L’océan Arctique est marqué par une forte saisonnalité qui se manifeste par la présence d’une banquise permanente dont l’extension varie entre 6 et 15 millions de kilomètres carré. Interface plus ou moins perméable, la banquise limite les échanges atmosphère - océan et affecte le budget énergétique global en réfléchissant une part importante du rayonnement incident. Le manteau neigeux qui se forme à sa surface est un élément essentiel notamment parce qu’il contribue fortement aux propriétés optiques de la banquise. D’une part par son albédo, proche de l’unité dans le visible, qui retarde sensiblement la fonte estivale de la glace. Et d’autre part, il est majoritairement responsable de l’extinction verticale de l’éclairement dans la banquise. Or, la faible intensité lumineuse transmise à la colonne d’eau constitue un facteur limitant important à l’accumulation de biomasse des producteurs primaires souvent des micro-algues, à la base des réseaux trophiques. Le manteau neigeux en surface, par ces propriétés physiques et leurs évolutions temporelles, joue donc un rôle essentiel en impactant directement l’initiation et l’amplitude de la floraison phytoplanctonique printanière. Dans le cadre du réchauffement climatique actuel, les mutations que subit la banquise : amincissement, réduction de son extension estivale et variations des épaisseurs du manteau neigeux bouleversent d’ores et déjà la production primaire arctique à l’échelle globale et régionale.Cette thèse vise à mieux comprendre la contribution du manteau neigeux au transfert radiatif global de la banquise, afin de mieux estimer son impact sur la production primaire arctique. Elle s’appuie sur un jeu de données collecté lors de deux campagnes de mesures sur la banquise en période de fonte. Les propriétés physiques de la neige, SSA et densité, permettent une modélisation précise du transfert radiatif de la neige qui est validée, ensuite, par les propriétés optiques comprenant : albédo, profils verticaux d’éclairement dans le manteau neigeux et transmittance à travers la banquise.Au printemps, la neige marine, marquée par une importante hétérogénéité spatiale, évolue suivant quatre phases distinctes. La fonte, d’abord surfacique puis étendue à toute l’épaisseur du manteau, se caractérise par une baisse de la SSA de 25-60 m2kg-1 à moins de 3 m2kg-1 provoquant une diminution de l’albédo dans le proche infrarouge puis à toute longueur d’onde ainsi qu'une augmentation de l’éclairement transmis à la colonne d’eau. Cette période est chaotique, et marquée par une forte variabilité temporelle des propriétés optiques causées par la succession d’épisodes de fonte et de chutes de neige. Les propriétés physiques de la neige sont utilisées par un modèle de transfert radiatif afin de simuler les profils verticaux d'éclairement, l’albédo et la transmittance de la banquise. La comparaison entre ces simulations et les profils d’éclairement mesurés met en évidence la présence d’impuretés dans la neige dont leurs natures et leurs concentrations sont estimées. En moyenne, la neige échantillonnée contenait 600 ngg-1 de poussières minérales et 10 nng-1 de suies qui réduisaient par deux l’éclairement transmis à la colonne d’eau. Enfin, la modélisation de l’éclairement à toute profondeur de la banquise, représentée de manière innovante par des isolumes, est mise en relation avec l’évolution temporelle de la biomasse dans la glace. Il apparaît que la croissance des algues de glace est systématiquement corrélée avec une augmentation de l’éclairement, et ce, jusqu’à des niveaux d’intensité de l’ordre de 0.4 uEm-2s-2. Ces variations d’éclairement sont causées par le métamorphisme et la fonte de la neige en surface. / The Arctic ocean shows a very strong seasonality trough the permanent presence of sea ice whose extent varies from 6 to 15 millions km2. As an interface, sea ice limits ocean - atmosphere interactions and impacts the global energy budget by reflecting most of the short-wave incoming radiations. The snow cover, at the surface, is a key element contributing to the optical properties of sea ice. Snow enhances further the surface albedo and thus delays the onset of the ice melt. In addition, snow is the main responsible for the vertical light extinction in sea ice. However, after the polar night, this low light transmitted to the water column is a limiting factor for primary production at the base of the oceanic food web. The snow cover, through the temporal evolution of its physical properties, plays a key role controlling the magnitude and the timing of the phytoplanktonic bloom. In the actual global warming context, sea ice undergoes radical changes including summer extent reduction, thinning and shifts in snow thickness, all of which already alter Arctic primary production on a regional and global scale.This PhD thesis aims to better constrain the snow cover contributions to the radiative transfer of sea ice and its