Les salmonidés sont des poissons territoriaux en rivière, soumis à une compétition intense pour l'habitat et la ressource trophique dès les plus jeunes stades. Ces interactions exercent une influence sur la mortalité, la migration et la croissance, avec des intensités variables en fonction de l'ontogénie et des facteurs environnementaux. En Suisse, la truite Salmo trutta L. est l'espèce la plus prisée par les pêcheurs amateurs. La majeure partie des populations fait l'objet de rempoissonnements à partir de juvéniles " estivaux " relâchés au cours de leur premier été. L'élevage en pisciculture peut avoir des effets néfastes sur la diversité génétique et la fitness des poissons introduits dans le milieu naturel. En outre, ces individus sont susceptibles d'affecter la dynamique des populations sauvages. Certains comportements (agressivité, comportement anti-prédateur) ont été étudiés en milieu contrôlé, mais les conséquences ont rarement été mesurées en milieu naturel. Ce travail de thèse vise à évaluer l'intensité des mécanismes biotiques ou densité-dépendants entre des truites sauvages et introduites sur la base d'expérimentations en rivière. Les interactions biotiques ont d'abord été décrites au stade juvénile dans une population naturelle résidente. Puis, des expérimentations ont été menées en milieu contrôlé et in situ pour évaluer l'efficacité et les limites de deux méthodes de marquages utilisables sur des jeunes stades de truites : un marquage fluorescent à détection externe utilisant la calcéine et un marquage individuel par implantation de PIT tag. Ces techniques ont été employées pour évaluer les effets de la densité et de la taille des poissons introduits sur les juvéniles sauvages, à partir d'investigations conduites in situ dans trois rivières contrastées. Enfin, les résultats des différentes expériences de marquage-recaptures ont été utilisés pour modéliser la mortalité apparente des poissons introduits comparativement aux poissons sauvages, et rechercher les facteurs environnementaux susceptibles d'expliquer la variabilité observée. Les résultats montrent l'importance de la régulation densité-dépendante sur la survie apparente (ou taux de changement) et sur la taille des poissons sauvages, ainsi que les interactions entre la densité et les facteurs environnementaux, en particulier le débit. Dans les cours d'eau soumis à repeuplement, la survie des poissons sauvages est généralement bien supérieure à celle des poissons introduits, excepté dans le cours d'eau à faible pente. L'augmentation de la densité introduite n'influence pas directement la survie des poissons introduits ni celle des poissons sauvages, mais peut augmenter la dévalaison des individus des deux origines. En agglomérant les données de marquage-recaptures collectées dans sept rivières, les résultats indiquent une augmentation de la mortalité apparente initiale (dans les premiers jours suivant l'alevinage) des juvéniles introduits en fonction de la densité repeuplée et de la largeur du cours d'eau. Les caractéristiques morphologiques des cours d'eau influencent également la surmortalité apparente des poissons introduits sur le long terme. Ces résultats doivent être confirmés sur la base d'expérimentations de marquage-recaptures couplés à des relevés environnementaux détaillés.

