Les teneurs élevées en mercure des sols Guyanais suscitent beaucoup d’attention de par les conséquences écotoxicologiques qui en découlent. Dans cet écosystème tropical particulier, notre recherche a eu pour objectifs i) d’évaluer l’importance des oxydes de fer dans la fixation du mercure ii) d’étudier l’impact des processus biogéochimiques dans la remobilisation de ce métal et iii) d’évaluer l’impact de ce mercure mobile sur le fonctionnement et la diversité génétique des communautés microbiennes du sol. Afin d’atteindre ces objectifs deux volets ont été abordés, avec comme matériel d’étude des sols naturels provenant d’une toposéquence proche d’un ancien site orpaillé, situé dans les environs du village de Cacao, et des sols jamais orpaillés de la forêt de Patagai. Dans le premier volet, les résultats obtenus ont montré que les quantités de mercure dans les sols étudiés diminuent le long de la toposéquence, des oxisols aux sols hydromorphes, de même que les teneurs en fer et ceci en étroite relation avec les conditions réductrices et les mouvements probables des nappes d’eau. Les analyses pédologiques combinées à des extractions chimiques sélectives des formes d’oxydes de fer ont permis de montrer l’importance de ces derniers et de leurs propriétés cristallochimiques dans la fixation du mercure. Ces résultats ont logiquement ouvert la voie à une étude microbiologique, visant à évaluer la capacité des bactéries ferri-réductrices à mobiliser le mercure, dans des conditions physico-chimiques réductrices proches de celles rencontrées en conditions naturelles. Menée en microcosme au laboratoire et en présence d’une source de carbone facilement biodégradable, cette étude a mis en évidence une redistribution du mercure parallèlement à l’activité ferri-réductrice bactérienne. Le rôle méthylateur de ces bactéries expliquerait les fortes concentrations de methylmercure (MeHg) rapportées dans les sols inondés de notre site d’étude. Le second volet de ce travail a été consacré à l’impact d’un apport du mercure sur les communautés microbiennes telluriques. Ce volet a été abordé à travers une approche multiscalaire combinant chimie, microbiologie, enzymologie et biologie moléculaire. Les résultats obtenus ont confirmé que l’effet du mercure dépend des teneurs appliquées. Alors que la densité microbienne ne semble pas modifiée, les diversités spécifiques, fonctionnelles ainsi que les cinétiques de minéralisation de carbone sont rapidement influencées par des fortes concentrations en mercure (20 µg/g de sol). D’autre part, si l’application du mercure a montré une modification irréversible à long terme de la structure génétique des communautés microbiennes, un phénomène de résilience a été rapidement constaté au niveau de la minéralisation du carbone et de la diversité fonctionnelle. Un travail complémentaire a permis de mettre en place une méthode d’évaluation multidimensionnelle de la résilience des communautés microbiennes à un stress environnemental / Guyanese soils contain high concentrations of mercury due to high geological background concentrations and locally to past gold-mining. The dynamics of this mercury is actually a major environmental and health preoccupation. In this particular ecosystem, the objectives of this thesis were to determine i) the importance of iron oxides in mercury distribution in soils, ii) the impact of microbial ferrireducing bacteria on the remobilisation of this toxic heavy metal, and iii) the impact of mercury pollution on the activity and genetic structure of soil microbial communities. This was assessed through two approaches, the first using soils sampled along a natural ferrallitic toposequence of a catchment basin, partly gold-mined up to 1950, near the village of Cacao. And the second using soils sampled from the forest of Patagai that records no past gold mining. Our results showed that the quantities of mercury decreased along the toposequence along with total iron contents, from the well drained oxisols to the hydromorphic talwegs. This happened in close relation to reductive conditions and watershed dynamics. The soil analyses combined to chemical extractions of amorphous and crystalline iron forms revealed the importance of the latter in mercury adsorption. These results logically brought us to study the impact of microbial activity, and more precisely bacterial iron reduction, on the remobilisation of mercury in these soils. This was carried out in reductive conditions similar to those encountered in natural conditions. In presence of available carbon, these experiments showed that ferri-reducing activity could solubilise significant quantities of iron, thus simultaneously mobilizing mercury. However, we did not detect an increase in dissolved mercury, presumably because it was re precipitated as HgS. Never the less, we observed variations in the