impact on Arctic primary production. It is based on a dataset collected during two sampling campaigns on landfast sea ice. Physical properties of snow such as snow specific surface area (SSA) and density allow a precise modeling of the radiative transfer which is then validated by optical measurements including albedo, transmittance through sea ice and vertical profiles of irradiance in the snow.During the melt season, marine snow which shows strong spatial heterogeneity evolves fol- lowing four distinctive phases. The melting, which first appears at the surface and gradually propagates to the entire snowpack, is characterized by a decrease in SSA from 25-60 m2kg-1 to less than 3 m2kg-1 resulting in a decrease in albedo and an increase in sea ice transmittance. This is a chaotic period, where optical properties show a very strong temporal variability induced by alternative episodes of surface melting and snowfalls. The physical properties of snow are used in a radiative transfer model in order to calculate albedo, transmittance through sea ice and vertical profiles of irradiance at all depths. The comparison between these simulations and measured vertical profiles of irradiance in snow highlights the presence of snow absorbing impurities which were subsequently qualitatively and quantitatively studied. In average, impurities were composed of 660 ngg-1 of mineral dust and 10 ngg-1 of black carbon. They were responsible for a two-fold reduction in light transmitted through sea ice. The light extinction, calculated at all depths in sea ice, and represented by isolums, was compared to the temporal evolution of ice algae biomass. The results show that every significant growth in ice algae population is related to an increase of light in the ice. These growths were observed even at very low light intensities of 0.4 uEm-2s-2. Light variations in the ice were linked by snow metamorphism and snow melting at the surface.

Les mécanismes de détermination génétique du sexe, qui requièrent la présence de régions chromosomiques non recombinantes ou bien de chromosomes sexuels, ont émergé de manière indépendante et répétée au sein de plusieurs lignées d'eucaryotes. La plupart des connaissances acquises dans ce domaine portent sur un nombre limité de groupes d'eucaryotes. La disponibilité d'une espèce modèle pour le groupe des algues brunes, Ectocarpus siliculosus, dont le génome a été séquencé, permet de disposer des outils nécessaires pour étudier ces mécanismes au sein d'une lignée phylogénétiquement éloignée des modèles classiquement étudiés. L'un des premiers défis a été d'identifier les chromosomes sexuels dans le génome d'E. siliculosus et de réaliser l'analyse comparative de ces structures. Par la suite, l'analyse de l'expression des gènes entre individus mâles et femelles à différents stades du cycle de vie a permis d'identifier les gènes différentiellement exprimés, de caractériser leurs fonctions et d'analyser leur évolution moléculaire. Les nombreuses données générées afin de réaliser ces différentes analyses ont permis de proposer une nouvelle version de l'assemblage du génome et de l'annotation structurale et fonctionnelle de l'ensemble des gènes codants et non-codants d'E. siliculosus. Ces différents travaux ont permis d'apporter une importante contribution sur les connaissances dans le domaine de l'analyse fonctionnelle et évolutive du déterminisme sexuel chez les algues brunes ainsi qu'une importante actualisation des ressources génomiques du modèle Ectocarpus. / Genetically determined sex determination mechanisms, which are controlled by non-recombinant chromosome regions or sex chromosomes, have emerged independently and repeatedly across several eukaryotic lineages. Most of the knowledge acquired in this area has been obtained for a limited number of eukaryotic groups. The availability of a model organism for the brown algae, Ectocarpus, whose genome has been sequenced, allows the development of tools to study these mechanisms in a lineage that is phylogenetically distant from classically studied models. One of the first challenges was to identify the sex chromosomes in Ectocarpus and to carry out a comparative analysis of these genomic structures. Analysis of gene expression in males and females at different stages of the life cycle then allowed the identification of differentially expressed genes. The functions and molecular evolution of these sex-biased genes was then studied. The large amount of data generated during the course of these analyses allowed the establishment of a new version of the genome assembly and refined structural and functional annotation of both coding and non-coding genes in Ectocarpus. This work helped made a significant contribution to knowledge in the field of functional and evolutionary analysis of sex determination in brown algae and a significantly updated the genomic resources available for the model organism Ectocarpus.