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont des polluants organiques persistants (POP) émis essentiellement par les activités humaines suite à la combustion incomplète de la matière organique (industrie, chauffage, trafic routier...). En raison de leur faible taux de dégradation, de leur toxicité et de leur bioaccumulation, les HAPs font l'objet de plusieurs études d'écotoxicologie. La présente thèse, entreprise dans ce contexte par le biais d'une étude microcosmique se propose d'évaluer l'impact des HAPs sur la microflore et la méiofaune et d'appliquer différentes techniques de bioremédiation (biostimulation, bioaugmentation et combinaison des deux techniques) dans le but de dégrader les HAPs. Nos résultats ont montré que les HAPs sont toxiques aussi bien pour la microflore que pour la méiofaune de la lagune de Bizerte. Sur la microflore, l'effet toxique de ces contaminants s'est manifesté par l'inhibition de l'activité bactérienne à l'interface eau-sédiment et par la modification profonde de la structure des communautés bactériennes. En ce qui concerne la méiofaune, les HAPs ont entrainé une altération de la structure des communautés nématologiques. En effet, nous avons pu caractériser des espèces indicatrices de pollution par les HAPs. Ainsi, l'espèce Spirinia parasitifera dont la densité s'accroît dans tous les microcosmes contaminés par les HAPs paraît être une espèce "opportuniste" à la pollution par les HAPs. Cependant, Oncholaimus campylocercoïdes, fortement dominante dans tous les microcosmes témoins, a diminué de densité dans tous les microcosmes contaminés et a été considérée comme HAP-sensible. En analysant la structure des communautés microbiennes et méiofaunistiques, nous avons observé que la méiofaune joue un rôle structurant dans le maintien d'une communauté microbienne peu sensible aux effets des HAPs. Ce rôle structurant a été moins prononcé dans le cas d'ajout des sels nutritifs par la technique de biostimulation ; technique qui a présenté des effets non significatifs vis-à-vis des communautés nématologiques et a semblé plus efficace dans la minéralisation des HAPs et par conséquent à la réduction de leur effet toxique sur les organismes benthiques. Ces résultats suggèrent que la bioremédiation serait une alternative prometteuse à la dégradation des HAPs.

Les hydrologues sont questionnés au sujet de l'évolution à moyen et long terme de la ressource en eau. Pour répondre à ces questions, ils ont recours à des modèles hydrologiques. Une quantification des incertitudes associées à leurs projections leur est souvent demandée et pose la question de la robustesse de ces modèles conceptuels, notamment dans le contexte d'un climat en évolution. En effet, l'utilisation d'un modèle dans des conditions différentes de celles où il a été calé repose sur une hypothèse de transférabilité des paramètres, c'est-à-dire la possibilité d'utiliser les paramètres d'un modèle dans des conditions différentes de celles de saconstruction. Nous traitons cette problématique en tentant d'apporter des éléments de réponse aux questions suivantes :* Quel est le niveau de robustesse des modèles hydrologiques conceptuels face à des conditions climatiques variables ?* Quelles sont les causes des situations de manque de robustesse et y a-t-il des façons de s'en prémunir ?Nous y répondons à travers l'étude des performances de modèles conceptuels lors de nombreux tests de transfert temporel de leurs paramètres. Les résultats montrent des corrélations entre les problèmes de robustesse et les écarts de conditions climatiques entre les périodes de calage et de validation des modèles. Des situations de biais systématiques corrélés à des changements de température de l'air ressortent en particulier de ces analyses. Une hétérogénéité existe cependant sur notre échantillon, les variables climatiques ou le type d'erreurs associées aux problèmes détectés pouvant varier d'un bassin à un autre.L'étude des biais de simulation sur les bassins où les modèles ne sont pas robustes montre des alternances de phases de sous-estimation et surestimation des débits, le biais sur le module décennal pouvant atteindre 20%. Nos travaux révèlent que des comportements très similaires sont obtenus pour diverses périodes et méthodes de calage. Pour les modèles conceptuels utilisés dans ces travaux, les problèmes de robustesse détectés ne résultent pas simplement de quelques "mauvais" calages conduisant à la sélection de paramètres inadaptés pour reproduire le comportement du bassin considéré. Ils semblent plutôt découler de difficultés générales de ces outils de modélisation à reproduire convenablement les bilans moyens de façon simultanée sur différentes périodes.Ces travaux ouvrent des pistes de réflexion sur la capacité insuffisante de certains modèles hydrologiques conceptuels à reproduire des dynamiques basse fréquence et sur le rôle des erreurs d'estimation des forçages, notamment les variations temporelles de l'évapotranspiration, dans les situations de modélisation incorrecte.

