Depuis des décennies, les antibiotiques sont utilisés dans l'industrie avicole, non seulement pour la prévention et la lutte contre les infections bactériennes, mais aussi pour favoriser la croissance animale. Cependant, une pression sélective due à la surutilisation et à la mauvaise utilisation des antibiotiques contribue au développement de la résistance des bactéries aux antibiotiques, ce qui constitue une menace croissante pour la santé publique mondiale. Par conséquent, la production de poulets de chair sans antibiotiques est de plus en plus populaire dans le monde en raison aussi de la demande des consommateurs et il est nécessaire de développer des alternatives potentielles aux antibiotiques à utiliser dans le secteur de la volaille. De nombreux défis doivent être surmontés dans la production de poulets de chair sans antibiotiques et plusieurs études ont été menées pour rechercher des agents naturels aux effets bénéfiques. L'objectif général de cette thèse est d'étudier le potentiel des antimicrobiens d'origine bactérienne, à savoir la reutérine, la microcine J25 et l'acide lactique, comme alternatives aux antibiotiques à utiliser dans l'industrie de l'élevage du poulet. Le premier objectif spécifique était d'isoler et de caractériser les souches de Lactobacillus reuteri du tractus intestinal des poulets de chair. Au total, 800 souches bactériennes ont été isolées à partir de poulets de chair et examinées pour leur capacité à produire de la reutérine. Trois souches, à savoir L. reuteri C1-8, L. reuteri C1-14 et L. reuteri C1-18 ont été identifiées et ont montré une large gamme de spectre inhibiteur. L. reuteri C1-14 a présenté l'activité inhibitrice la plus élevée après 1 h de fermentation anaérobie dans la solution de glycérol. Les trois L. reuteri ont survécu à une condition simulée de l'estomac et en présence de suc intestinal. L. reuteri C1-14 a montré une sensibilité à la plupart des antibiotiques cliniquement importants. Sur la base de tous les critères considérés, L. reuteri C1-14 a été sélectionnée comme la souche la plus prometteuse à utiliser comme probiotique dans l'industrie avicole. Dans le deuxième objectif spécifique de cette thèse, différents composés antimicrobiens d'origine bactérienne, à savoir la reutérine, la microcine J25 et l'acide lactique, ont été évalués seuls ou en combinaison pour leur activité antimicrobienne. En utilisant le test en damier de microdilution, les combinaisons reutérine + acide lactique et reutérine + microcine J25 ont montré un effet synergique, rendant ces composés efficaces à des concentrations 4 fois inférieures à celles utilisées seules. Pulvérisé sur des carcasses de poulet réfrigérées, le mélange reutérine + acide lactique a réduit les comptes de Salmonella spp. de 2.02 log CFU/g, tandis que la reutérine + microcine J25 et l'acide peracétique ont induit une réduction de 0.83 et 1.13 log CFU/g, respectivement. Appliqués en pulvérisation après refroidissement, ces mélanges pourraient contribuer à la salubrité des aliments en diminuant le nombre de Salmonella sur les carcasses de poulet. Dans le troisième objectif spécifique, l'efficacité de deux consortia synergiques contenant de la reutérine (5 mM) et de l'acide lactique (0.78% v/v) ou de la microcine J25 (0.08 µM) sur le microbiote et les attributs sensoriels des cuisses de poulet crues ont été évaluées. Sur la base des numérations viables totales, la combinaison de reutérine et d'acide lactique ou de microcine J25 a ralenti la croissance du microbiote d'altération, prolongeant ainsi la durée de conservation de 2 à 3 jours. Des baisses significatives de la qualité sensorielle (y compris l'odeur, la couleur et l'apparence générale) se sont produites dans le groupe non traité, tandis que de légers changements sont survenus dans les groupes de consortia au cours de la même période. La reutérine combinée à l'acide lactique ou à la microcine J25 semble fournir une approche prometteuse pour contrôler la croissance des microorganismes d'altération dans la viande de poulet. Enfin, le dernier objectif spécifique était dédié à l'évaluation des effets de la reutérine + microcine J25 et L. reuteri dans l'eau potable sur les performances de croissance, le microbiote intestinal et les profils de métabolites microbiens chez les poulets de chair. Les résultats ont montré que les oiseaux recevant un antibiotique et 5 mM de reutérine + 0.08 µM de microcine J25 présentaient un gain de poids corporel plus important (environ 6.19% et 4.56%, respectivement) que le traitement témoin négatif (P <0,05), tandis que la supplémentation de L. reuteri n'a pas eu d'effet significatif sur les performances de croissance des poulets de chair. L'influence sur la structure globale des communautés bactériennes par la reutérine + microcine J25 était similaire à un traitement antibiotique. Pour les métabolites microbiens, la supplémentation en reutérine + microcine J25 a eu un effet positif sur les concentrations d'acides gras à chaîne courte dans les caeca, ce qui n'a pas été observé pour les groupes témoins. En résumé, ces résultats fournissent la preuve que la supplémentation en reutérine + microcine J25 peut probablement favoriser un environnement intestinal favorable à l'hôte en modifiant la composition microbienne et les métabolites, ce qui a eu un effet positif sur les performances de croissance et un grand potentiel comme alternative antibiotique efficace pour la production de poulets de chair. / For decades, antibiotics have been used in the poultry industry, not only for the prevention and treatment of bacterial infections, but also for promoting animal growth. However, a selective pressure by overuse and misuse of antibiotics contributes to the development of antibiotic resistance, posing a rising global public health threat. Therefore, antibiotic-free broiler chicken production is becoming increasingly popular worldwide due to consumers' demand and there is need to develop potential alternatives to antibiotics for use in the poultry sector. Numerous challenges need to be overcome in producing antibiotic-free broilers. Many studies have been carried out to look for natural agents with beneficial effects. The general objective of this thesis is to investigate the potential of bacterial-derived antimicrobials, namely reuterin, microcin J25 and lactic acid as alternatives to antibiotics for use in the broiler chicken industry. The first specific objective was to isolate and characterize Lactobacillus reuteri strains from the intestinal tract of broiler chickens. A total of 800 bacterial strains were isolated from broilers and screened for reuterin-producing ability. Three strains, namely L. reuteri C1-8, L. reuteri C1-14 and L. reuteri C1-18 were identified and shown to display a wide range of inhibitory spectrum. L. reuteri C1-14 exhibited the highest inhibitory activity after 1 h of anaerobic