La première partie de ce travail de thèse s'est intéressée à l'impact des régimes alimentaires des porcs sur la quantité de soufre présente dans les déjections. La charge en soufre apportée par chacun des ingrédients qui composent la formulation a été analysée. La rétention et l'excrétion du soufre ingéré par les animaux (porcs) ont été évaluées par une étude in-vivo. Le soufre absorbé par les animaux est faiblement retenu, au-delà des besoins nutritionnels, il est excrété principalement sous la forme de sulfates, par la voie urinaire. La dynamique des sulfates dans le lisier a été évaluée par une simulation de stockage anaérobie, ils sont consommés et transformé en sulfure d'hydrogène, lequel est, soit transféré vers la phase gazeuse, soit stocké dans la phase liquide. La principale voie de production étant la réduction dissimilatrice des sulfates. La deuxième partie de ce travail de thèse est consacrée au devenir du soufre dans les unités de méthanisation agricoles où la production d'hydrogène sulfuré est sous la dépendance des mélanges de co-substrats digérés. Un inventaire des différents substrats utilisables par les unités de méthanisation à la ferme a donc été réalisé. Les teneurs en soufre total ainsi que les potentiels méthanogènes pour chacun de ces substrats ont été déterminés et un potentiel sulfurogène (concentration maximale d'hydrogène sulfuré du biogaz pour un substrat donné) a été défini. Grâce à ces données, un ratio C/S a pu être défini, lequel a permis de classer les différents substrats quant à leur potentialité à produire de l'hydrogène sulfuré. Les algues vertes d'échouage, substrat à faible ratio C/S, ont été testées sur des pilotes de digestion anaérobie en co-digestion avec des lisiers de porcs. Pour ces algues, le faible potentiel de production de biogaz couplé aux fortes teneurs en hydrogène sulfuré du biogaz mesuré avec nos essais limite fortement l'intérêt de leur utilisation dans les filières de méthanisation à la ferme.

La mayoría de los monumentos históricos se ven afectados por la acción simultánea de factores ambientales y biológicos. La presente investigación se centra en la caracterización de los biofilms fotosintéticos y los factores abióticos involucrados en el deterioro de las zonas arqueológicas mayas del sureste mexicano (Palenque, Bonampak y Yaxchilán). Los biofilms se desarrollan tanto en la superficie como en el interior del material arqueológico (estuco y mortero). Las condiciones ambientales de la región son elevada irradiancia y humedad, combinada con un periodo de sequía. La distribución de estos biofilms ha sido analizada con varias técnicas de microscopia: Microscopia óptica, Microscopía Confocal (CSLM), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM). Se han identificado por taxonomía clásica y biología molecular géneros de cianobacterias y algas: Chroococcidiopsis, Gloeocapsa, Gloeothece, Aphanothece y las especies Asterocapsa divina, Scytonema guyananse, Nostoc cf. commune y Trentepohlia aurea que se encuentran a 1-2 mm por debajo el sustrato y en la superficie. La distribución y composición de los biofilms en los sitios estudiados esta relacionado con las condiciones de cada sitio de muestreo, el tipo de sustrato (estuco y/o mortero) colonizado por los biofilms (bioreceptividad), la intensidad de luz recibida y la humedad relativa ambiental y la que el sustrato pueda retener. En la mayoría de los biofilms están las mismas especies pero en distintas proporciones. Las especies filamentosas S. guyanense y T. aurea dominan en zonas expuestas, mientras que las cianobacterias coloniales están en zonas relativamente protegidas, que coincide con sitios de mayor humedad. Se ha estudiado una especie que está en las tres zonas arqueológicas, N. cf. commune, es una especie que tolera la desecación y tiene varias estrategias fisiológicas que le facilitan la permanencia de cara a los cambios ambientales que se presenten a lo largo del tiempo.

