Les intégrons sont des plateformes génétiques bactériennes de capture et d'expression de gènes. Les intégrons cliniques sont les principaux responsables de la forte augmentation récente des bactéries multirésistantes aux antibiotiques. Cependant, dans l’environnement, ils ne représentent qu’une part minime de l’importante diversité des intégrons. Ainsi, les objectifs de cette thèse étaient (i) d’évaluer l’étendue de la diversité des intégrons dans l’environnement, (ii) de comprendre les phénomènes responsables de la structuration du pool d’intégrons dans le compartiment sédimentaire d’un milieu estuarien anthropisé et (iii) de rechercher l’existence potentielle d’intégrons indicateurs du niveau de contamination chimique.Le suivi des intégrons de classes 1, 2 et 3 et des populations d’E. coli dans des sédiments du bassin versant de la Risle impactés par des sources de contamination fécale bien caractérisées ont montré qu’en étiage, les souches d’E. coli d’origine humaine se disséminaient sur de courtes distances. Les intégrons de classe 1 se disséminent sur des distances un peu plus importantes et se maintiennent dans les 12 premiers centimètres du compartiment sédimentaire au moins.Une méthode a été développée permettant, pour la première fois, l’analyse de la diversité des intégrons via séquençage haut-débit. L’application de cette méthode sur une carotte sédimentaire de 4,8 m de profondeur prélevée dans l’estuaire fluvial de la Seine a permis de mettre en évidence plusieurs milliers de classes d’intégrons dont de nombreuses intégrases encore jamais répertoriées. La diversité des intégrons chute fortement avec la profondeur. Les intégrons de classe 1, majoritaires dans les sédiments de surface, ont une abondance qui chute fortement avec la profondeur cependant ils répondent plutôt positivement à la contamination chimique renforçant l’idée de leur utilisation comme proxy de pollutions anthropiques récentes. Trois classes d’intégrons dominent dans la vase consolidée représentant 38% des séquences obtenues dans la carotte sédimentaire mais répondant plutôt négativement à la contamination chimique. Enfin, la structure du pool d’intégrons est fortement corrélée à celle de la communauté bactérienne mais semble en partie indépendante de la communauté bactérienne dans deux des fractions sédimentaires profondes avec la dominance d’une nouvelle classe d’intégrons qui semble sélectionnée par les HAP. / Integrons are bacterial genetic platforms allowing acquisition and expression of genes. Clinical integrons play a major role in the strong increase of antibiotic multi-resistant bacteria recently observed. However, in the environment, they represent only a tiny fraction of the large integron diversity. Therefore, the aims of this thesis were (i) estimating the extent of the integron diversity in the environment, (ii) understanding phenomena responsible for integron pool structure in anthropized estuarine sediments and (iii) looking for integrons potentially proxy of chemical pollution level. The research of class 1, 2 and 3 integrons and the analysis of E. coli populations in sediments from the Risle drainage basin impacted by well-characterized fecal contamination sources show that E. coli strains with human origins were spread on short distances during low water level periods. However, class 1 integrons are spread on slightly longer distances and remain present in the 12 first centimeters of sediments at least. A methodology was developed allowing, for the first time, the analysis of integron diversity by high-throughput sequencing. In this way, the analysis of a 4.8 meter core sediment from the fluvial Seine estuary highlighted several thousands integron classes including many new integrases absent from data bases. Integron diversity decreases along with depth. Class 1 integrons are the majority integrons in surface sediments but their abundance strongly decreases in deep sediments. Class 1 integron abundance rather responds positively to chemical pollutions accentuating the idea that class 1 integrons could be used as proxy of recent anthropogenic pollutions. In the sediment core, three integron classes outshine the whole dataset: they represent 38% of all the sequences from the sediment core. However, abundances of these three majority integron classes rather respond negatively to chemical pollution levels. Integron pool structure is highly correlated to bacterial community diversity but seems to be partially independent to bacterial community diversity within two deep fractions from the sediment core: in these two sediment fractions, a new integron class outshines the rest of integron classes and seems to be specific to these two sediment fractions. Furthermore, this new integron class seems to be selected by PAH.