fermentation in a glycerol solution. All three L. reuteri survived simulated stomach and intestinal juice conditions. L. reuteri C1-14 showed susceptibilities to most clinically important antibiotics. Based on all criteria considered, L. reuteri C1-14 was selected as the most promising strain to be used as a probiotic in the poultry industry. For the second specific objective of this thesis, different bacterial-derived antimicrobial compounds, namely reuterin, microcin J25 and lactic acid, were evaluated alone or in combination, for their antimicrobial activity. Using the microdilution checkerboard assay, the combinations reuterin + lactic acid and reuterin + microcin J25 showed a synergic effect, making these compounds effective at concentrations 4 times lower than that used alone. Sprayed onto chilled chicken carcasses, reuterin + lactic acid mixture reduced Salmonella spp. counts by 2.02 Log CFU/g, whereas reuterin + microcin J25 and peracetic acid induced 0.83 and 1.13 Log CFU/g reductions, respectively. Applied as a post-chill spray, these mixtures could contribute to improve the food safety of poultry products by decreasing Salmonella counts on chicken carcasses. In the third specific objective, the efficacy of two synergetic consortia containing reuterin (5 mM) and lactic acid (0.78% v/v) or microcin J25 (0.08 µM) on microbiota and sensory attributes of raw chicken legs were evaluated. Based on total viable counts, the combination of reuterin and lactic acid or microcin J25 slowed down the growth of spoilage microbiota, thereby extending the shelf life of 2 to 3 days. Significant drops in sensory quality (including odor, color and overall appearance) occurred in the nontreated group, while slight changes occurred in the consortia groups over the same period. Reuterin combined with lactic acid or microcin J25 seems to provide a promising approach to control the growth of spoilage microorganisms on chicken meat. Finally, the last specific objective was dedicated to the evaluation of the effects of reuterin + microcin J25 and L. reuteri in drinking water on growth performance, intestinal microbiota and microbial metabolite profiles in broiler chickens. The results showed that birds received antibiotic and 5 mM reuterin + 0.08 µM microcin J25 exhibited greater body weight gain (about 6.19% and 4.56%, respectively) than negative control treatment (P < 0.05), while supplementing L. reuteri did not significantly affect broiler growth performance. The influence on the overall structure of bacterial communities by reuterin + microcin J25 was similar to antibiotic treatment. For microbial metabolites, supplementation with reuterin + microcin J25 positively affected the short chain fatty acids concentrations in the caeca than did the control groups. In summary, these results provide evidence that supplementation with reuterin + microcin J25 can likely improve the intestinal environment by changing microbial composition and metabolites, which had a positive effect on the growth performance and great potential as an efficient antibiotic alternative for broiler chicken production.

L'industrie apicole occupe une place cruciale au sein de l'économie canadienne et est en expansion depuis plusieurs années. Les conditions climatiques du pays entraînent cependant des pertes importantes de colonies et limitent l'élevage de reines tôt au printemps. Les apiculteurs doivent donc importer des reines d'autres pays afin de remplacer les colonies perdues, ce qui contribue à la dissémination d'agents pathogènes et de lignées d'abeilles ayant des traits génétiques indésirables pour l'apiculture canadienne. L'acquisition de reines locales au printemps est donc souhaitable et pourrait être facilitée par l'hivernage de reines en banques. En élevant des reines à la fin de l'été et en les regroupant dans une même colonie appelée banque durant la période hivernale, les apiculteurs auraient accès à des reines locales tôt au printemps. Cette technique est récente et les connaissances à ce sujet ont besoin d'être approfondies. Dans ce contexte, les objectifs de mon projet étaient d'évaluer l'effet de deux densités de reines (40 et 80) entreposées en banques sur leur survie hivernale et d'évaluer l'influence de l'hivernage des reines en banques sur leur qualité reproductive et leur performance en colonie. Nos résultats montrent que la survie hivernale des reines est supérieure à la densité la plus basse. L'hivernage des reines en banques n'affecte pas leur fertilité, mais réduit leur taille, leur poids et leur ponte durant leurs premières semaines en colonie au printemps. Néanmoins, après leurs premières semaines en colonie, les reines hivernées en banques regagnent une taille et un poids comparables à ceux de reines hivernées libres dans leur colonie respective. Ce projet démontre le potentiel de l'entreposage des reines en banques pour conserver des reines durant la période hivernale et ainsi assurer un approvisionnement en reines locales tôt au printemps. Cette méthode favorise aussi le maintien de traits génétiques adaptés aux besoins de l'industrie apicole canadienne. / The beekeeping industry is a vital part of Canadian economy and has been expanding for several years. However, winter causes significant colony losses and limits the rearing of queens in early spring. As a result, beekeepers must import queens from other countries to replace lost colonies, which contributes to the spread of pathogens and undesirable genetic traits. Developing the country's autonomy towards queen imports in early spring is therefore essential and could be facilitated by overwintering queens in a bank colony. By rearing queens at the end of summer and grouping them in a colony called a bank during the winter period, beekeepers would have access to local queens in early spring. This method is recent and the knowledge on this subject needs to be broadened. In this context, the objectives of my project were to assess the effect of two densities of queens (40 and 80) stored in a bank colony on their winter survival and to evaluate the influence of overwintering queens in a bank colony on their reproductive quality and colony performance. Our results show that queen survival rate is higher at the lowest density. Overwintering queens in a bank colony does not compromise their fertility, but reduces their size, weight and oviposition during their first weeks in a colony in spring. Nevertheless, after their first weeks in the colony, queens overwintered in bank colonies regain a size and weight comparable to that of queens overwintered free in their respective colony. This project demonstrates the potential of storing queens in a bank colony during the winter period. This method ensures a supply of local queens early in the spring and maintains genetic traits corresponding to the needs of the Canadian beekeeping industry.