amount of mercury associated to iron oxides during incubation. The second part of this work studied the impact of mercury on soil microbial communities. We approached this through a multidisciplinary study including chemistry, microbiology and molecular biology. Results confirmed that the effect of mercury depends on the concentration of Hg applied. While microbial biomass and numbers did not seem to be affected, the genetic structure as well as the functional diversity and carbon mineralisation were rapidly affected by high mercury concentrations (20 µg g-1 of soil). More over, we observed a rapid resilience in carbon mineralisation and functional diversity whereas genetic structure was durably modified. Complementary work enabled us to set up a multidimensional method to evaluate microbial community’s resistance and resilience to an environmental stress

Le Bassin d’Arcachon est une lagune très riche écologiquement et suscite un attrait touristique et ostréicole important. Cette pression anthropique a soulevé ces dernières années des questions sociétales quant à sa qualité environnementale. Ainsi, ancrés dans des projets soutenus par les acteurs locaux (Région Aquitaine, Syndicat Intercommunal du Bassin d’Arcachon, Conseil général de la Gironde), ces travaux de thèse ont permis de dresser un bilan de la qualité de ce système et de ses bassins versants relativement à l’introduction des hydrocarbures aromatiques polycycliques (substances prioritaires selon la directive cadre sur l’eau, UE, 2000). Ces polluants organiques sont présents dans les différents compartiments environnementaux suivis (sédiments, colonne d’eau) de la lagune, en concentrations élevées pour quelques sites et pouvant induire des effets toxiques chez le biota aquatique. Ils sont généralement présents dans les eaux et sédiments des tributaires à un niveau bruit de fond, mais des concentrations importantes ont été observées pour un ruisseau, ainsi que lors d’un évènement de tempête. Ils sont principalement issus des processus de combustion incomplète de matières organiques (gaz d’échappement, chauffage, feux de forêt) ; des apports terrigènes et diagénétiques de pérylène ont également pu être mis en évidence. Les transferts des HAP vers le biota benthique (huître), et leur bioaccumulation sont effectifs malgré des capacités de dépuration importante relativement à d’autres classes de composés organiques hydrophobes. Comme alerté par le réseau national d’observation coordonné par IFREMER, les teneurs dans les organismes augmentent depuis une dizaine d’année, et s’approchent aujourd’hui de la valeur guide AFSSA pour la consommation humaine. Outre l’aspect de qualité environnementale, ces résultats peuvent apporter des informations quant aux problématiques nationales actuelles de surveillance chimique des productions conchylicoles (DGAL, 2008 ; AFSSA, 2008). / Abstract

Les conséquences sanitaires et environnementales de la pollution atmosphérique sont devenues au cours des dernières décennies un des problèmes majeurs de notre société. Sensibilisée à cette problématique, la région Nord Pas-de-Calais a été l'une des premières régions à soutenir et à valoriser la biosurveillance végétale de la qualité de l'air. Les travaux scientifiques réalisés dans le cadre de cette thèse ont pour objectif d'étudier les phénomènes d'accumulation et les impacts des composés organiques volatils (COV) chez les bryophytes. Articulées autour de deux axes, les recherches menées visaient à étudier, d'une part, l'accumulation des benzène, toluène, ethylbenzène et xylènes (BTEX), d'autre part, des effets au niveau cellulaire, du benzène chez Tortula ruralis, par l'analyse des variations de l'expression de biomarqueurs de stress oxydant. Des expérimentations complémentaires in situ , sur le littoral dunkerquois, et en conditions contrôlées ont permis d'établir des phénomènes d'équilibre des concentrations en BTEX entre notre modèle végétal et l'air. In situ, les teneurs en BTEX chez les mousses sont fortement conditionnées par les paramètres météorologiques, et principalement la force des vents. De plus, les concentrations atmosphériques en particules PM10 favoriseraient l'accumulation des BTEX chez la mousse. Mais d'une manière générale, les mousses n'accumulent pas les BTEX de façon corrélée aux teneurs dans l'atmosphère. Concernant l'expression des biomarqueurs de stress oxydant, des variations naturelles des paramètres biologiques mesurés sont observées chez la mousse. Ces variations seraient liées à la nature poïkilohydrique des mousses, leur capacité de reviviscence et aux aptitudes qu'elles ont développées pour résister aux variations de leur état d'hydratation. Ainsi, les biomarqueurs de stress oxydant souvent recherchés dans les études d'écotoxicologie, ne seraient pas adaptés pour l'étude des effets chez les bryophytes terrestres.

