Hence, the majority of groundwater inputs to Or lagoon occurs through the streams from the continental aquifer. An annual nutrient budget enabled to conclude that given the importance of two main contributors (canalette and Rhône to Sète canal), groundwater inputs are not the major nutrient source to Or lagoon. The work carried out in this lagoon in a bad ecological status contributes to improving our understanding of nutrient fluxes on the land-sea continuum, in order to prioritize actions to be implemented to reach a good ecological status on Mediterranean lagoons

Quantifier la totalité des apports atmosphériques, notamment particulaires, est nécessaire pour mieux comprendre les cycles biogéochimiques en vue d'une gestion durable des écosystèmes forestiers. En effet, l'intensification des récoltes de bois-énergie induit une pression nutritive supplémentaire sur les forêts. Le but de ce travail est de combler les lacunes concernant le dépôt atmosphérique particulaire (taux de dépôt, composition minéralogique et chimique), ainsi que d'étudier son influence sur les cycles biogéochimiques forestiers. Pour ce faire, un échantillonnage de 2 ans a été mis en place dans 4 hêtraies de la moitié Nord de la France. Un développement métrologique a été nécessaire pour concevoir les capteurs hors et sous canopée et pour séparer les particules de la phase dissoute puis compartimenter le dépôt particulaire en fonction du modèle conceptuel organo-minéral établi dans cette étude. Les résultats obtenus valident ce modèle et montrent (i) un taux de dépôt annuel de 19±3 kg.ha-1.an-1 de minéraux peu solubles témoignant d'origines diverses, (ii) des flux de nutriments inférieurs à ceux des dépôts dissous et de l'altération des minéraux du sol mais qui contribuent à améliorer la fertilité des forêts, (iii) un captage supplémentaire induit par la canopée et (iv) une dissolution des particules minérales lors de leur transport atmosphérique qui enrichit les précipitations en nutriments. Un échantillonnage optimisé sur le long terme est indispensable pour confirmer et préciser les tendances observées, en particulier concernant les épisodes de très fort dépôt particulaire et le dépôt sous la canopée
Quantifying the little-known inputs of atmospheric particulate deposition (APD) is critically important for a sustainable management of forest ecosystems. Indeed, harvesting and subsequent nutrient losses are going to increase so as to meet the demand in renewable energy, including fuel-wood. This work aims at filling this gap by (i) describing the deposition rate, mineralogical and chemical compositions of APD and (ii) evaluating the influence of APD nutrient inputs on forest biogeochemical cycles. To do so, 4 beech stands in North French forests were equipped for a 4-week sampling. After a metrological development, samplers out of and below canopy were used for a 2-year sampling, as well as methods to separate APD from atmospheric dissolved deposition. These methods were conceived to separate the organic and mineral fractions of APD according to the conceptual model designed in this work. My results validated this model and indicated (i) a quite constant deposition rate of 19±3 kg.ha-1.year-1 of hardly soluble minerals over the North of France, made of various minerals suggesting heterogeneous sources of particles, (ii) nutrient inputs inferior to those of atmospheric dissolved deposition and soil weathering, but improving ecosystem fertility, (iii) an interception effect of the canopy, and (iv) the dissolution of mineral particles in the atmosphere which enriched atmospheric dissolved deposition in nutrients. Extending and optimizing the sampling would allow confirming and clarifying these results, especially concerning high atmospheric load periods and APD below canopy