Au cours de leur élevage, les animaux sont exposés à divers contaminants chimiques, qui peuvent s’accumuler au niveau des tissus animaux et être retrouvés in fine dans les produits carnés consommés par l’Homme, représentant alors un risque pour la santé des consommateurs. L’évaluation de ce risque repose classiquement sur la mesure de teneur en contaminants de la viande fraîche alors que plusieurs travaux suggèrent que seule une fraction de ces contaminants est effectivement assimilée par le consommateur du fait des transformations technologiques comme la cuisson et physiologiques comme la digestion. L’objectif de cette thèse est d’étudier ces effets modulateurs de la cuisson et de la digestion sur les contaminants chimiques de la viande et leur bioaccessibilité. En s’appuyant sur le développement d’une méthode multirésidus GC×GC-TOF/MS pour le suivi de 206 polluants environnementaux et sur des collaborations avec des Laboratoires Nationaux de Référence, le premier objectif de ce travail était d’étudier l’impact de la cuisson sur un large spectre de contaminants chimiques d’une viande intentionnellement contaminée. Les résultats montrent que la cuisson n’a pas d’impact significatif sur la teneur en PCDD/F et en métaux lourds de la viande alors que des pertes significatives (d’autant plus importantes que l’intensité de cuisson est élevée) en PCB, antibiotiques et pesticides ont pu être détectées. Ces pertes ont pour origine soit une libération dans le jus de cuisson des contaminants thermorésistants, soit une dégradation sous l’effet de la cuisson des contaminants thermosensibles, comme cela a été observé pour un antibiotique, le sulfaméthoxazole, pour lequel un schéma de dégradation thermique est proposé. Le second objectif de ce travail était d’évaluer la bioaccessibilité des contaminants chimiques de la viande en s’appuyant sur un protocole standardisé de digestion in vitro statique. Dans le cas des PCB, les résultats obtenus indiquent que la bioaccessibilité dans la viande est relativement faible (26%). La teneur initiale de la viande en matière grasse et les variations physiologiques liées à l’âge du consommateur influencent significativement ces valeurs de bioaccessibilité alors que la cuisson de la viande a moins d’influence sur la bioaccessibilité. A terme, les résultats obtenus durant ce travail devraient conduire à proposer de nouvelles procédures d’évaluation des risques liés aux contaminants chimiques de la viande, prenant en compte les modulations induites par la cuisson et la digestion. / Livestock animals are exposed to various chemical contaminants during breeding. These contaminants are rapidly transferred from the environment to animal edible tissues, thus representing a public health risk. This risk is classically assessed based on the level of contaminants in raw meat. However, due to technological processes such as cooking or physiological transformations such as digestion, only a fraction of meat contaminants can be absorbed by the body. The purpose of this PhD thesis is to investigate the modulating effect of cooking and digestion on chemical contaminants in meat and on their bioaccessibility. Thanks to a GC×GC-TOF/MS multiresidue method developed in this study for the analysis of 206 environmental pollutants and to collaborations with French National Reference Laboratories, the first aim of this work was to assess the effects of pan cooking on a broad range of chemical contaminants in spiked meat. Cooking did not impact the level of PCDD/Fs and heavy metals in meat whereas significant losses (more important as cooking conditions were more intense) of PCBs, antibiotics and pesticides were observed. These losses may originate from juice expelling of heat-resistant compounds or from degradation by breakdown of thermolabile compounds such as the sulfamethoxazole antibiotic. The second aim was to assess the bioaccessibility of chemical contaminants in meat based on a standardized in vitro static digestion. For PCBs, results showed that their bioaccessibility was low (26%). Both the meat fat content and the age of consumer significantly affect this bioaccessibility value. In contrast, meat cooking was shown to have less influence on PCB bioaccessibility. The ultimate goal of the project will be to improve chemical risk assessment procedures taking into account the changes induced by cooking and digestion on micropollutants in meat.

Le littoral est l’objet d’une contamination chimique chronique par de nombreux polluants (résidus de pesticides, résidus médicamenteux, métaux lourds…), qui sont toxiques et qui sont impliqués dans des problématiques de santé publique et de dégradations environnementales. Certains contaminants agissent à faibles doses, tandis que d’autres induisent des effets cocktails redoutables sur les organismes. Les principaux contaminants sont régulièrement dosés dans différents points stratégiques liés à la ressource en eau, surtout celle de distribution et dans certains aliments. Mais face au foisonnement des contaminants qui sont déversés dans l’environnement, il n’existe aucun système de veille efficace qui tienne compte de l’étendue réelle du problème. Par ailleurs, contrairement à ce qui existe pour l’homme, il n’y a pas de démarches finalisées et normalisables pour évaluer l’état de santé des invertébrés aquatiques, alors qu’ils représentent plus de 95% de la biodiversité. L’objectif de ce travail de thèse interdisciplinaire a consisté à évaluer l’impact des polluants chimiques sur des espèces littorales (frange littorale et zones portuaires). Un premier champ d’études a visé à mettre au point des méthodes efficaces pour évaluer la contamination des bivalves par des polluants organiques et inorganiques (volet écotoxicologie) ; un second volet a eu pour but d’analyser les effets biologiques des polluants en développant une utilisation conjointe de plusieurs biomarqueurs (volet écophysiologie). Ainsi, à l’image de ce qui est fait en santé publique, ce projet de thèse a défini pour la première fois plusieurs démarches analytiques et statistiques pour le suivi de la qualité de l’eau en milieu littoral. / The coastline faces chronic chemical contamination due to numerous toxic pollutants (residues of pesticides and medicines, heavy metals, etc.) causing public health issues and environmental degradation. Whereas some contaminants are efficacious at low doses, others lead to dangerous cocktail effects on organisms. The main contaminants are assayed regularly among strategic stages linked to water resource. There is a particular focus on supply and food. Nonetheless, due to the proliferation of contaminants released in the environment, there is no effective monitoring system taking the real extent of the problem into consideration. Moreover, unlike existing methods for humans, there is no finalised or standardised approach to assessing the health of state of aquatic invertebrates, while they represent more than 95% of the biodiversity. The purpose of this thesis work involving interdisciplinary research was to evaluate the pollution impacts on the coastline species (coastal fringe and port areas). A first part of the study aimed at designing effective methods of contamination assessment on bivalves by organic and inorganic pollutants (ecotoxicology). Another part focused on analysing biological effects of pollutants by developing a joint use of several biomarkers (ecophysiology). Thus, like work carried out by public health, this thesis project defined for the first time several analytical and statistical steps on monitoring the state of health of marine organisms and the water quality in coastal areas.