L'étude s'intéresse à la bactérie Legionella pneumophila (Lpn) dans les biofilms des affluents du lac du Bourget. Elle confirme le caractère ubiquiste de cette bactérie, principalement sous sa forme non cultivable. Elle met aussi en évidence, le caractère local des facteurs naturels de régulation : seule la température de l'eau intervient dans la majorité des sites. Ce déterminisme local a aussi été mis en évidence avec l'étude du réseau hydrographique aixois qui reçoit à la fois des eaux thermales et celles de la rivière Le Tillet. Les perturbations thermique et chimique liées aux arrivées d'eau chaude sont détectables jusqu'à la partie aval du réseau. L'effet d'enrichissement des apports en Lpn qui leur correspondent reste localisé ce qui peut être la manifestation de processus naturels d'autoépuration. Nos résultats montrent également un comportement différent des organismes du groupe des Pseudomonas et des bactéries apparentées vis-à-vis des caractéristiques physico-chimiques. Des expériences effectuées en réacteurs biologiques ont montré qu'une augmentation de la vitesse ou de la température de l'eau est favorable à la présence de Lpn. Un modèle de transport de charges a été construit à partir duquel une gestion de l'utilisation du jet d'eau situé à proximité de la plage municipale d'Aix-les-Bains pourrait être faite pour tenir compte des périodes durant lesquelles des fragments de biofilms susceptibles de contenir des Lpn sont transportés en masse par le réseau aixois en direction de la plage.

Les éléments transposables (ET) sont l'une des principales forces guidant l'évolution des génomes. La présence de copies dégradées a permis de bien caractérisée la dynamique des ET eucaryotes. A contrario, chez les procaryotes, les ET sont considérés comme récents, ce qui complique l'étude de leur dynamique. Les séquences d'insertion (IS) sont les ET procaryotes les plus abondants. Les modèles prédisent que les IS, arrivés par transferts horizontaux, subissent une forte augmentation de leur nombre, puis sont éliminés. De plus, les modèles prédisent que les génomes des bactéries intracellulaires devraient avoir peu ou pas d'IS. Le séquençage des génomes de bactéries intracellulaires obligatoires, comme Wolbachia, a remis en cause les modèles, car certains ont une grande quantité d'IS. Notre travail portait sur l'étude des génomes de cinq souches de Wolbachia ayant des caractéristiques diverses. Nous avons réalisé une annotation détaillée des IS pour chaque génome et testé nos hypothèses basés issues de l'analyse in silico sur un panel de souches. Nous avons confirmé que les génomes de Wolbachia ont une forte abondance d'IS. La majorité des copies d'IS étaient dégradées, ce qui a permis d'étudier leur dynamique. L'activité passée des IS de Wolbachia n'a pas été constante au cours du temps avec des alternances de phases de forte activité et de quiescence. Les phases de forte activité doivent être précédées de transferts horizontaux, qui ont été expérimentalement détectés en abondance. Enfin, des analyses d'expression suggèrent que l'activité des IS n'est pas uniquement contrôlée par les éléments eux-mêmes, mais dépend également de l'environnement génomique des copies.

L'implication des tours aéro-réfrigérantes dites " ouvertes ", dans les cas de légionellose, demeure à l'heure actuel un problème de santé public malgré la multitude de composés biocides disponibles qui, parfois, sont écotoxiques et appliqués à de forte concentrations. L'efficacité de la majorité de ces biocides est étudiée vis-à-vis des formes planctoniques des microorganismes. Cette étude s'intéresse à la mise au point de deux procédés de traitement du risque Legionella pneumophila : H2O2/UV et ClO2, avec la prise en compte particulière des communautés microbiennes fixées et notamment des protozoaires qui constituent l'hôte naturel de cette bactérie. La démarche expérimentale adoptée pour l'étude de l'efficacité de ces traitements, s'est appuyée sur des biofilms environnementaux naturellement contaminés par des légionelles et issus d'une source thermale. La caractérisation des légionelles isolées des biofilms de cette source montre le maintien du sérogroupe 1 de L. pneumophila et l'apparition de deux autres sérogroupes non reportés dans des études précédentes (sg10 et sg12), avec toutefois une prédominance du sérogroupe 12. Quel que soit le sérogroupe, ces souches environnementales se sont avérées plus virulentes vis-à-vis de l'amibe Acantamoeba castellanii, que les souches cliniques de Lp1 répertoriées. A l'état planctonique elles se sont également avérées très sensibles aux traitements H2O2/UV et UV seul. A l'échelle expérimentale, les deux traitements, H2O2/UV et ClO2, montrent une performance élevée vis-à-vis des biofilms. L'étude a particulièrement mis en évidence le rôle du facteur trophique et de l'adaptation des bactéries au stress oxydatif dans la performance des traitements mais aussi dans l'apparition de la reviviscence. L'application des traitements à des installations en vraie grandeur a permis de conforter les résultats expérimentaux et de mettre l'accent, dans le contexte des sites étudiés, sur les limites de leur efficacité et sur la nécessité d'ajustements des doses appliquées (concentrations des biocides, flux d'irradiation UV, mode d'application) aux particularités des contextes industriels.