Une population nicheuse de bernaches du Canada (Branta canadensis maxima) s'est établie sur les îles de Varennes, près de Montréal, depuis 1992. Un suivi de cette population montre que les effectifs augmentent rapidement, ce qui pourrait engendrer des problèmes de surabondance. Chez plusieurs espèces d'oies, il a été démontré que les sites d'élevage deviennent souvent limitants en raison du surbroutage causé par ces herbivores lorsque leurs effectifs augmentent. La majorité de ces études, par contre, ont été réalisées en milieu arctique ou sub-arctique où la productivité primaire est plus faible qu'à des latitudes plus méridionales où les bernaches résidentes se reproduisent. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer si l'habitat d'élevage sélectionné par les bernaches résidentes de Varennes avait un effet sur la croissance des oisons, de vérifier s'il existait des variations saisonnières et inter-annuelles dans leur croissance et de déterminer le potentiel de l'habitat d'élevage comme facteur pouvant limiter la croissance de cette population. Nous avons suivi des femelles nicheuses portant des colliers émetteurs (2004) ou conventionnels (2004 et 2005) afin de connaître l'habitat utilisé lors de l'élevage des jeunes. En 2003, 2004 et 2005, les oisons ont été marqués à l'éclosion à l'aide d'étiquettes de palmure puis recapturés quelques semaines avant l'envol afin d'être mesurés et pesés. Nous avons observé que les familles de bernaches utilisaient des habitats anthropiques ainsi que des habitats naturels et qu'il y avait peu de mouvements entre les sites d'élevage une fois le site choisi. Les oisons élevés principalement sur des pelouses avaient une masse et une taille structurelle plus élevées que les oisons élevés dans des habitats naturels. Il y avait des différences inter-et intra-annuelles dans la croissance des oisons, mais ces différences n'étaient pas aussi marquées que celles rapportés lors d'autres études portant sur des Ansérinés nichant en régions arctiques. Selon nos résultats, il semble improbable que l'on observe une baisse dans la croissance de la population due à des effets de densité. Nos observations ont aussi montré que les bernaches se regroupaient en groupes familiaux pouvant atteindre près de 200 individus. Un grand nombre de femelles ont abandonné leurs jeunes lors de la période d'élevage et la majorité des jeunes ont été élevés par des adultes autres que leurs parents biologiques. Ces résultats ouvrent les portes à d'autres études sur l'utilisation de l'habitat et le comportement des bernaches du Canada lors de la période d'élevage des jeunes dans le sud du Québec. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Adoption, Croissance des jeunes, Bernache du Canada, Élevage des jeunes, Habitats anthropiques, Québec.

Montréal Trigonix inc. 2018

Le mauvais goût de "vase" et de "terre" présent chez les poissons élevés en étangs est causé par la présence de géosmine et de 2-méthylisoboméol (MIB) dans leur chair. Ces composés sont semi-volatiles, et lorsque présents dans l'eau, ils sont absorbés et emmagasinés dans les tissus riches en lipides. Les cyanobactéries planctoniques et -benthiques ainsi que les actinomycètes sont des bactéries reconnues comme étant des sources de géosmine et de MIB. Une période d'épuration en eau fraîche est donc nécessaire pour libérer le poisson de ce mauvais goût. La présence de mauvais goût semblable a déjà été documentée chez les poissons élevés dans un système en recirculation (SR). Toutefois, il existe peu d'information disponible sur l'origine du mauvais goût. Les hypothèses de départ étaient que la durée de l'élimination augmente lorsque la température est réduite, que le taux de lipides contenu dans les tissus augmente et que les composés responsables du mauvais goût chez les poissons élevés en étangs sont les mêmes que chez les poissons élevés en SR. Des méthodes quantitatives (micro extraction en phase solide et GCMS) ont été utilisées pour quantifier et déterminer la source du mauvais goût dans l'eau, dans le biofilm et dans les filets. Les cyanobactéries qui pourraient être responsables de la présence de géosmine n'ont pas encore été identifiées.