Les PCB (polychlorobiphényles) sont des molécules connues pour leur longue demi-vie et leur forte liposolubilité qui conduisent à une bioaccumulation et une bioamplification dans les réseaux trophiques, menant à un potentiel risque pour les prédateurs de haut niveau tel que l'Homme. De plus, il a été démontré que leur affinité avec les composés lipidiques conduisaient à une transmission de la femelle à l'œuf chez les poissons. Dans ce contexte, et comme d'autres travaux ont déjà montré des effets des PCB sur la physiologie et le comportement d'animaux contaminés de différentes façons, nous avons observé les effets de ces molécules chez deux espèces, la sole commune et le poisson zèbre. La contamination a été réalisée via l'alimentation avec deux mélanges de PCB et deux concentrations qui correspondent à des situations environnementales, en termes de dose ou de choix et de proportion des congénères retenus. La dose la plus haute est équivalente à celle mesurée dans de la chair de molusques en baie de Seine et la dose intermédiaire à celle mesurée en estuaire de Loire. Les soles contaminées ont montré une diminution du niveau d'activité locomoteur après 30 jours (j) de contamination et une altération des capacités cryptiques après 60 j de contamination. Les poissons zèbre contaminés ont montré une augmentation de l'activité locomotrice après 250 j de contamination. La génération issue de cette génération de poisson zèbre contaminée a elle aussi montré une augmentation de l'activité locomotrice au stade larvaire et adulte. Chez les adultes, cela s'est traduit par une diminution de l'utilisation de la zone de fond des bacs et une augmentation du nombre de transition de zones, ce qui s'explique par une perte d'inhibition comportementale. Dans les deux cas, les phénotypes comportementaux observés chez les groupes PCB sont associés à une altération de la locomotion dans le sens d'une baisse d'activité pour une espèce placide comme la sole et dans le sens de l'augmentation pour une espèce mobile comme le poisson zèbre.

L'ubiquisme des diatomées et leur diversité taxonomique a favorisé l'utilisation croissante de ces algues pour l'évaluation des conditions environnementales en eaux douces. La contamination métallique qui affecte certains cours d'eau peut conduire à des modifications de la structure des communautés et de la morphologie des individus. Dans ces travaux, les caractéristiques des biofilms périphytiques ont été étudiées sur le terrain (bassin versant du Riou-Mort, Sud-Ouest de la France) et en conditions expérimentales. La présence de métaux (ici : cadmium, zinc) induit non seulement un remplacement des espèces sensibles (Cyclotella meneghiniana, Navicula gregaria, Navicula veneta) par des espèces plus tolérantes (notamment Eolimna minima), mais également une diminution de la taille de certains individus et / ou l'apparition d'anomalies morphologiques affectant de nombreuses espèces. Le rôle structurant d'autres facteurs abiotiques sur les communautés diatomiques a de plus été souligné, particulièrement celui de la présence de nutriments en concentrations élevées qui stimule la production de biomasse et modifie la structure des assemblages au profit d'espèces saprophiles. L'action protectrice de la matrice organique vis-à-vis des contaminants métalliques a également été confirmée au travers de ces travaux. La pertinence de l'utilisation des diatomées pour la bioindication des pollutions métalliques a été validée, et ces études fournissent une base à l'élaboration d'un indice diatomique de pollution métallique probable.