Helerotrophic (cetoenzymatic and respiratory activities) and autotrophic (photosynthetic activity) metabolism on epilithic strearn biofilms have been measured, analyzed and studied in this thesis.The main objective was to determine the role of the heterotrophs in organic matter use (autochthonous and allochthonous) in Mediterranean streams.In Riera Major, a siliceous forest Mediterranean stream, the capacity to cleave polysaccharides is more important in the epipsammon than in the epilithon. The heterotrophic activity in the surface sediment was higher than in the subsurface sediment. This has been related to the higher quantity and quality of the organic matter which accumulates in the surface sediment. A drastic increase in benthic algal biomass and ectoenzymatic activities was observed in a stream stretch where the riparian vegetation had been removed.The bedrock of La Solana, a calcareous Mediterranean stream, is covered by a thick cyanobacterial crust with a layered structure similar to a stromatolite where different algal patches developed. This structure has a great capacity for organic matter utilization and seems to be adapted to the drastic environmental changes characteristic of Mediterranean streams. Specially, the ectoenzymatic activities were immediately recovered after a dry period.The ectoenzyme kinetics in Riera Major and La Solana was investigated along a seasonal study. In La Solana Vmax values for the three enzymes studied were always higher and the turnover time of substrate hydrolysis was lower (faster) than in the Riera Major which might be related to the more labile substrates for the heterotrophs (organic compounds from the primary producers) while Riera Major is receiving a more recalcitrant material (Ieaf from the riparian vegetation).The ectoenzymatic activity in the epilithic biofiIm of a fourth-order river, the Ter, followed a markedly seasonal pattern, most activities and biomass showing a peak in spring and autumn. Discharge and nutrients were the most important factors for Ihe regulation of biofilm metabolism.The epilithic ectoenzymatic activities were also measured in a Central European mountain stream. Colonization studies (by using clay tiles as substrates for the epilithon) showed that algal material is used by the heterotrophs as an organic matter source. / METODOLOGIA: La tècnica principal utilitzada en aquest estudi és la mesura de les activitats ectoenzimàtiques en els diferents biofilms -epilítics. Epipsàmmícs, crosta cianobacteriana- de nus. En aquest capítol es descriu el desenvolupament d'aquesta metodologia (procés d'incubació, concentració dels substrats, temps d'incubació) i la seva alplicació en l'estudi dels biofilms. Així mateix són descrites les altres mesures metabóliques aplicades en aquest estudi (activitat respirotória, ETS, i activitat fotosintètica, incorporació de H(14)CO3) així com la densitat i biomassa algals (comptatge de cèl.lules, clorofil.la-a) i bacterianes (microscopia de fluorescència) i la mesura dels paràmetres físics i quimícs del riu.