Le bassin versant du Bouregreg est situé dans le centre Nord-ouest du Maroc. C’est un bassin semi-aride de la partie humide de ce royaume. L’agriculture constitue un pilier essentiel de l’économie marocaine. Cependant, la surface agricole utile du pays reste très limitée à cause de conditions climatiques défavorables. Cette surface agricole utile, localisée principalement dans les régions humides, ne représente qu’environ 20% du territoire national, d’où un intérêt particulier pour les espaces agricoles favorables comme le bassin versant du Bouregreg. En outre, bien que le Maroc ait entrepris d’importants investissements en matière d’irrigation depuis l’indépendance, certains espaces comme le bassin du Bouregreg sont restés en marge de cette politique pour des raisons liées à leur fragilité naturelle. Paradoxalement, malgré l’attention particulière accordée à l’agriculture irriguée dans les différentes politiques de développement agricole depuis l’indépendance, l’agriculture pluviale reste la principale source de production agricole, surtout céréalière. Ainsi, cette agriculture pluviale, associée à un important élevage extensif, se concentre de plus en plus sur des espaces climatiquement favorables comme le bassin du Bouregreg, sans tenir compte de la fragilité des sols et du couvert végétal naturel de ces espaces. L’étude présente, menée avec le soutien du projet SIGMED (approche Spatialisée de l’Impact des activités aGricoles au Maghreb sur les transports solides et les ressources en Eau Des grands bassins versants), met en relief la dynamique spatiale et temporelle de la végétation et des sols du bassin du Bouregreg sous l’action combinée de pressions anthropiques et climatiques défavorables de 1980 à 2009. Cette étude fait appel à l’outil de télédétection, de statistique et de SIG. L’analyse de télédétection est faite à partir d’échelles multiples, de la basse résolution à la très haute résolution spatiale. Il en est de même de l’analyse temporelle où sont exploitées, à la fois, des images de très grande répétitivité temporelle (NOAA et MODIS) et des images de basse résolution temporelle (LANDSAT et SPOT 5). L’exploitation de ces images combine la télédétection et les analyses statistiques de série chronologiques et de corrélation. L’analyse des interactions diverses entre la dynamique des facteurs naturels, notamment climatiques, et celle des facteurs anthropiques est réalisée par système d’information géographique. Pour pousser la réflexion dans le domaine de la prospective géographique quant au devenir de ce bassin dans un environnement climatique de plus en plus défavorable, des analyses climatiques ont été faites à partir de projection de modèles climatiques régionaux pour les horizons 2050 et 2100. Les principaux résultats de cette étude indiquent une baisse marquée de la productivité végétale due à une dégradation de plus en plus importante du milieu sous actions agropastorales et climatiques. Sur la base des projections des modèles climatiques, cette dynamique est amenée à se poursuivre, si bien qu’au-delà de 2050, le système de production agricole pluvial sera amené à disparaitre, d’où l’importance de la question de l’adaptation du bassin aux conditions d’un changement climatique. / The Bouregreg watershed is located in the Northwest central Morocco. It’s a semi-arid basin of the humid part of the kingdom. Agriculture is a key pillar of the Moroccan economy. However, the agricultural area of the country is limited due to adverse climate conditions. This agricultural, area located in humid regions is only 20% of the national territory, hence a particular interest in favorable agricultural areas as Bouregreg watershed. Furthermore, although Morocco has undertaken major investments in irrigation, some areas such as the Bouregreg basin remained on the sidelines of this policy for reasons related to their natural fragility. Paradoxically, despite the attention given to irrigated agriculture in the various agricultural development policies of the country since independence, rainfed agriculture remains the main source of agricultural production, especially grain. Well, this rainfed agriculture associated with a significant ranching, focuses more on climatically favorable areas such as the Bouregreg basin, without taking into account the fragility of the soil and natural vegetation of these areas. The present study, conducted with the support of the SIGMED project, highlights the spatial and temporal dynamics of vegetation and soil of the Bouregreg basin under the combined action of adverse anthropogenic and climatic pressures from 1980 to 2009. This study uses the tool of remote sensing, GIS and statistical. Analysis of remote sensing is made from multiple scales from low resolution to high spatial resolution. It is the same for the temporal analysis, where are used both images of high temporal repetitiveness (NOAA and MODIS) and low temporal resolution (LANDSAT AND SPOT 5). Exploitation of these images combines remote sensing and statistical time series analysis and correlation. Analysis of various interactions between the dynamics of natural factors, including climate, and the anthropogenic factors, is carried out by GIS. For further reflection in the field of geographical prospective about the future of the basin in a climate environment increasingly unfavorable, climate analyzes were made from projections of regional climate models for 2050 and 2100 horizons. The main results of this study showed a significant decrease in plant productivity due to more increasing degradation caused by farming and climate actions. Based on the projections of climate models, this dynamics is likely to continue, so that beyond 2050, the system of rainfed production will have to disappear. As for forest formation, they should suffer as result more pressure which should lead to their disappearance. If an effective backup policy is not implemented. This dynamics to be highlights the importance of the issue of adaptation basin conditions of climate change.

