Ces travaux étudient l'impact de la solubilité dans l'eau du phosphore (P) chez l'animal. L'alimentation phosphorée des animaux à été extrême puisque 70% de P de la ration a été apportée par des sources inorganiques (monocalcique= soluble et bicalcique= insoluble). Ces situations ne sont pas représentatives des conditions d'élevage où, le P inorganique représente une moindre proportion de P total de la ration. La chèvre laitière a été utilisée comme modèle animal. L'objectif de la première étude a été de déterminer, l'impact de la solubilité de P sur l'activité fermentaire et les variations de la teneur en P des bactéries associées aux phases liquide et solide. Ce travail rapporte pour première fois le taux de sortie de P du rumen de même que les variations de la teneur en P des bactéries. La deuxième étude a eu comme objectif de déterminer l'effet de la solubilité de P sur son utilisation digestive et métabolique et de préciser le cycle de mobilisation et restauration osseuse au cours d'un cycle complet de lactation. L'effet de la solubilité de P a été observé sur l'activité bactérienne (représenté par les cinétiques des acides gras volatils). Les bactéries associes à la phase liquide ont été les plus affectées par la différence de solubilité. Les bactéries semblent s'adapter aux variations des concentrations en P. L'utilisation digestive et métabolique des phosphates n'a pas montré de différences associées à la solubilité, mais au stade de lactation. Des différences des concentrations du marqueur de résorption osseuse (cross links de collagène type I) ont été observées. Ces différences pourraient être attribuées à une utilisation métabolique différente. Des recherches complémentaires sont nécessaires pour préciser la cinétique de P dans le rumen et du métabolisme des bactéries ruminales. La chèvre laitière présente des différences adaptatives pour augmenter l'absorption apparente de P au début de lactation, tandis que chez la brebis, l'adaptation est observée vers mi lactation.

La « biotransformation ruminale » est un concept qui regroupe l'ensemble des réactions se produisant dans le rumen (dégradation, synthèse et conversion). Ces réactions sont pilotées par trois forces motrices majeures : les lois de la cinétique chimique, de la thermodynamique et de la dynamique des populations microbiennes. Cette thèse a pour objectif d'étudier l'impact d'un facteur alimentaire (pourcentage de concentrés incorporés dans la ration, supplémentation en huile) sur le fonctionnement du rumen et la biotransformation ruminale des constituants alimentaires en termes de dynamique et d'intensité. Cette thèse a combiné trois types d'approches : un essai in vivo sur des chèvres en milieu de lactation, deux essais in vitro (méthode du gaz-test) et une approche de modélisation mécaniste. In vivo, les réactions de biotransformation ont été évaluées par un suivi de la dynamique postprandiale et des mesures de bilans duodénaux. De plus, nous avons étudié l'influence réciproque des phénomènes ruminaux et de l'animal-hôte (comportement d'ingestion, métabolisme, paramètres zootechniques, et qualité du lait) sur le long terme (6 semaines). Nos résultats sont en accord avec la plupart des études antérieures effectuées chez la chèvre ou la vache laitières. Les modifications du comportement d'ingestion observées après 6 semaines avec le régime riche en concentrés ont eu un effet sur les phénomènes digestifs ruminaux. Les flux duodénaux d'acides gras ont expliqué les profils en acides gras du lait. Les études in vitro ont donné des résultats très cohérents par rapport à l'in vivo lorsque les animaux donneurs recevaient les régimes incubés. Enfin, nous avons développé un modèle mécaniste de fonctionnement de rumen in vitro décrivant de manière spécifique les lois physico-chimiques expliquant les dynamiques d'évolution du pH et de formation de gaz. Ce modèle aboutit à des résultats satisfaisants et pourrait être intégré à un modèle de rumen plus complet. La modélisation semble être le meilleur moyen pour intégrer toutes les réactions de biotransformation observées lors d'expérimentations. / “Ruminal biotransformation” is a concept aggregating all the reactions occurring in the rumen (degradation, synthesis and conversion). These reactions are driven by three major driving forces: laws of chemical kinetics, thermodynamics and the dynamics of microbial populations. The principal objective of the thesis was to study how a dietary factor (percentage of concentrate in the ration, oil supplementation) can modify rumen function and the ruminal biotransformation of dietary components in terms of pattern and extent. To answer to this question, three approaches were used: an in vivo experiment on mid-lactation goats, two in vitro experiments (with the gas-test method) and the development of a mechanistic model. In vivo biotransformation reactions were assessed by post-feeding measurements or by duodenal flow determination. Further, the relationships between the rumen and the host animal (intake behaviour, metabolism, performance parameters, and milk quality) were studied over a period of 6 weeks. Our results were consistent with previous reports in goats and dairy cows. Animals adapted their intake behaviour in 6 weeks with the high-concentrate diet. As a consequence, modifications of ruminal digestion patterns were observed. Duodenal flow of fatty acids explained the milk fatty acid profile. The in vitro studies gave consistent results with the in vivo study when donor animals were fed the incubated diets. Finally, a mechanistic model of rumen functioning in in vitro devices was developed. It describes specifically the physicochemical laws explaining pH and gas production patterns. This model gives satisfying results and could be integrated to a larger mechanistic model of rumen. Modelling provides a logical framework within which to mathematically integrate all the biotransformation reactions observed in experiments.