La diatomée d'eau douce A. formosa peut produire des lipides neutres en plus ou moins grandes quantités en fonction des conditions de culture. Ainsi, nous avons montré par exemple qu'une carence en silice stimule la production de triacylglycérols (TAGs) mais génère une diminution de la biomasse. En revanche, nous avons montré que l'addition de bicarbonate et de phytohormones augmente à la fois la biomasse et la production de TAGs. L'ajout de phytohormones dans les milieux de culture de cette diatomée résulte en une augmentation de l'activité d'enzymes dans les extraits et notamment celles du cycle de Benson-Calvin. Parmi ces enzymes, la GAPDH est une enzyme dont l'activité augmente significativement. Nous avons montré que chez A. formosa, cette enzyme forme un complexe ternaire avec la CP12 et la Férrédoxine NADP Réductase (FNR) et non pas avec la CP12 et la phosphoribulokinase comme chez la plupart des organismes photosynthétiques. La régulation de cette enzyme en est de fait modifiée. La phytohormone, 24-épibrassinolide conduit à une augmentation d'activité de la GAPDH qui résulte de la dissociation du complexe GAPDH-CP12 et la GAPDH n'est plus redox régulée. La GAPDH chez les diatomées est donc régulée par des interactions protéineprotéine. / A. formosa, a freshwater diatom, can produce different amounts of neutral lipids such as triacylglycerols (TAGs) under different growth conditions. We showed that as it is well-known for diatoms, starvation for silica increased the production of TAGs but decreased biomass. However, the addition of bicarbonate or phytohormones into the growth medium increased both biomass and TAGs. Addition of phytohormones increased the activities of enzymes in particular those of the Benson-Calvin cycle. Among the target enzymes of the Benson-Calvin cycle, GAPDH was strongly affected. We purified this enzyme and demonstrated that, in the diatom A. formosa, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) from the Calvin cycle, forms a complex with the small chloroplast protein CP12 and Ferredoxin NADP Reductase (FNR), which is involved in the photochemical phase of photosynthesis. In cells treated with the phytohormone, 24-epibrassinolide, GAPDH was "free", not redox-regulated and not associated anymore with CP12. Therefore GAPDH from this diatom is regulated by protein-protein interaction but the GAPDH/CP12/FNR complex replaces the one formed between GAPDH, CP12 and phosphoribulokinase found in most photoautotrophs.

Au Canada, près de 80% des émissions totales, soit 692 Mt eq. CO2, des gaz à effet de serre (GES) sont produits par les émissions de dioxyde de carbone (CO2) provenant de l’utilisation de matières fossiles non renouvelables. Après la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques, COP21 (Paris, France), plusieurs pays doivent réduire leurs émissions de GES. Dans cette optique, les microalgues pourraient être utilisées pour capter le CO2 industriel et le transformer en biomasse composée principalement de lipides, d’hydrates de carbone et de protéines. De plus, la culture des microalgues n’utilise pas de terres arables contrairement à plusieurs plantes oléagineuses destinées à la production de biocarburants. Bien que les microalgues puissent être transformées en plusieurs biocarburants tels le bioéthanol (notamment par fermentation des hydrates de carbone) ou le biométhane (par digestion anaérobie), la transformation des lipides en biodiesel pourrait permettre de réduire la consommation de diesel produit à partir de pétrole. Cependant, les coûts reliés à la production de biodiesel à partir de microalgues demeurent élevés pour une commercialisation à court terme en partie parce que les microalgues sont cultivées en phase aqueuse contrairement à plusieurs plantes oléagineuses, ce qui augmente le coût de récolte de la biomasse et de l’extraction des lipides. Malgré le fait que plusieurs techniques de récupération des lipides des microalgues n’utilisant pas de solvant organique sont mentionnées dans la littérature scientifique, la plupart des méthodes testées en laboratoire utilisent généralement des solvants organiques. Les lipides extraits peuvent être transestérifiés en biodiesel en présence d’un alcool tel que le méthanol et d’un catalyseur (catalyses homogène ou hétérogène). Pour la commercialisation du biodiesel