Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Les micro-minéraux, y compris le zinc (Zn) et le cuivre (Cu) sont couramment ajoutés dans les aliments en raison de leurs rôles physiologiques divers et afin supporter la croissance des porcs. La digestion et l'absorption du Zn et du Cu dépendent toutefois de différents facteurs, dont leur concentration dans les aliments, la forme du supplément minéral ou la présence de composantes, comme les phytates ou les fibres. L'incorporation d'enzymes exogènes comme la phytase ou la xylanase, qui dégradent respectivement les phytates et les fibres peut donc agir sur la disponibilité des nutriments, dont le Zn et le Cu. Afin d'étudier le rôle des composantes nutritionnelles sur la digestibilité du Zn et du Cu, différentes approches expérimentales ont été utilisées dans cette thèse, dont l'approche méta-analytique et l'expérimentation animale. Dans un premier temps, l'approche méta-analytique a été utilisée pour quantifier l'impact de la supplémentation en Zn et Cu (forme et concentration) et de facteurs alimentaires sur le contenu apparent digestible en Zn et Cu. Les résultats ont montré que le contenu digestible en Zn et Cu dépend du niveau de supplémentation alimentaire en ces micro-minéraux, la forme (inorganique versus chélatée) ayant un effet limité sur la digestibilité du Zn et du Cu. Pour le Zn, la relation entre de le niveau de supplémentation et le contenu digestible a montré un maximum du contenu digestible avec un apport de 100-110 mg/kg. Pour le Cu, cette relation était linéaire suggérant une digestibilité constante se situant entre 39 et 45 %. La méta-analyse a également permis de quantifier l'effet antagoniste du Zn sur la digestibilité du Cu avec une baisse de 0,021 mg de Cu digestible/kg d'aliment par l'ajout de 1 mg/kg de Zn. Le contenu digestible en Zn est également influencé positivement par la supplémentation en phytase, confirmant que la dégradation des phytates affecte positivement la digestibilité du Zn. À la suite de la méta-analyse, un premier essai expérimental a été effectué visant à évaluer l'impact des différentes doses de Zn et de Cu sur la digestibilité des micro-minéraux et d'autres nutriments chez le porc en croissances. Les résultats de la méta-analyse montraient le manque de données sur les interactions spécifiques entre le Zn et le Cu à des concentrations alimentaires entre les concentrations « physiologiques » et les doses « élevées ». Les résultats obtenus ont montré que la digestibilité iléale apparente et la digestibilité totale apparente du Cu et du Zn augmentaient avec leur niveau alimentaire (Zn, 100 vs 500 mg/kg) (Cu, 40 vs 80 mg/kg). Contrairement aux résultats de la méta-analyse, la hausse de la concentration en Zn a augmenté la digestibilité du Cu suggérant que des mécanismes différents agissent à ces niveaux de Zn et Cu. Il a été également démontré que les niveaux de Cu et de Zn agissent sur les mécanismes de digestion d'autres nutriments, comme le Ca et le P, et la dégradabilité des fibres. Dans la suite de cet effet sur la fibre, un deuxième essai expérimental visait à évaluer l'effet d'un supplément composé d'une combinaison de xylanase et protéase et des concentrations alimentaires de Zn et de Cu sur leur digestibilité et celle d'autres nutriments. Les résultats ont montré que l'ajout de xylanases et de protéases dans les régimes alimentaires modifiait la digestibilité colique des nutriments tels que la fibre NDF, la matière sèche, la protéine brute et le Cu mais cet effet dépendait du niveau alimentaire de Zn et de Cu. En résumé, ce travail a permis de confirmer que les teneurs en Zn et Cu influençaient leur digestibilité mais que ces effets variaient selon les niveaux considérés suggérant que des mécanismes d'absorption différents seraient impliqués selon l'apport en micro-minéraux. Les enzymes, comme la phytase et les xylanase/protéase, ont un effet positif sur la digestibilité du Zn et du Cu montrant une interaction négative entre les phytates, les fibres et les micro-minéraux. Finalement, la teneur en Zn et Cu semble influencer la dégradation de la fibre, suggérant une possible altération du microbiote par les micro-minéraux. / Micro-minerals, including zinc (Zn) and copper (Cu), are commonly added to foods due to their various physiological roles in supporting pig growth. However, the