La " biotransformation ruminale " est un concept qui regroupe l'ensemble des réactions se produisant dans le rumen (dégradation, synthèse et conversion). Ces réactions sont pilotées par trois forces motrices majeures : les lois de la cinétique chimique, de la thermodynamique et de la dynamique des populations microbiennes. Cette thèse a pour objectif d'étudier l'impact d'un facteur alimentaire (pourcentage de concentrés incorporés dans la ration, supplémentation en huile) sur le fonctionnement du rumen et la biotransformation ruminale des constituants alimentaires en termes de dynamique et d'intensité. Cette thèse a combiné trois types d'approches : un essai in vivo sur des chèvres en milieu de lactation, deux essais in vitro (méthode du gaz-test) et une approche de modélisation mécaniste. In vivo, les réactions de biotransformation ont été évaluées par un suivi de la dynamique postprandiale et des mesures de bilans duodénaux. De plus, nous avons étudié l'influence réciproque des phénomènes ruminaux et de l'animal-hôte (comportement d'ingestion, métabolisme, paramètres zootechniques, et qualité du lait) sur le long terme (6 semaines). Nos résultats sont en accord avec la plupart des études antérieures effectuées chez la chèvre ou la vache laitières. Les modifications du comportement d'ingestion observées après 6 semaines avec le régime riche en concentrés ont eu un effet sur les phénomènes digestifs ruminaux. Les flux duodénaux d'acides gras ont expliqué les profils en acides gras du lait. Les études in vitro ont donné des résultats très cohérents par rapport à l'in vivo lorsque les animaux donneurs recevaient les régimes incubés. Enfin, nous avons développé un modèle mécaniste de fonctionnement de rumen in vitro décrivant de manière spécifique les lois physico-chimiques expliquant les dynamiques d'évolution du pH et de formation de gaz. Ce modèle aboutit à des résultats satisfaisants et pourrait être intégré à un modèle de rumen plus complet. La modélisation semble être le meilleur moyen pour intégrer toutes les réactions de biotransformation observées lors d'expérimentations.