Les acides aminés (AA) sont une composante essentielle du régime alimentaire des animaux de ferme, mais la détermination précise des besoins en AA est un défi. Les besoins en AA peuvent être influencés par de nombreux facteurs, notamment la génétique, la santé, l’âge et, comme récemment montrée, la variabilité individuelle. Dans les systèmes classiques d’alimentation des troupeaux par phase (SATP), tous les porcs reçoivent la même ration pendant de longues périodes. De ce fait et afin de s’assurer qu’ils expriment leur plein potentiel de croissance, la plupart des porcs reçoivent plus d’éléments nutritifs qu’ils n’en n’ont besoin, ce qui engendre des effets nuisibles sur l'environnement par l'excrétion d'azote accrue, et sur les coûts de production. Dans les systèmes d’alimentation individuelle de précision (SAIP), les porcs reçoivent une ration ajustée chaque jour en fonction de leurs besoins nutritifs. Dans ce contexte, il est nécessaire de distinguer les exigences de l’AA d’une population de celles des individus. Les rapports optimaux d’AA entre les différents AA essentiels ont été établis pour les systèmes d’alimentation classiques par phase, mais ces rapports pourraient différer selon qu’il s’agit d’un système d’alimentation classique ou d’un système d’alimentation de précision des porcs. L’objectif principal de cette recherche a été de comparer le rapport optimal thréonine: lysine (Thr: Lys) entre le système d’alimentation classique par phase et le système individuel d’alimentation de précision. À l’aide d’une méthodologie de dose-réponse avec cinq ratios Thr: Lys pour des porcs en croissance dans un SATP ou SAIP la composition chimique et la concentration en AA de la carcasse ont été affectées par le ratio Thr: Lys et l’ampleur ainsi que le type de réponse était dépendant du système d’alimentation utilisé. Il a été possible de confirmer l’hypothèse de départ selon laquelle les ratios optimaux des AA utilisés par le SATP ne sont pas adéquats pour établir les besoins des AA dans les systèmes d’alimentation de précision. Dans une seconde étude de dose-réponse avec des rapports Thr: Lys similaires offerts aux porcs en finition, les besoins de Thr:Lys étaient plus élevés que ceux observés précédemment pour les porcs en croissance suggérant que les besoins en AA pour le dépôt de protéine est dépendant de l'âge. Ces deux études suggèrent que les porcs peuvent moduler leur croissance et leur composition corporelle en fonction du niveau d'apport en AA et peuvent répondre différemment à la même quantité d'AA ingérée. Ces études soulignent en outre la faiblesse de l'utilisation d'un profil protéique idéal en considérant des exigences fixes en AA en raison de la composition en AA de la carcasse supposée constante. L'estimation précise des besoins en AA pour les porcs dans un SAIP semble être limitée par l'utilisation de ratios AA fixes, car les porcs ont des exigences en AA différentes. Enfin, une nouvelle approche basée sur une conception composite centrale avec une configuration factorielle visant à estimer indépendamment les besoins pour la Lys et la Thr en temps réel chez les porcs nourris individuellement a été proposée. Une réponse non unique du dépôt de protéines à diverses combinaisons Thr et Lys a été observée en raison des différences dans les exigences en AA entre les porcs. Cet aperçu de la variabilité entre les porcs est utile pour affiner le système d'alimentation de précision en estimant les besoins en AA de manière plus précise et en nourrissant les porcs selon leurs besoins individuels. De plus, cela permettrait de réduire le gaspillage de nutriments chez les porcs avec moins de dépôt protéique. Les résultats présentés dans cette thèse soutiennent l'idée que les changements dans la composition corporelle chez les porcs sont induits par des changements dans les niveaux alimentaires en AA. Par conséquent, la croissance peut être modulée en fonction de la composition corporelle optimale souhaitée par le consommateur. Cette thèse propose un changement de perspective dans la nutrition animale, où l’AA peut être un déclencheur de la réponse métabolique animale avec des exigences en AA dynamiques et distinctes chez les animaux de manière individuelle. / Amino acids (AA) are essential components of diets but accurate determination of AA requirements in farm animals is a challenge. Requirements for AA in pigs can be influenced by several factors, including genetics, health, age, and, as recently shown, also individual variability. In conventional group-phase feeding (GPF) systems, large groups of pigs receive the same feed during extended periods and most pigs receive more nutrients than required to express their growth potential with potential detrimental effects on the environment through increased nitrogen excretion, and on production costs. In individual precision feeding (IPF) systems, pigs are fed diets tailored daily to their individual nutrient requirements. In light of this, it is necessary to distinguish the AA requirements of a population from those of individuals. Optimal essential AA ratios have been established for pigs in conventional GPF systems, but these optimal AA ratios might differ for pigs in IPF systems. The main research objective was to compare the ideal protein profile in pigs using the optimal threonine-to-lysine (Thr:Lys) ratio between conventional GPF and IPF systems. Based on a dose-response approach with five levels Thr:Lys ratios offered to growing pigs in a GPF or IPF system, it was possible to confirm the initial hypothesis that optimal AA ratios differ between feeding systems. Carcass chemical composition and AA concentration was likewise affected by the Thr:Lys ratio, and the magnitude and type of response depended on the feeding system. In a second dose-response study with