digestion and absorption of Zn and Cu depend on factors such as their concentration in foods, the form of the mineral supplement, or the presence of components such as phytates or fibers. The incorporation of exogenous enzymes like phytase or xylanase, which respectively degrade phytates and fibers, can affect the availability of nutrients, including Zn and Cu. To study the role of nutritional components on the digestibility of Zn and Cu, different experimental approaches were used in this thesis, including meta-analytical and animal experimentation. First, the meta-analytical approach was used to quantify the impact of Zn and Cu supplementation (form and concentration) and dietary factors on the apparent digestible content of Zn and Cu. The results showed that the digestible content of Zn and Cu depends on the level of dietary supplementation with these micro-minerals, with the form (inorganic vs. chelated) having a limited effect on the digestibility of Zn and Cu. For Zn, the relationship between supplementation level and digestible content showed a maximum digestible content with an intake of 100-110 mg/kg. For Cu, this relationship was linear, suggesting a constant digestibility ranging between 39 and 45%. The meta-analysis also quantified the antagonistic effect of Zn on the digestibility of Cu, with a decrease of 0.021 mg of digestible Cu/kg of feed per addition of 1 mg/kg of Zn. The digestible content of Zn is also positively influenced by phytase supplementation, confirming that phytate degradation positively affects Zn digestibility. Following the meta-analysis, a first experimental trial was conducted to evaluate the impact of different doses of Zn and Cu on the digestibility of micro-minerals and other nutrients in growing pigs. The results of the meta-analysis showed a lack of data on specific interactions between Zn and Cu at dietary concentrations between "physiological" concentrations and "high" doses. The results obtained showed that the apparent ileal digestibility and total apparent digestibility of Cu and Zn increased with their dietary level (Zn, 100 vs. 500 mg/kg) (Cu, 40 vs. 80 mg/kg). Contrary to the results of the meta-analysis, the increase in Zn concentration increased Cu digestibility, suggesting that different mechanisms act at these levels of Zn and Cu. It was also demonstrated that the levels of Cu and Zn affect the digestion mechanisms of other nutrients, such as Ca and P, and fiber degradability. Following this effect on fiber, a second experimental trial aimed to evaluate the effect of a supplement composed of a combination of xylanase and protease and dietary concentrations of Zn and Cu on their digestibility and that of other nutrients. The results showed that the addition of xylanases and proteases in the diets modified the colonic digestibility of nutrients such as NDF fiber, dry matter, crude protein, and Cu, but this effect depended on the dietary level of Zn and Cu. In summary, this work confirmed that Zn and Cu levels influenced their digestibility but that these effects varied depending on the levels considered, suggesting that different absorption mechanisms would be involved depending on the intake of micro-minerals. Enzymes, such as phytase and xylanase/protease, have a positive effect on the digestibility of Zn and Cu, showing a negative interaction between phytates, fibers, and micro-minerals. Finally, the content of Zn and Cu seems to influence fiber degradation, suggesting a possible alteration of the microbiota by micro-minerals.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Il a été démontré que la supplémentation en minéraux traces, soit le cobalt (Co), le cuivre (Cu), le manganèse (Mn) et le zinc (Zn) dans l'alimentation de la vache laitière excède très souvent les recommandations. Bien que les minéraux traces soient reconnus comme ayant des rôles essentiels pour l'animal, ceux-ci, lorsque donnés en excès, pourraient avoir un impact négatif sur les performances animales et augmenter l'excrétion de ces minéraux traces dans le fumier. Le présent projet visait à évaluer les impacts d'une supplémentation en minéraux traces excédant les recommandations du National Research Council (NRC) (2001) sur les paramètres de fermentation du rumen, la digestibilité apparente des nutriments, la production laitière et l'excrétion