Sélectionner les animaux qui ont le plus haut niveau de production, en tenant peu compte d'autres caractères, a toujours bien fonctionné dans les conditions d'un environnement favorable (i.e. ration riche en nutriments, faible charge pathogène, thermoneutralité). Toutefois, pour de nombreuses raisons (économiques, climatiques, écologiques), les éleveurs auront sans doute de plus en plus de mal à réunir de telles conditions dans l'environnement de leur troupeau, et pourront même délibérément choisir de ne pas le faire. Sélectionner des animaux qui soient adaptés avec les conditions futures des troupeaux devient donc tout aussi important qu'adapter la conduite du troupeau en fonction des génotypes sélectionnés. Pour mieux identifier les contraintes et les opportunités d'appliquer ces deux options, nous proposons, pour la première fois dans cette thèse, un modèle animal intégrant les effets de la sélection génétique et de la conduite du troupeau. Ce modèle intègre des coefficients d'allocation de la ressource alimentaire entre les fonctions biologiques en tant que caractères héritables Il permet de simuler à court-terme les performances zootechniques et à long-terme les réponses à la sélection résultant de la transmission de ces caractères d'allocation entre générations. Le modèle a été appliqué à la chèvre laitière et se focalise sur la conduite en lactation longue (LL) d'une partie des chèvres du troupeau (conduite consistant à préserver des femelles en lactation ayant après une mise bas sans réengagement d'une nouvelle reproduction). Nous sommes partis du principe que la sélection et la conduite du troupeau influencent tous deux la façon dont chaque animal alloue ses ressources entre ses fonctions biologiques. Nous avons cherché à évaluer la portée de ce principe pour mieux comprendre le développement des interactions génotype-environnement (G x E) sur le long terme. Dans un troupeau soumis à des variations du niveau d'alimentation, différentes stratégies de sélection ciblant l'amélioration de la production laitière et de la longévité ont été simulées. En accord avec la théorie de l'allocation, les réponses à la sélection révèlent que l'amélioration de la production et de la survie doit faire face à un compromis entre ces deux caractères. Cependant, ce compromis est atténué lorsque la sélection est combinée avec la conduite en LL d'une partie du troupeau. Un tel effet de synergie entre sélection et conduite résulte d'une interaction complexe entre la dynamique individuelle de performance au cours de la LL et le renouvellement du troupeau. Ainsi, la capacité innée des chèvres à prolonger leur lactation semble pouvoir être valorisée pour améliorer la résilience du troupeau.

Sélectionner les animaux qui ont le plus haut niveau de production, en tenant peu compte d’autres caractères, a toujours bien fonctionné dans les conditions d’un environnement favorable (i.e. ration riche en nutriments, faible charge pathogène, thermoneutralité). Toutefois, pour de nombreuses raisons (économiques, climatiques, écologiques), les éleveurs auront sans doute de plus en plus de mal à réunir de telles conditions dans l’environnement de leur troupeau, et pourront même délibérément choisir de ne pas le faire. Sélectionner des animaux qui soient adaptés avec les conditions futures des troupeaux devient donc tout aussi important qu’adapter la conduite du troupeau en fonction des génotypes sélectionnés. Pour mieux identifier les contraintes et les opportunités d'appliquer ces deux options, nous proposons, pour la première fois dans cette thèse, un modèle animal intégrant les effets de la sélection génétique et de la conduite du troupeau. Ce modèle intègre des coefficients d’allocation de la ressource alimentaire entre les fonctions biologiques en tant que caractères héritables Il permet de simuler à court-terme les performances zootechniques et à long-terme les réponses à la sélection résultant de la transmission de ces caractères d’allocation entre générations. Le modèle a été appliqué à la chèvre laitière et se focalise sur la conduite en lactation longue (LL) d’une partie des chèvres du troupeau (conduite consistant à préserver des femelles en lactation ayant après une mise bas sans réengagement d’une nouvelle reproduction). Nous sommes partis du principe que la sélection et la conduite du troupeau influencent tous deux la façon dont chaque animal alloue ses ressources entre ses fonctions biologiques. Nous avons cherché à évaluer la portée de ce principe pour mieux comprendre le développement des interactions génotype-environnement (G x E) sur le long terme. Dans un troupeau soumis à des variations du niveau d'alimentation, différentes stratégies de sélection ciblant l’amélioration de la production laitière et de la longévité ont été simulées. En accord avec la théorie de l’allocation, les réponses à la sélection révèlent que l’amélioration de la production et de la survie doit faire face à un compromis entre ces deux caractères. Cependant, ce compromis est atténué lorsque la sélection est combinée avec la conduite en LL d’une partie du troupeau. Un tel effet de synergie entre sélection et conduite résulte d’une interaction complexe entre la dynamique individuelle de performance au cours de la LL et le renouvellement du troupeau. Ainsi, la capacité innée des chèvres à prolonger leur lactation semble pouvoir être valorisée pour