similar Thr:Lys ratios offered to late finishing pigs, requirements were larger than to those previously observed for growing pigs, suggesting that AA requirements for protein deposition is age dependent. These two studies suggest that individual pigs can modulate their growth and body composition according to the level of AA intake and can respond differently to same amount of ingested AA. These studies further highlighted the weakness of using an ideal protein profile by considering fixed requirements for AA due the assumed constant AA carcass composition. Accurate estimation of AA requirements for pigs in an IPF system seems to be mainly limited by the use of fixed AA ratios as pigs have different AA requirements. Finally, a novel approach to the dose-response approach based on a central composite design with a factorial design aiming at independently estimating real-time requirements for Lys and Thr in individual pigs was proposed. A non-unique response of protein deposition to various Thr and Lys combinations was observed due to the differences in AA requirements among individual pigs. This insight on variability among individual pigs is useful to fine-tune the precision feeding system by estimating AA requirements more accurately, feeding pigs according to their individual requirements, and, ultimately, reduce waste of nutrients in pigs with lower protein deposition. The results presented in this thesis support the idea that changes in body composition in pigs are induced by changes in dietary AA levels. Therefore, growth may be modulated to the optimal body composition desired by the consumer. This thesis proposes a change of perspective in animal nutrition, where AA may be seen as a trigger for animal metabolic response with dynamic and distinctive AA requirements in individual animals. / Os aminoácidos (AA) são componentes essenciais das dietas, mas a determinação exata das exigências de AA em animais de criação é um desafio. Exigências nutricionais de AA em suínos podem ser influenciadas por vários fatores os quais incluem: genética, estado sanitário, idade, e como recentemente demonstrado, a variabilidade individual. Tradicionalmente animais recebem a dieta usando um sistema convencional de alimentação de grupos por fase (AGF). Nesse sistema todos os suínos recebem a mesma ração durante toda uma fase de crescimento e a maioria dos animais recebem mais nutrientes do que o necessário para expressar o seu potencial de crescimento. Isso vai impactar negativamente no meio-ambiente devido a grande excreção de nitrogênio e nos aumentados custos de produção. Em sistemas de alimentação precisão individual (API), os suinos são alimentados com dietas diariamente adaptadas às suas exigências individuais de AA. Neste contexto, é necessário distinguir as exigência de AA de uma população e de indivíduos. O perfil de proteína ideal foi estabelecido para suínos em sistemas convencionais de AGF, mas estas relações ideais de AA podem ser diferentes para suínos em sistemas API. O objetivo principal da pesquisa foi comparar o perfil de proteína ideal em suínos, usando a relação ideal treonina-para-lisina (Thr:Lys) entre sistemas convencionais de AGF e API. Usando a metodologia de dose-resposta com cinco relações Thr:Lys dentre de um sistema AGF ou API, foi possível confirmar a hipótese inicial que perfil de proteína ideal em suínos diferem entre sistemas de alimentação. A composição química e concentração de AA na carcaça também foi afetada pela relação Thr:Lys, e a magnitude e o tipo de resposta foram dependentes do sistema de alimentação usado. Em um segundo estudo de dose-resposta, com relações de Thr:Lys semelhantes as oferecidas anteriormente aos suínos em crescimento foram oferecidas à suínos em terminação. Foi possivel observar que para estes as exigências de Thr eram maiores do que aquelas observadas anteriormente para suínos em crescimento, sugerindo que as exigências de AA para deposição de proteína é idadedependente. Estes dois estudos sugerem que suínos podem modular a sua taxa de crescimento e composição corporal de acordo com o nível de ingestão de AA e podem responder de forma diferente a mesma quantidade de AA ingerido. Estes estudos destacam a fragilidade do uso do conceito perfil de proteína ideal, considerando exigências fixas de AA devido a assunção de que a composição de carcaça tem concentração de AA constante. A determinação exata das exigências de AA para suínos em um sistema API parece ser limitada principalmente pelo uso de relações fixas e constantes de AA, porém suínos têm exigências de AA diferentes entre eles. Finalmente, propõe-se uma nova abordagem baseada num desenho composto central com uma configuração fatorial visando independentemente estimar as exigências de Lys e Thr em tempo real para suínos em um sistema API. Com esta metodologia, observou-se uma resposta de deposição de proteína não-unica para diferent combinações de Thr e Lys, devido às diferenças nas exigências de AA entre suínos. Essa percepção sobre a variabilidade entre individuos é útil para ajustar o modelo de nutrição de precisão aprimorando as estimativas de exigências AA, nurrindo animais de acordo com suas necessidades individuais possibilitando a redução do desperdício de nutrientes especialmente em suínos com baixa deposição de proteína. Os resultados apresentados nesta tese, apoiam a ideia de que alterações na composição corporal em suínos são induzidas por alterações nos níveis dietéticos de AA. Portanto, o crescimento pode ser modulado para a composição de corporal ideal desejada pelo consumidor. Esta tese propõe uma mudança de perspectiva na alimentação animal, onde AA pode ser visto como um gatilho para desencadear uma resposta metabólica animal ao invés da tradicional visão de AA como exigências nutricionais fixas.