La compréhension des facteurs susceptibles d'influencer la survie des larves dans la colonne d'eau est d'une importance capitale pour prévoir les fluctuations des abondances de poissons en un site donné. L'objectif de cette thèse est donc de décrire la composition et la diversité des assemblages de larves de poissons en fin de phase pélagique dans les baies et le lagon de Nouvelle-Calédonie, et de mettre en relation leur structure spatiale et temporelle avec divers facteurs abiotiques et biotiques de l'environnement. Les abondances et la diversité de larves sont apparues maximales pendant la saison chaude, entre septembre et février. La durée d'ensoleillement par jour suivie par les conditions de vent à l'échelle du site, et la température de surface de l'eau suivie par la concentration en chlorophylle à l'échelle de la station ont le mieux expliqué les variations d'abondance des larves de différentes familles. La hiérarchie de ces différents facteurs est apparue similaire dans des sites contrastés, suggérant que ces variables constituent de bons facteurs prédictifs pour de futurs modèles spatialisés de la structure des assemblages. Des similitudes de structure entre les assemblages d'adultes résidant dans les herbiers et les assemblages de larves collectés à proximité suggèrent que les communautés d'adultes peuvent également jouer un rôle. Comme l'alimentation constitue un processus essentiel de la survie des larves, le régime alimentaire de différents taxons a été analysé. Les densités et proportions relatives des catégories de proies zooplanctoniques préférées par les larves sont apparues plus élevées dans les baies que dans les zones lagonaires, mais aucune relation significative entre la distribution des larves et celle de leurs proies n'a pu être détectée au sein de ces baies. Pourtant, la structure des assemblages de larves et la densité de zooplancton ont varié de manière concomitante le long d'un gradient côte-large. Ce résultat suggère que la détection des relations liant la structure des assemblages de larves et celle de leurs proies dépend de l'échelle d'étude considérée. L'ensemble des résultats obtenus met en évidence l'importance des baies pour les abondances, la diversité et le succès de l'alimentation des larves de poissons en fin de phase pélagique dans le lagon de Nouvelle-Calédonie.

Le travail présenté ici s'intéresse au rôle des oiseaux sauvages dans l'épidémiologie du virus West Nile (WN) en Camargue. Des espèces d'oiseaux susceptibles d'intervenir dans les différentes phases de circulation du virus (introduction, amplification, dispersion, émergence) sont identifiées en s'appuyant sur les données bibliographiques relatives à la maladie et sur des critères ornithologiques. Les investigations épidémiologiques effectuées pour quelques unes de ces espèces en 2004 (année épizootique) et en 2005 (année post-épizootique) montrent que le virus WN circule dans la population d'oiseaux de Camargue. Pour les oiseaux migrateurs arrivant d'Afrique au printemps, les dates et lieux de ces contacts restent inconnus. Concernant les oiseaux sédentaires, deux isolats d'une même souche virale ont été obtenus en 2004, réciproquement à partir du cerveau d'une Pie bavarde Pica pica et d'un Moineau domestique Passer domesticus, et totalement séquencés. L'étude phylogénétique de cette souche montre qu'elle appartient au même cluster que celles précédemment isolées en Europe méditerranéenne. Les résultats sérologiques et virologiques chez ces deux espèces d'oiseaux, souvent observées à proximité des écuries, en font des candidates à l'amplification et l'émergence du virus WN chez les chevaux de Camargue. La mise en évidence, en 2005, d'ARN viral dans les fientes d'une Pie bavarde conforte cette hypothèse. Les recherches doivent se poursuivre pour évaluer la part respective des différents oiseaux de Camargue dans la circulation du virus WN en utilisant d'autres approches, comme par exemple l'analyse des repas de sang des moustiques vecteurs, récemment identifiés.