améliorer la résilience du troupeau. / Selecting those animals that have the greatest level of production, with little regard for other traits, has historically worked well in a favorable environment (i.e. nutrient-rich diet, low pathogen load, thermo-neutrality). However, for numerous reasons (economic, climatic, ecological) farmers will find it increasingly difficult, and indeed may actively choose not, to provide such favorable conditions in their herd environment. Selecting animals that match the future herd environments thus becomes as important as managing the herd environment to match the selected genotypes. To better identify constraints and opportunities to apply these two options, we propose, for the first time, in this thesis an animal model integrating the effects of selection and management. This model integrates resource allocation between life-functions resource as heritable traits. It enables simulating short-term performance and long-term selection response resulting from the transmission of allocation traits between generations. The model was applied to the dairy goat and focused on the management of extended lactation (EL) for a part of the herd (management practice based on keeping females in lactation without a new reproductive cycle). Both selection and management were assumed to influence the way every animal allocates its resource between functions. We aimed to assess the significance of this assumption for a better understanding of the development of genotype-environment interactions (G × E) over the long-term. In a herd subject to variations in the feeding level, different selection strategies aiming at improving milk production and longevity were simulated. In agreement with the resource allocation theory, the selection responses show improving production and survival has to face a trade-off between these two traits. However, this trade-off is alleviated when selection is combined with some proportion of EL in the herd. Such a synergistic effect between selection and management results from a complex interaction between the individual dynamic performance during EL and the herd turnover. Thereby, the innate capacity of goats to extend their lactation might be promoted to enhance herd resilience.

No description available.

Dans un contexte de fluctuation des prix des intrants et d’une demande croissante en produits à base de lait de chèvre issus de pratiques respectueuses de l’environnement et des animaux, le pâturage peut retrouver une place plus importante dans l’alimentation des chèvres laitières. D’après la synthèse bibliographique, les facteurs de variation de l’ingestion et des performances au pâturage ont été très peu étudiés chez les chèvres laitières en conditions tempérées. L’objectif de la thèse a été de comprendre quelle est l’influence des pratiques de gestion du pâturage (disponibilité en herbe et en temps pour pâturer) sur la régulation de l’ingestion et les performances des chèvres laitières, dans le but d’affiner les recommandations aux éleveurs et d’élaborer les bases d’un modèle de prévision de l’ingestion. D’après les 6 essais réalisés : (1) les chèvres recevant entre 0,6 et 1,0 kg/j de compléments s’adaptent à des restrictions de temps d’accès de 11 à 6 h/j, en augmentant leur vitesse d’ingestion et surtout le pourcentage du temps passé à pâturer jusqu’à 95 % du temps d’accès, (2) les chèvres recevant 0,6 kg de concentrés et un temps d’accès d’au moins 11 h/j peuvent s’adapter à une restriction de quantité d’herbe offerte jusqu’à 2,3-2,6 kg MS/chèvre/j, (3), le poids vif et la production laitière sont des paramètres déterminant de la quantité d’herbe ingérée alors que la parité et le stade de lactation n’ont pas montré d’effet significatif. Ce travail a permis d’établir les premières lois de réponse d’ingestion, de production laitière et d’adaptation comportementale des chèvres laitières à des variations de temps d’accès et de quantité d’herbe offerte au pâturage. / In the context of prices volatility and growing demand for goat's milk products from respectful practices of the environment and animals, grazing can become more important in the diet of dairy goats. According to the literature review, the factors of variation of intake and performance of grazing dairy goats have been poorly studied under temperate conditions. The aim of this thesis was to understand the influence of grazing management practices (availability of pasture and access time to grazing) on the regulation of intake and performance of dairy goats, with the aim of refining recommendations for farmers and to elaborate a model of intake prediction. Based on the six trials conducted: (1) goats receiving between 0.6 and 1.0 kg/day of supplements adapt themselves to access time restrictions from 11 to 6 h/d, by increasing their intake rate and especially the percentage of time spent grazing up to 95% of access time, (2) goats receiving 0.6 kg of concentrates and an access time of at least 11 h/day can adapt to a restriction of pasture allowance up to 2.3-2.6 kg DM/goat/day, (3) live weight and milk production are the main variables affecting intake while parity and stage of lactation had no significant effect. This work provides the first response laws of intake, milk production and behavioural adaptation of grazing dairy goats to variations of access time to pasture and to pasture allowance.