Les exploitations de polyculture-élevage sont de plus en plus reconnues au plan international comme limitant les problèmes environnementaux tout en permettant une agriculture productive et économiquement viable. Les incitations à la spécialisation de la PAC et la diminution de la main d'oeuvre agricole les ont néanmoins marginalisées en Europe. Cette thèse vise à éclairer les conditions de maintien d'exploitations de polyculture-élevage durables. Un travail en partenariat avec des agriculteurs, maires et conseillers agricoles a été conduit sur un cas d'étude en zone défavorisée simple française, les Coteaux de Gascogne. Nos travaux ont montré que, malgré une forte variabilité entre exploitations, la polyculture-élevage locale était un bon compromis par rapport à la spécialisation pour une durabilité environnementale et économique. Une analyse des trajectoires passées des exploitations nous a permis d'éclairer quatre types de « chemins pour durer » en polyculture-élevage. Parmi ceux-ci, deux sont apparus pertinents pour le maintien de la polyculture-élevage en contexte incertain : « maximiser l'autonomie » et « diversifier les ateliers ». Sur la base de ces deux types de trajectoires, nous avons co-construit avec les partenaires deux scénarios techniques prospectifs. Pour le type « maximiser l'autonomie », implanter des intercultures fourragères basées sur des légumineuses permettrait de favoriser l'autonomie alimentaire du troupeau en maintenant la fertilité des sols. Pour le type « diversifier les ateliers », finir des génisses permettrait de les valoriser en circuit court. Ces scénarios ont été adaptés puis simulés sur des exploitations locales. Ce type de démarche a permis i) d'impliquer fortement les acteurs locaux via des réunions collectives et ii) une approche prospective originale fondée sur une étude rétrospective intégrant le temps long. / Mixed crop-livestock farms are again attracting worldwide interest, as they are considered to be a good way to limit environmental problems while allowing a productive and economically viable agriculture. The incentives of the Common Agricultural Policy and decreasing workforce availability nevertheless marginalized these farms in Europe. This thesis aims at understanding the conditions for a survival of sustainable mixed crop-livestock farms. A partnership process with farmers, mayors and technical advisers has been led in a French less favoured area, the Coteaux de Gascogne. Our work has shown that even if a wide variability existed between farms, local mixed crop-livestock farming was a good trade-off compared to farm specialization concerning an environmental and economic sustainability. An analysis of farm past trajectories allowed us to enlighten four “paths to last” in mixed crop-livestock farming. Two of these ones appeared to be suitable paths to maintain mixed crop-livestock farms in a uncertain context: “maximizing autonomy” and “diversification of production units”. On the basis of these two types of trajectories, we have co-constructed with local actors two technical prospective scenarios. In line with the type “maximizing autonomy”, forage legume intercropping could enable to autonomously feed the bovine herd while maintaining soil fertility. In line with the type “diversification of production units”, fattening heifers would allow a commercialization through short circuit. These scenarios have been adapted and then simulated on local farms. This type of approach allowed to i) strongly involve local actors through collective meetings and ii) an original future study based on a retrospective study integrating long time changes.

Depuis les années 90, on constate une augmentation mondiale des nuisances par punaises de lits (Cimex lectularius). En 2008 en France, peu d'observations et de recherche sont recensés. Cette thèse a eu pour objectif de mettre en place un groupe de recherche multirégional (Nice, Marseille, Toulon, Montpellier, Bobigny, Créteil) via un Projet Hospitalier de Recherche Clinique (PHRC 09-API-01). Sur le plan entomologique nous avons décrit 81 cas d'infestations, et nous avons récolté sur le terrain 2891 punaises Nous avons mis en place un élevage pérenne en laboratoire de Cimex lectularius nourries sur membrane par sang humain. Des investigations microbiologiques on été mené a partir de 339 punaises collectés précédemment, l'ADN et l'ARN ont été extrait pour évaluer leur portage virologique et bactériologique. En virologie, avec les sondes virales : Flavivirus, Arenavirus, Hantavirus, Phlebovirus aucune positivité a été observée. En bactériologie, 32 punaises ont été positives pour un agent infectieux soit 9.4% des punaises, 29 punaises ont été positives pour Acinetobacter, 3 pour Wolbachia, 3 pour Ehrlichia et 2 pour Coxiella. La sensibilité aux insecticides a été testée lors d'une collecte de 192 appartements de St Ouen (93). Au total 564 punaises ont été recueillies. L'ADN extrait pour 124 spécimens étaient homozygote pour le gène de résistance aux pyréthrinoïdes L925I kdr-gène. Ce taux élevé indique que le phénomène résistance est déjà bien établi. La pertinence de l'utilisation des pyréthrinoïdes pour contrôler les punaises de lit en France doit être discutée. / Since 90's, bed bugs (Cimex lectularius) infestations are increasing all over the world. Upon 2008, in France, very rare informations and researches on bedbugs are investigated. The objectives of this thesis work were to organise and manage a research project (PHRC 09-API-01) with french research laboratories (Nice, Marseille, Toulon, Montpellier, Bobigny, Créteil). About entomological project, we describe 81 infestations and collected 2891 bed bugs. A bed bugs maintenance of laboratory colony has been established without any animals, only on an artificial membrane with human blood. About Infectious research, 339 bedbugs have been studies for their virological and bacteriological pathogens. In virology, with the molecular probes targeted for Flavivirus, Arenavirus, Hantavirus, Phlebovirus no postivity has been observed. In bacteriology, 32 bedbugs have been positive for a bacteria dispatched as follow: 29 bed bugs for Acinetobacter, 3 for Wolbachia, 3 for Ehrlichia and 2 for Coxiella. Resistance to insecticide has been evaluated for 192 apartments in Saint Ouen City (France-93). 534 bed bugs have been collected. A total of 564 bed bugs were collected in the infested units. Bioassays and DNA sequencing showed a high frequency of resistance to pyrethroids; all bed bugs tested (n= 124) had homozygous L925I kdr-like gene mutation. The high levels of pyrethroid resistance indicate that this phenomenon is already established and prompt the need to reevaluate the wide use of pyrethroids to control bed bugs in France. Genetic analysis of french bed bug populations are still ongoing. First steps for biomolecular markers validations are finish.