à partir de microalgues, le respect des normes ASTM en vigueur est un point essentiel. Lors des essais en laboratoire, il a été démontré que l’extraction des lipides des micro-algues en phase aqueuse était possible afin d’obtenir un rendement maximal en lipides de 36% (m/m, base sèche) en utilisant un prétraitement consistant en une ébullition de la phase aqueuse contenant les microalgues et une extraction par des solvants organiques. Pour l’estérification, en utilisant une résine échangeuse de cations (Amberlyst-15), une conversion des acides gras libres de 84% a été obtenue à partir des lipides de la microalgue Chlorella protothecoïdes dans les conditions suivantes : température : 120°C, pression autogène, temps de réaction : 60 min, ratio méthanol/lipides: 0.57 mL/g et 2.5% (m/m) Amberlyst-15 par rapport aux lipides. En utilisant ces conditions lors d’une catalyse homogène (acide sulfurique) suivie d’une seconde étape alcaline avec de l’hydroxyde de potassium (température : 60°C ; temps de réaction : 22.2 min; ratio catalyseur microalgue : 2.48% (m/m); ratio méthanol par rapport aux lipides des microalgues : 31.4%), un rendement en esters méthyliques d’acides gras (EMAG) de 33% (g EMAG/g lipides) a été obtenu à partir des lipides de la microalgue Scenedesmus Obliquus. Les résultats démontrent que du biodiesel peut être produit à partir de microalgues. Cependant, basé sur les présents résultats, il est difficile de conclure si les microalgues sont une matière première d’avenir pour la production de biodiesel / In Canada, near 80% of the greenhouse gases (GHG), 692 Mt eq. CO2, are produced by CO2 emissions from non renewable fossil fuel used. Following the United Nations conference on climate changes (COP21) (Paris, France), several countries have the objective to reduce their GHG emissions. Consequently, the microalgae should be used to trap industrial carbon dioxide and transform them to a biomass composed of lipids, carbon hydrates and proteins. Moreover, this type of culture doe require arable land in opposition to several oleagineous plant used to produce biofuels. Despite the fact that microalgae can be transformed to several biofuels as bioethanol (among others by fermentation) or biomethane (by anaerobic digestion), the lipid transformation into biodiesel shoud allow reducing the petrodiesel consumption. However, the cost linked to the biodiesel production from microalgae remain relatively high far for a short term commercialisation partially because microalgae are cultivated in aqueous phase in opposition to several oleagineous plants, which increase the biomass harvesting and the lipid extraction cost. Despite de fact that several techniques of microalgae lipids recovery do not use organic solvents as mentioned in the literature, most methods tested in laboratory generally used organic solvents. The lipids extracted can be transformed into biodiesel in presence of an alcool such as methanol and a catalyst (homogeneous or heterogeneous). For the microalgae biodiesel commercialization, the respect of ASTM standards is an essential point. At the laboratory scale, it was shown that the lipid extraction in aqueous phase was possible to obtain a maximum yield of 36wt% (dry weight) by using a boiling pretreatment of the aqueous phase microalgae followed by an extraction with organic solvents. For the esterification of FFAs with a strong acid resin (Amberlyst-15), a FFAs conversion of 84% was obtained from Chlorella protothecoides microalgae lipids in the following conditions: temperature : 120°C, autogeneous pressure, reaction time: 60 min, methanol/lipids ratio: 0.57 mL/g and 2.5wt% Amberlyst-15 compared to lipids. With the same reaction conditions (1st step) with a homogeneous catalyst (H2SO4) and an alkaline second step with a catalyst of potassium hydroxide (KOH) (temperature: 60°C; reaction time: 22.2 min; catalyst to microalgue ratio : 2.48wt%; methanol to lipids ratio: 31.4%), a fatty acid methyl ester (FAME) yield of 33% (g FAME/g lipids) was obtained from the Scenedesmus obliquus microalgae lipids. These results showed that biodiesel can be produced from microalgae lipids. However, based on these results, it is difficult to conclude that microalgae are a promising raw matrial to produce biodiesel

