Pendant longtemps, les microorganismes présents dans l’atmosphère n’ont été considérés qu’en tant que particules inertes subissant les conditions hostiles de cet environnement. Cependant, de récentes études mettant en évidence la présence de microorganismes métaboliquement actifs dans la phase aqueuse des nuages incitent à s’interroger sur le rôle que ces organismes pourraient avoir sur les processus physiques et chimiques des nuages. En effet, la formation de gouttelettes de nuage ou de cristaux de glace à des températures supérieures à -36°C nécessite la présence de particules dites « noyaux de condensation » ou « noyaux glaçogènes », dont les bactéries pourraient être des représentantes. De plus, plusieurs travaux ont révélé une importance potentielle des microorganismes dans la transformation de la matière organique dans les nuages. L’objectif de ces travaux de thèse a donc été d’étudier les interactions réciproques entre les microorganismes et les conditions physico-chimiques des nuages. Dans un premier temps, les composantes physico-chimiques et microbiologiques ont été caractérisées au moyen de prélèvements nuageux au sommet du puy de Dôme (1465 m, France) et des études statistiques ont permis de mettre en avant des corrélations entre les différents paramètres physico-chimiques et/ou biologiques. Puis, cinq souches microbiennes appartenant à des genres microbiens cultivables majeurs dans les nuages ont été soumises à quatre stress rencontrés dans les nuages : la lumière solaire, la présence de peroxyde d’hydrogène, les variations de chocs osmotiques intervenant lors de la formation et de la dissipation des gouttelettes d’eau et les cycles de gel et de dégel. Il a ainsi été mis en évidence que la lumière solaire et le peroxyde d’hydrogène dans des conditions nuageuses n’ont que peu ou pas d’impact sur la viabilité des cellules. A l’inverse, les chocs osmotiques et le gel-dégel peuvent être hautement délétères selon les souches considérées. La troisième partie de ce travail s’est focalisé à mettre en évidence la présence de souches bactériennes glaçogènes dans l’eau de nuage. Sept souches ont ainsi ont été identifiées et décrites, et l’une d’entre elles a été choisie comme modèle pour étudier le comportement de bactéries (survie et activité glaçogène) dans une chambre de simulaion de nuage (AIDA, Allemagne). En parallèle, l’activité glaçogène biologique de l’eau de nuage a été mesurée à partir de prélèvements au puy de Dôme et l’activité glaçogène bactérienne a été estimée. L’ensemble de ces travaux met en avant une sous-estimation jusqu’alors des proportions de bactéries glaçogènes dans les modèles numériques simulant les processus microphysiques d’initiation de la glace et des précipitations dans les nuages. Ces données vont désormais pouvoir être considérées dans de tels modèles. Enfin, afin d’estimer l’étendue de l’importance des microorganismes dans la chimie atmosphérique, il est nécessaire d’avoir recours à des modèles numériques. La dernière étude de cette thèse s’est consacrée à déterminer des constantes cinétiques de biodégradation de trois composés organiques majeurs des nuages par trois souches bactériennes isolées de cet environnement qui pourront servir à paramétrer des modèles numériques. Une première approche simple a permis de confirmer les résultats précédents de l’équipe en mettant en avant une contribution non négligeable des microorganismes dans leur dégradation. / Airborne microorganisms have long been considered as inert, passive particles dealing with hostile conditions. Recent studies highlighting metabolic activity in cloud water raised questions about the role these organisms may play on physical and chemical processes in clouds. Indeed, cloud droplets and ice crystals formation at temperature warmer than -36°C need the presence of particles called “cloud condensation nuclei” or “ice nuclei”. Bacteria could be one of them. In addition, several works revealed a potential importance of microorganisms in organic matter transformation in clouds. The objective of this thesis was to study the reciprocal interactions between microorganisms and physico-chemical conditions in clouds. First, cloud physico-chemical and microbiological compositions were described by cloud sampling at the puy de Dôme station (1465 m, France) and statistical analyses were performed to highlight correlations between physico-chemical and/or biological parameters. Secondly, five microbial strains belonging to genera frequently isolated from cloud water were subjected to four atmospheric stresses: sunlight, hydrogen peroxide, osmotic shocks occurring when water droplets condensate or evaporate and freeze-thaw cycles. Thus, it was pointed that sunlight and hydrogen peroxide at cloud concentration have no or little impact on cell viability. On the opposite, osmotic shocks and freeze-thaw can be highly deleterious depending on the considered strain. The third part of this thesis focused on the detection of ice nucleating bacterial strains in cloud water. Seven strains were thus identified and described, and one of them was selected as a model to study its behavior (survival and ice nucleation activity, INA) in a cloud simulation chamber (AIDA, Germany). In parallel, biological ice nucleation activity was measured directly on cloud samples and bacterial INA was estimated. All these experiments highlighted underestimations of ice nucleation active bacteria in models simulating microphysical processes in clouds. This new dataset may be used as new parameterization in this kind of models. Finally, in order to estimate the bacterial contribution in cloud chemistry, numerical means are needed. Therefore, the last study of this thesis focused on the determination of biological kinetic constants that may be implemented in atmospheric chemistry models. The biodegradation of three major organic compounds encountered in cloud water by three bacterial strains isolated from clouds was measured. A first approach confirmed precedent team results highlighting a considerable contribution of microorganisms on the transformation of these compounds.