Face aux changements globaux et aux défis du développement soutenable, l'approvisionnement alimentaire urbain doit à la fois être analysé à travers les processus qui le sous-tendent et quantifié en termes de mobilisation des ressources naturelles et d'émission des polluants dans l'environnement. On s'est intéressé dans le cadre de cette thèse à comprendre le mécanisme d'approvisionnement en viande et en lait frais de l'agglomération parisienne sur une période longue de deux siècles et à déterminer, produit par produit, l'empreinte environnementale de l'approvisionnement en termes d'emprise spatiale, de mobilisation d'eau et de flux d'azote entre les agro-systèmes et l'environnement au début des XIXe, XXe et XXIe siècles. On a utilisé des données statistiques nationales et internationales de transport et de production agricole pour déterminer et suivre l'évolution de l'aire géographique d'approvisionnement, évaluer la fraction des subsistances régionales que réclame la capitale pour son approvisionnement, reconstituer à l'aide des modèles de rationnement et des tables d'alimentation les rations des animaux approvisionnant Paris, déterminer, en termes à la fois de biomasse, d'énergie et de protéines, le rendement en viande et en lait du fourrage aux différentes dates et enfin calculer, de manière spatialisée, l'étendue des terres agricoles (empreinte spatiale) - et les flux d'azote et d'eau impliqués dans la production. L'empreinte hydrique a pour objectif de mesurer le volume des prélèvements d'eau (pluviale et d'irrigation) et le taux moyen de mobilisation des apports d'origine pluviale. L'empreinte azotée brute désigne le tonnage total d'azote mis en jeu dans la production, dont le partage entre la production d'aliments et les pertes environnementales dépend de la manière dont fonctionnent les agro-systèmes et caractérise la profondeur de l'empreinte urbaine. On propose ainsi d'élargir la notion d'équivalent habitant (Equ/Hab) classiquement considéré comme représentatif des émissions individuelles d'azote dans les eaux usées urbaines et de définir un équivalent habitant amont qui englobe en quelque sorte tous les rejets individuels d'azote en amont de la ville, relatifs à la production de la nourriture d'un citadin. Depuis le début du XIXe siècle, l'étendue de production par habitant s'est réduite d'un facteur six (pour une consommation de viande et de lait égale à environ 2 kg N/hab/an au début du XIXe siècle comme actuellement) – la réduction étant pour 30 % environ relative au doublement du rendement en viande et en lait du fourrage - mais l'intensité d'utilisation de l'eau et la profondeur de l'empreinte par hectare ont respectivement doublé et quadruplé. On estime qu'actuellement, 45 % des pertes d'azote - soit 5,1 kg N/hab/an ou 60 kg N/ha - proviennent des fumures laissées à l'abandon, faute de n'être reconduites à l'agriculture végétale. Etant donné que la somme des importations de viande bovine, porcine et de lait représente 25 % de l'apport protéique total dans l'alimentation du Parisien et sachant que la fraction végétale de l'alimentation est à priori caractérisée par moins de pertes d'azote que la fraction animale, on estime l'équivalent habitant amont de l'ensemble de l'alimentation du Parisien, à environ 7 Equ/Hab / For the sake of the sustainable development as a measure against global environmental change, urban consumption needs to be studied through the processes that underlie production and assessed in terms of resource use and pollutant emissions into the environment. This PhD thesis devotes to understand the mechanisms in supplying meat and milk to Paris over two hundred years and measure the land requirements, water withdrawals and nitrogen flows between agrosystems and the environment to supply each product in the early 19th, 20th and 21st centuries. We used agricultural and transport statistics from French and international data sources to locate the Paris hinterland at each date, quantify the urban food supply as a proportion of the regional potential food production, precisely model the diets of the livestock according to the animal productivity and the feed availability in the regional and global markets at the dawn of each century, compute the nitrogen, energy and feed conversion efficiencies in the meat and milk production and, finally, assess both the size and the geographic pattern of the Paris acreage (spatial imprint) and of the nitrogen and water flows in support of the production. The water imprint is used to account for the water withdrawals (irrigation and rainwater) in terms of volume and use intensity. The N imprint measures on the one hand the total amount of reactive nitrogen entering the agrosystems and the partitioning of these inputs between the food production and the environmental losses. The latter are referred to as “the depth” of the urban imprint which provides a measurement of the indirect contribution of urban areas to the alteration of the N cycle. When expressed on a “per capita” basis (kg N/cap) the depth of the imprint shows the emissions of reactive nitrogen to supply the diet of one person as opposed to the direct individual N discharge in urban wastewater. When expressed on a “per hectare” basis, it shows the intensity of the upstream urban N emissions and can be used as a tool for assessing urban sustainability beyond the city limits. Since the early 19th century, the land requirements for the “per capita” meat and milk consumption in Paris (equaling about 2 kg N/cap/year in both the early 19th and the early 21st centuries) reduced six-fold – with about 30 % of the reduction relating to the doubling of the nutrient conversion efficiencies in the secondary production – but the water use intensity and the “per hectare” depth of the imprint respectively doubled and quadrupled. We estimate that currently, about 45 % of the N losses - meaning 5.1 kg N/per/year or 60 kg N/ha – stem from abandoned manure. As the beef, pork and fresh milk imports to Paris currently account for about 25 % of the protein intake of a Parisian and given that animal production is a priori more wasteful that primary production, we estimate that the “per capita” emissions of N for providing the whole diet equal over 7 times the urban N discharges, meaning that a city's wastewater treatment plants handle less than 15 % of the total (direct and indirect) food related N emissions of the citizens