Chez les diatomées du genre Pseudo-nitzschia, certaines espèces produisent une neurotoxine, l’acide domoïque responsable chez l’homme d’intoxications amnésiantes suite à la consommation de mollusques contaminés. En Baie de Seine, la variabilité interannuelle de ces efflorescences toxiques, qui provoquent certaines années des fermetures de zones de pêche à la coquille Saint-Jacques, est liée à des changements de diversité spécifique au sein des communautés de Pseudo-nitzschia. Cette thèse avait pour objectif de caractériser la diversité écophysiologique au sein du genre Pseudo-nitzschia afin de mieux comprendre les facteurs qui influencent les différences de toxicité et de phénologies des efflorescences des principales espèces de Pseudo-nitzschia de Baie de Seine. Différents paramètres physiologiques, tels que la croissance, la production d’acide domoïque, les quotas élémentaires, les paramètres photosynthétiques, ainsi que les paramètres de cinétiques d’absorption du nitrate, du silicate et du phosphate, ont été étudiés chez quatre espèces : P. australis, P. pungens, P. fraudulenta et P. delicatissima. De plus, la variabilité intraspécifique a été évalué en étudiant de nombreuses souches par espèce et en estimant l’influence des variations de la taille cellulaire liées au cycle de vie de Pseudo-nitzschia sur les paramètres physiologiques. Les résultats montrent une importante diversité intraspécifique de la physiologie des quatre espèces, en partie liée à la taille cellulaire et parfois au cycle de vie. La connaissance de cette diversité intraspécifique a permis de caractériser différents traits physiologiques pour chaque espèce. Les résultats apportent des éléments de compréhension sur les conditions physiologiques favorables à la production d’acide domoïque et le rôle des éléments nutritifs dans le déterminisme des efflorescences des espèces de Pseudo-nitzschia
In the diatom Pseudo-nitzschia, some species produce a neurotoxin called domoic acid responsible for amnesic shellfish poisoning in humans following the consumption of contaminated molluscs. In the Bay of Seine (English Channel), the variability of bloom toxicity is linked to differences in the Pseudo-nitzschia species diversity. The aim of this thesis was to characterize the ecophysiological diversity within the genus Pseudo-nitzschia in order to better understand the physiological parameters influencing differences in toxicity and bloom phenology among the main Pseudo-nitzschia species of the Bay of Seine. Growth, domoic acid production, elemental intracellular quotas, photosynthetic parameters and kinetic parameters for nitrate, phosphate, and silicic acid uptake were studied in four Pseudo-nitzschia species: P. australis, P. pungens, P. fraudulenta et P. delicatissima. The intraspecific variability was characterized with a multi-strain approach and also considering the effect of cell size on the studied physiological parameters. The results highlight the importance of the intraspecific variability in the physiology of the four species, in part due to cell size reduction linked to Pseudo-nitzschia life cycle. Delineate the intraspecific diversity allowed to characterize different physiological traits for each species. This work brings new information on the physiological conditions favorable to domoic acid production and on the role of nutrients in controlling Pseudo-nitzschia species diversity during blooms

Les cycles du carbone et des nutriments des lacs sont en partie contrôlés par la sédimentation, les apports de matières terrestres, les réseaux trophiques et les interactions entre ces compartiments et processus. Les sédiments et les matières terrestres sont des sources de matière organique et de nutriments pour les écosystèmes aquatiques qui peuvent avoir un effet ascendant sur les communautés pélagiques. Les prédateurs de sommets de chaînes exercent quant à eux un contrôle descendant sur le cycle des nutriments aquatiques et sur le processus de sédimentation, via la modification des transferts de matière au sein des réseaux trophiques. Cette étude a permis de montrer que la structure du réseau trophique, en modifiant le contrôle des producteurs primaires par leurs consommateurs, influe sur les compositions élémentaire et biochimique (acides carboxyliques polyinsaturés, stérols, dérivés de la chlorophylle, protéines et sucres) de la matière organique qui sédimente et sur sa biodégradabilité. Cette modification de biodégradabilité influence en retour les biomasses du seston, du zooplancton, ou des poissons. Les matières organiques d'origines différentes (autochtone et allochtone) étudiées ont des effets contrastés sur les compositions élémentaires du seston, du zooplancton et des sédiments récemment déposés, mais très peu d'impact sur la composition des biomarqueurs lipidiques de ces compartiments. Les effets ascendants sur la structure des réseaux trophiques pélagiques des apports de matière organique sous forme de sédiment ou de terre se sont avérés assez mineurs comparés à ceux induits par la modification de la structure des réseaux trophiques aquatiques.

Des bactéries adaptées au froid ont été sélectionnées pour leur capacité à dégrader des polysaccharides naturels. L'influence de la température de croissance, sur la régulation de la production des enzymes exocellulaires, a été étudiée. Nous avons mis en évidence l'existence de cinq profils de régulation qui ne sont corrélés ni a l'origine taxonomique des souches, ni au type d'activité produite. D'autre part, chez une même souche, le profil de production d'une activité donnée peut varier suivant la composition du milieu de culture, notamment en substrat carboné, ainsi qu'en fonction de la présence d'inducteur spécifique. La dépendance des profils de production à l'égard des conditions nutritionnelles, démontre également qu'aucune loi générale ne peut être établie quant à l'influence de la température sur la production des enzymes exocellulaires, chez les bactéries adaptées au froid. Cependant des comportements différents peuvent être observés suivant le groupe thermique des souches. En utilisant la représentation selon Arrhénius, du taux de croissance en fonction de la température, nous avons démontré l'existence d'une température critique de rupture de pente chez toutes les souches psychrotrophes, celle-ci étant absente chez les psychrophiles. Sur la base de ce critère distinctif nous avons établi que, chez les psychrotrophes, la production des enzymes exocellulaires varie de façon discontinue sur l'ensemble de la gamme de températures suboptimales de croissance, ce qui se traduit par l'existence de deux domaines thermiques de production. En revanche chez les psychrophiles la production varie de façon monotone sur la gamme de températures inférieures à l'optimum de croissance. Ces profils pourraient résulter d'adaptation en réponse aux différentes amplitudes de température caractérisant les environnements d'origine des représentants de chacun de ces deux groupes thermiques.