Les estuaires sont des zones de transition entre les eaux fluviales et les océans soumis à de fortes contraintes d’origine anthropique, telles que la pollution chimique. Pourtant, les estuaires sont d’une importance écologique primordiale, et sont notamment des zones de nourricerie ou de reproduction pour de nombreuses espèces. Le Flet européen Platichthys flesus est un modèle souvent utilisé comme espèce sentinelle dans les estuaires. Le but de ces travaux est d’explorer les mécanismes de réponse du Flet européen à la contamination chimique, afin éventuellement d’identifier de nouveaux biomarqueurs. Il a donc été choisi de mener cette étude par une approche de protéomique par électrophorèse en deux dimensions. Les protéines différentiellement accumulées en réponse à la pollution ont été identifiées par MALDI TOF-TOF. Ces études par protéomique ont été complétées par des mesures ciblées de transcription de gènes. Tout d’abord, des flets juvéniles issus d’un élevage ont été contaminés expérimentalement avec deux doses d’un cocktail de HAP et PCB (concentration retrouvée dans la Seine, et 10 fois celle-ci). Après 29 jours de contamination, le métabolisme énergétique paraît dérégulé. Des protéines impliquées dans les défenses anti-oxydantes et la détoxification sont accumulées dans le foie des poissons contaminés. Les résultats nous ont conduit à poser l’hypothèse de l’implication de la BHMT dans un cycle aboutissant à la production de GSH, et qui pourrait donc participer à la détoxification ou aux défenses anti-oxydantes. Ensuite, les profils protéiques de foies de poissons issus de 3 estuaires de la Manche ont été comparés. Les profils protéiques des foies de poissons de la Seine et de la Tamar, 2 estuaires présentant des profils de contamination différents, se sont révélés différents des profils protéiques des foies des poissons de la Canche. Des différences moins marquées entre les profils protéiques des foies de poissons de la Seine et de la Tamar pourraient refléter les différences entre les contaminants présents dans ces estuaires. / Estuaries are important areas highly susceptible to anthropogenic degradations such as pollution. Estuarine species have to cope not only with environmental constraints inherent to estuarine habitats, but also with the presence of contaminants, the occurrence of hypoxic events or with waters warming. The European flounder Platichthys flesus is considered as a sentinel species in estuarine water quality monitoring. This study investigates the molecular mechanisms allowing the European flounder to cope with these different stress factors, both in environmental and experimental conditions, in order to eventually identify potential biomarkers of the response to contamination. A proteomic approach using 2-dimensional electrophoresis followed by MALDI TOF-TOF mass spectrometry allowed us to identify differentially expressed proteins in flounder livers, and then to better understand the mechanisms and a pathway implied in the response of flounder to environmental constraints. These observations were completed by targeted markers analyses by qPCR and enzymatic activity measurements. First, farm flounders were experimentally contaminated with two concentrations of PAH/PCB cocktails (concentrations found in the Seine and ten times this concentration). After 29 days of contamination, energetic metabolism was deregulated in contaminated flounder livers. Proteins involved in anti-oxidative defenses and detoxification were also accumulated. We suggest that BHMT could be implied in a pathway leading to the production of GSH allowing detoxification and anti-oxidative defense. Then, Flounders were fished in contrasted estuaries along the French Atlantic coast. The liver proteomic patterns of Flounders from the Seine (France) and the Tamar (UK), two estuaries displaying different contamination patterns, and from the Canche (France), were compared to characterize the proteins differentially expressed between these sites. Proteome profiles reflected the contamination patterns in each estuary.

Bathymodiolus azoricus est un bivalve endémique des sources hydrothermales de la dorsale Médio Atlantique qui présente une forte capacité à accumuler différents métaux dans ses tissus, la qualifiant comme espèce modèle en écotoxicologie. L’objectif de ce travail a consisté à décrire les mécanismes moléculaires de tolérance et de détoxication des métaux, que ce soit au sein des populations naturelles ou durant des expositions expérimentales, par le biais d’approches chimiques (quantification des métaux) et transcriptomiques (PCR quantitative et puces à ADN), afin de comprendre comment les facteurs environnementaux pouvaient influencer l’expression des gènes de B. azoricus et d’identifier des biomarqueurs potentiels utiles pour des études écotoxicologiques en environnement extrême. Les mesures de bioaccumulation de différents métaux (Cd, Cu, Fe, Pb,…) sur des individus provenant de sites aux caractéristiques contrastées ont révélé des patrons spécifiques aux populations et aux tissus examinés chez cette espèce, suggérant des phénomènes d’organotropisme. Nos résultats suggèrent également que les bactéries symbiotiques des branchies pourraient participer à la tolérance aux métaux et aux processus de détoxication. Des tendances comparables sont observées pour l’expression relative de certains gènes candidats impliqués dans la réponse au stress métallique, par exemple les métallothionéines, les superoxyde dismutases, les ferritines et les phytochélatines. Les réponses distinctes observées pour certaines populations ou certains tissus traduisent des différences d’état physiologique qui ne seraient pas directement reliées avec l’accumulation de métaux. En outre, l’analyse des puces à ADN à une échelle globale nous a permis d’identifier les réseaux métaboliques principaux pour chaque population et chaque tissu. / Bathymodiolus azoricus is an endemic bivalve from hydrothermal vents in the Mid-Atlantic ridge, which is known to accumulate different types of metals in various tissues at high concentrations, and has therefore been granted model species for exotoxicology. The objective of this work is to describe the mechanisms of metal tolerance and detoxification as they occur in natural populations and during experimental exposures, using both chemical (metal quantification) and transcriptomic (qPCR and microarrays) approaches to understand how environmental factors influence gene expression response in B. azoricus and to identify potential biomarkers useful for ecotoxicological studies in extreme environments. Bioaccumulation of different metals (Cd, Cu, Fe, Pb,…) was measured on individuals from contrasted vent sites, revealing specific population patterns and tissue differences for this species that could be related to processes of organotropism. Our results also suggest that the symbiotic bacteria in gills may be involved in metal tolerance and detoxification. Similar variation trends are observed in the relative expression of candidate genes involved in response to metal stress, e.g. metallothioneins, superoxide dismutase, ferritin, and phytochelatin, revealing contrasted responses at population and tissue level, and reflecting differences in physiological status not directly correlated with the accumulation of metals. In addition, global scale microarray analysis allowed us to identify the principal biological pathways representative of each population and tissues.