fécale et urinaire de ces minéraux traces. Huit vaches Holstein multipares ont été utilisées dans un plan en chassé-croisé quadruple. Celles-ci étaient nourries d'une ration à volonté avec l'un des deux traitements suivants: 1) supplément de minéraux traces (Co, Cu, Mn, Zn) respectant les recommandations du NRC (2001) (CON); 2) supplément de minéraux traces excédant respectivement les recommandations du NRC (2001) de 736, 40, 590 et 99 % pour le Co, Cu, Mn et Zn (HTM). Les résultats ont démontré qu'un apport en minéraux traces excédant les recommandations du NRC (2001) n'a pas d'effet sur la majorité des paramètres de fermentation du rumen (concentrations des acides gras volatils, de l'ammoniaque, et du compte des protozoaires), la digestibilité apparente des nutriments et la production laitière. Toutefois, une augmentation des concentrations d'isovalérate dans le rumen et une augmentation des concentrations d'urée dans le lait ont été observées. L'ingestion totale de Co, Mn et Zn était 216, 226 et 93 % plus élevée pour HTM comparativement à CON. Des augmentations de l'excrétion fécale du Co de 221 %, du Mn de 198 % et du Zn de 75 % ont été observées pour HTM comparativement à CON. L'excrétion fécale de Cu a eu tendance à augmenter de 7 % chez les vaches ayant reçu le traitement HTM comparativement à CON. L'excrétion urinaire de Co et de Mn était significativement plus élevée pour HTM comparativement à CON, mais celle du Cu et du Zn n'a pas été affectée. Les résultats de cette étude démontrent qu'un apport excédant les recommandations en minéraux traces n'a pas d'effet sur les performances animales. Toutefois, ceci a un impact significatif sur l'excrétion fécale de ces minéraux par l'animal, et potentiellement sur leurs concentrations dans l'environnement, via l'épandage du fumier à la ferme. Une alimentation excessive en minéraux traces pourraient donc, à long terme, avoir un impact néfaste sur l'agroécosystème. / It has been shown that the dietary supplementation of trace minerals, i.e. cobalt (Co), copper (Cu), manganese (Mn) and zinc (Zn), is very often provided to dairy cows in excess of their requirements, as established by NRC (2001). Although the essential roles of trace minerals for animals are well recognized, an excessive supply could potentially have a negative impact on animal performance and increase the excretion of these trace minerals in the manure, and eventually in the environment. This project aimed to assess the impacts of trace mineral excessive dietary supplies (NRC, 2001) on rumen fermentation parameters, apparent nutrient digestibility, milk production as well as fecal and urinary excretions. Eight multiparous Holstein cows were used in a quadruple crossover design. Animals were fed an ad libitum ration supplemented with one of two levels of dietary trace mineral (Co, Cu, Mn, and Zn) supplementation: 1) mineral supplement providing Co, Cu, Mn, ad Zn according to NRC (2001) recommendations (CON); 2) mineral supplement exceeding NRC (2001) recommendations of 736, 40, 590 and 99% for Co, Cu, Mn and Zn, respectively (HTM). The results showed that a trace mineral intake exceeding the NRC recommendations (2001) has no effect on most of rumen fermentation parameters (concentrations of volatile fatty acids, ammonia, and protozoa count), apparent digestibility of nutrients and milk production. However, increases in rumen concentration of isovalerate and milk urea concentration of were observed. The total intake of Co, Mn and Zn was 216, 232 and 93% higher for HTM compared to CON. An increase in the excretion of Co by 221%, Mn by 198% and Zn by 75% was observed for HTM compared to CON. Cu excretion tended to increase by 7% in HTM cows compared to CON. Urinary excretion of Co, and Mn was significantly higher for HTM compared to CON, but was unaffected for Cu and Zn. The results of this study demonstrated that an excessive supply of trace minerals has no significant effect on animal performance (rumen fermentation parameters, apparent nutrient digestibility and milk production). However, this excessive supply increases fecal excretion of trace minerals, and could potentially, through the spreading of manure on the fields, increase the concentrations of these trace minerals in the environment, which in turn could have a detrimental impact on the agro-ecosystem.