Les proliférations de microalgues peuvent être nocives. L'augmentation récente de la fréquence et de l’étendue géographique des efflorescences de dinoflagellés benthiques toxiques comme Ostreopsis cf. ovata peut poser de réels problèmes de santé publique. La côte méditerranéenne Nord-Occidentale (lieu de cette étude) est l'une des nombreuses régions méditerranéennes où les proliférations d'algues nuisibles représentent une menace pour l’économie touristique. Dans les années à venir, une attention particulière devra être portée à la gestion et la prévision des proliférations de ces microalgues nuisibles benthiques et c'est dans ce contexte que cette étude a été menée. Une étude bibliographique portant sur les proliférations d’Ostreopsis spp. indique un manque important de données en relation avec l'écologie d’O. cf. ovata, en particulier concernant les substrats biotiques, ainsi que les communautés les habitats benthiques et, par conséquent, les rôles éventuels que ceux-ci peuvent jouer en tant que stimulateurs majeurs des efflorescences d’Ostreopsis spp. Durant les étés 2015 et 2016, des expériences in situ de courte durée ont été menées sur les récifs côtiers et ont été complétées par des expériences en laboratoire. Les résultats obtenus ont permis d’établir que quatre communautés distinctes de macroalgues abritent des abondances différentes d’O. cf. ovata. En particulier, les abondances les plus élevées ont été enregistrées dans des sites dominés par des structures communautaires peu complexes ; Turf et Dictyotales, alors que les sites dominés par des communautés complexes de Cystoseira n’ont montré aucune prolifération significative de microalgues. Ces résultats impliquent que les régions côtières dominées par les communautés composées de Cystoseira spp. pourraient potentiellement réduire les proliférations de Ostreopsis spp. En outre, d’autres facteurs abiotiques, tels que les concentrations en nutriments et métaux traces, ne contribuent pas (ou peu) à expliquer la dynamique des populations de O. cf. ovata. Les multiples facteurs de stress d’origine anthropique continueront à influencer le fonctionnement de l’écosystème marin. La compréhension de ces impacts et la façon dont ils influencent la dynamique des dinoflagellés benthiques toxiques est impérative pour prévoir, gérer et éventuellement réduire ces proliférations, à l’échelle de l’océan mondial. / Algal blooms can be harmful. The global management and forecasting of benthic harmful algal blooms (BHABs) will be of increasing importance in the years ahead and that is what this study sets out to address. The increase over recent decades, in both frequency and geographical range, of the potentially harmful benthic dinoflagellate Ostreopsis cf. ovata can pose real problems for human health. The French Côte d’Azur, the location for this study, is just one of many Mediterranean areas where harmful algal blooms pose a potential economic threat to a tourist-based economy. A review of the existing literature on Ostreopsis spp. blooms shows a severe lack of information about the ecology of O. cf. ovata in relation to biotic substrates, communities and habitats and thus any possible roles these may play in fostering major Ostreopsis spp. blooms. Through a series of in situ experiments on temperate reefs on the Côte d’Azur over the summers of 2015 and 2016 with follow-up experiments in the laboratory, this study establishes that four distinct macroalgal communities harbour different O. cf. ovata abundances. The results indicated that higher abundances were recorded in sites which were dominated by less complex community structures; Turf and Dicyotales, while sites with Cystoseira spp. communities present did not harbour significant microalgal blooms. These results imply that coastal regions with a dominance of Cystoseira-composed-communities could potentially be less prone to blooms or even inhibit Ostreopsis spp. proliferation. Although, no clear relationship was found between inorganic nutrient concentrations and O. cf. ovata abundances, it was observed that in the bloom onset period, nitrogen compounds were higher than in the rest of the study period (both in 2015 and 2016). Multiple human stressors will continue to impact marine vegetation, understanding these impacts and how they then influence bloom dynamics is imperative for the global management and mitigation of BHABs.