Les résultats de cette étude de la composition du fruit à pain récolté sur un territoire contrasté du point de vue agropédoclimatique, et de son amidon, montrent que la teneur en amidon du fruit à pain apparaît comme étant influencée par la saison, mais pas par la zone de récolte. La teneur en amidon beaucoup plus élevée pour les fruits à pain développés durant la saison la plus sèche est un résultat très original. La connaissance du cycle de développement des fruits à pain à la Martinique a été décrite pour une première fois, permettant de déterminer une période de récolte optimisée par rapport à la floraison : la 16ème semaine pour une croissance maximale, ou la 17ème semaine pour une plus haute teneur en amidon. L’étude de Worrell et al., (1998), la seule publiée actuellement, menée à la Barbade, a montré un cycle plus long de 2 semaines environ.Du point de vue de la diversité génétique, les fruits à pain récoltés en Martinique constituent un seul groupe, à l’opposé de ceux récoltés en Guadeloupe qui constituent 2 sous-groupes proches.En ce qui concerne l’amidon, nos résultats montrent que les dimensions des grains d’amidon de fruits matures sont comprises entre 9 et 12 µm. Leur taille augmente avec la croissance du fruit puisque dans un fruit immature leur diamètre moyen était de 7,5 µm. Il s’agit d’amidons de type B à très haute cristallinité, dont les températures d'empesage sont autour de 75 °C. Parmi les facteurs agropédoclimatiques, l’humidité a eu un rôle actif sur la qualité de l’amidon puisque à la fois la quantité d’amylose et la masse molaire de l’amylopectine diminuent. L’amidon a une solubilité et un gonflement faible du même ordre de grandeur que les amidons classiques et une forte viscosité à la gélatinisation et à la rétrogradation, lui conférant une aptitude à l’utilisation comme gélifiant.Des essais d’applications alimentaires ont été effectués en panification et en extrusion. Des transformations en produits de type crackers ont donné des résultats moyennement satisfaisant avec 100 % de farine de fruit à pain. En panification l’incorporation de farine de fruit à pain a des actions délétères sur la valeur boulangère. L’acceptabilité d’un goût « nature, vert » conféré par la farine de fruit à pain devra notamment être évaluée lors de travaux ultérieurs.Le développement de produits à base de fruit à pain permettra / The results of this study the composition of breadfruit harvested in an area of agro climatic soil contrasting views, and its starch, show that the starch content of breadfruit appears to be influenced by season, but not by collection area. The starch content is much higher for breadfruit developed during the driest season is a very original result. Knowledge of the development cycle of breadfruit in Martinique has been described for the first time, to determine an optimal harvest period compared to flower: the 16th week for maximum growth, or the 17th week for a higher starch content. The study by Worrell et al., (1998), the only currently published, conducted in Barbados, showed a longer cycle of about 2 weeks.From the perspective of genetic diversity, breadfruit harvested in Martinique as a single group, in contrast to those collected in Guadeloupe that are close to two subgroups.With regard to starch, our results show that the size of starch granules of mature fruits are between 9 and 12 microns. Their size increases with the growth of the fruit as an immature fruit in their mean diameter was 7.5 microns. This is B-type starches with very high crystallinity, with temperatures of gelatinization are around 75 °C. Agro climatic soil factors, humidity took an active role on the quality of starch, since both the amount of amylose and amylopectin molecular weight of the decline. The starch has a solubility and low swelling of the same order of magnitude as the conventional starches and high viscosity to gelatinization and retrogradation, giving it a suitability for use as a gelling agent.Testing of food applications were made in bakery and extrusion. Changes in products like crackers gave moderately satisfactory results with 100 % breadfruit flour. Incorporation into bread flour breadfruit has deleterious actions on the baking. The acceptability of a taste "nature green" conferred by the breadfruit flour will be particularly assessed in future work.Product development based breadfruit allow several things, which meet the growing demand for food diversification.