La qualité de l'habitat influence la croissance et la survie des juvéniles des poissons récifaux-lagonaires, et donc le succès de leur recrutement dans les populations adultes. Dans ce contexte, l'objectif général de la thèse était d'étudier les relations entre les caractéristiques de l'habitat dans le lagon sud-ouest de Nouvelle-Calédonie à différentes échelles, la croissance et les abondances des juvéniles. Une méthode photographique a été développée et testée afin d'estimer les caractéristiques du microhabitat corallien des juvéniles. Cette méthode a ensuite été utilisée lors d'une étude de la relation entre les caractéristiques du microhabitat, les trajectoires de croissance rétrocalculées à partir de l'analyse des otolithes, et les abondances des juvéniles de Pomacentrus moluccensis. Aucune différence de croissance n'a été observée chez des individus capturés sur des colonies coralliennes différentes. En revanche, la mortalité densité-dépendante des juvéniles est apparue d'autant plus importante lorsque le volume interstitiel des colonies coralliennes était faible. A l'échelle de deux îlots du lagon, des différences spatiales significatives ont été observées pour les trajectoires de croissance, la taille et/ou l'âge à l'installation rétrocalculés pour des juvéniles de Chromis viridis, Lethrinus genivittatus et Siganus fuscescens. Une nouvelle procédure de traitement des données a révélé une mortalité benthique croissance-sélective pour C. viridis qui a eu un effet significatif sur les trajectoires de croissance. Des assemblages de juvéniles collectés à partir de récifs artificiels immergés sont apparus significativement différents suivant qu'ils étaient immergés dans des algueraies, des herbiers et des récifs coralliens, et selon leur durée d'immersion. Dans le lagon sud-ouest, des changements d'habitat au cours des saisons et au cours de la croissance ont été montrés pour 53% et 39% des juvéniles observés respectivement, à fine et/ou large échelle spatiale. Enfin, des Modèles Linéaires Généralisés ont permis d'expliquer 75% et 52% des variations du nombre d'espèces et d'individus juvéniles respectivement, à partir de facteurs environnementaux à plusieurs échelles. Les prédictions ont été spatialisées grâce au couplage avec les outils de télédétection.

Parmi les milliers d'espèces de phytoplancton connues on retrouve le genre Pseudo-nitzschia. Sur les 37 espèces actuellement décrites (et seulement 28 testées), 14 sont capables de produire une toxine amnésiante, l'acide domoïque, mortelle pour l'être humain mais aussi pour les oiseaux et mammifères marins. La production d'acide domoïque dépend non seulement des espèces, mais aussi des souches et de leur environnement. Pour mieux comprendre quand et pourquoi cette toxine est produite, il apparait donc important de s'intéresser à la physiologie de la cellule. Le but de cette thèse était de tester l'effet de différents facteurs biotiques et abiotiques non seulement sur la production d'acide domoïque mais aussi sur la physiologie des cellules. L'effet de la compétition avec les bactéries et une autre diatomée a été testé sur Pseudo-nitzschia sp., ainsi que la limitation en fer et/ou cuivre ou l'ajout de doses toxiques de cuivre.