Les virus du genre Chlorovirus (phycoDNAviridae) sont des virus à ADN double-brin de grande taille, qui infectent des algues vertes eucaryotes unicellulaires vivant en eau douce nommées les chlorelles (Trebouxiophyceae). A l'aide d'approches bioinformatiques, j'ai consacré mon travail de thèse à l'étude de la diversité génomique des chlorovirus et de leur histoire évolutive, ainsi qu'à l'étude transcriptomique de l'infection virale chez son hôte.Dans le premier volet de ma thèse, j'ai procédé à l'assemblage et à l'annotation de 50 nouveaux génomes de chlorovirus récemment séquencés (Roche-454). J'ai ainsi été en mesure de mieux caractériser les différences de structure du génome et de contenu en gène des différents chlorovirus en fonction de leurs hôtes. J'ai également mis en évidence l'existence d'un quatrième sous-groupe de chlorovirus, repoussant les limites connues de la diversité de ces virus. Enfin j'ai montré que les Chlorovirus ne suivent pas le même schéma évolutif des autres NCLDV et que l'origine de leurs gènes est encore inconnue, bien que probablement virale.Dans un autre projet, j'ai également étudié les variations de la transcription des gènes de la chlorelle (C. varabilis NC64A) induites par l'infection par un chlorovirus (PBCV-1) grâce au séquençage profond (Illumina) des ARNm polyadénylés présent dans la cellule saine, puis après infection. J'ai ainsi pu montrer que les différentes fonctions cellulaires sont impactées de façon préférentielle par l'infection. / Giant viruses in the genus Chlorovirus (Phycodnaviridae) infect eukaryotic green microalgae known as Chlorella (Trebouxiophyceae). Using bioinformatic approaches, I dedicated my thesis on the study of the genomic diversity and evolutionnary history of the chlorovirus at the genus level, and the transcriptomic of the viral infection.In the first part on my work, I conducted the assembly and annotation of 50 new chlorovirus genomes recently sequenced (Roche-454). I was able to refine the known differences between chloroviruses, both in genome structure and gene content terms. Clues for the existence of a fourth subgroup of chloroviruses were also found. I was also able to show that the chlorovirus does not follow the same evolutionnary pattern as the other NCLDV, and that the origin of their genes is still largely unknown, but presumably of viral origin.In a second project, I studied the variation in the transcription of chlorella's genes (C. variabilis NC64A) during the infection by a chlorovirus (PBCV-1) using the deep-sequencing (Illumina) of all polyadenylated messenger RNA in the healthy or infected cell. This way, I was able to show that the various cellular functions are preferentially impacted by the infection.

La présente thèse porte sur des travaux expérimentaux et de modélisation visant à étudier les processus bactériens et algaux au sein d’une lagune a haut rendement algal (HRAP). Un système pilote HRAP a été construit et les impacts des différentes conditions opérationnelles sur l’hydrodynamique et le transfert gaz/liquide du pilote ont été étudiés. De plus, le rapport d'inoculation optimal entre les algues et les bactéries (Al-Bac) a également été étudié. La biomasse Al-Bac a ensuite été inoculée dans le système HRAP pour une évaluation à long terme du traitement des eaux usées et de la récupération des nutriments. Le HRAP dans cette étude peut être appliqué en traitement secondaire de eaux usées ou comme étape primaire éliminant rapidement les charges élevées de DCO et de TKN des retour en tête de digesteurs anaérobies (centrats). Les résultats expérimentaux obtenus ont également été utilisés pour calibrer et valider des modèles de type « boîte noire » et mécanistes. Les deux modèles peuvent décrire le fonctionnement à long terme du système. Le premier permet ainsi d'évaluer rapidement les performances du système ainsi que de le dimensionner, tandis que le second simule avec succès les résultats à long (général) et à court (détaillé) terme. L'étape suivante devrait être l'application du système à grande échelle. / The thesis focused on both experimental and modeling works aiming to investigate the algal bacterial processes in High-Rate Algal Pond (HRAP) system. A pilot HRAP system was built and the impacts of different operational conditions on hydraulic and gas transfer rate of the pilot were investigated. Moreover, optimal inoculation ratio between algae and bacteria (Al-Bac) was also studied. The Al-Bac biomass was theninoculated in the HRAP system for long term assessment of wastewater treatment and nutrient recovery. The HRAP in this study can be applied for secondary treatment application or as a primary step removing rapidly high loads of COD and TKN from centrate wastewater. Experimental results obtained were also employed in calibrating and validating black box and comprehensive algal bacterial models. Both models coulddescribe the system in long term. The former was adequate for giving quick assessment of the system performance as well as sizing application while the latter successfully simulated the results both in long (general) and short (detailed) time scale. A next step should be applying the system in large scale.