Ce travail de thèse vise à décrire l'écodynamique d'herbicides -tricétones synthétiques (sulcotrione et mésotrione) et naturel (leptospermone) et à estimer leur impact écotoxicologique sur la communauté bactérienne de sols agricoles. Les processus impliqués dans la dissipation de ces herbicides (adsorption et biodégradation) ont été étudiés dans des microcosmes de sol. Deux souches bactériennes, Bradyrhizobium sp. SRl dégradant la sulcotrione et la mésotrione, et Methylophilus sp. LS1 dégradant la leptospermone ont été isolées. Une banque de 12000 mutants de Bradyrhizobium sp. SRl a été construite et deux mutants Sul• ont été sélectionnés, mais les gènes interrompus ne codent pas pour les enzymes de dégradation de la sulcotrione. L'impact écotoxicologique des tricétones synthétique (sulcotrione) et naturelle (leptospermone) sur la communauté bactérienne du sol a été estimé à l'aide d'outils de métagénomique et de métabolomique. La leptospermone modifie de manière transitoire la diversité et la composition de la communauté bactérienne, en accord avec sa rémanence dans les sols. La sulcotrione ne modifie ni la diversité ni la composition de la communauté bactérienne. La combinaison des approches de métagénomique et de métabolomique est prometteuse pour évaluer l'impact écotoxicologique des herbicides sur les microorganismes du sol. / This work aims to describe the ecodynamics of synthetic (sulcotrione and mesotrione) and natural (leptospermone) -triketone herbicides and to estimate their ecotoxicological impact on the bacterial community in arable soils. The processes involved in the dissipation of these herbicides (adsorption and biodegradation) have been studied in soil microcosms. Two bacterial strains, Bradyrhizobium sp. SRl able to degrade sulcotrione and mesotrione, and Methylophilus sp. LS1 degrading leptospermone, have been isolated. A bank of 12 ooo mutants of Bradyrhizobium sp. SR1 was established allowing the selection of two Sul•mutants but interrupted genes didn't code for enzymes degrading sulcotrione. The ecotoxicological impact of synthetic (sulcotrione) and natural (leptospermone) triketones on soil bacterial community was estimated using metagenomics and metabolomic tools. Leptospermone transitory modified the diversity and composition of the bacterial community, in accordance with its persistence in soil. Sulcotrione did not modified neither the diversity nor the composition of the bacterial community. The combination of metagenomics and metabolomics is promising for the assessment of ecotoxicological impact of herbicides on soil microorganisms.

Les PCB (polychlorobiphényles) sont des molécules connues pour leur longue demi-vie et leur forte liposolubilité qui conduisent à une bioaccumulation et une bioamplification dans les réseaux trophiques, menant à un potentiel risque pour les prédateurs de haut niveau tel que l’Homme. De plus, il a été démontré que leur affinité avec les composés lipidiques conduisaient à une transmission de la femelle à l’œuf chez les poissons. Dans ce contexte, et comme d’autres travaux ont déjà montré des effets des PCB sur la physiologie et le comportement d’animaux contaminés de différentes façons, nous avons observé les effets de ces molécules chez deux espèces, la sole commune et le poisson zèbre. La contamination a été réalisée via l’alimentation avec deux mélanges de PCB et deux concentrations qui correspondent à des situations environnementales, en termes de dose ou de choix et de proportion des congénères retenus. La dose la plus haute est équivalente à celle mesurée dans de la chair de molusques en baie de Seine et la dose intermédiaire à celle mesurée en estuaire de Loire. Les soles contaminées ont montré une diminution du niveau d’activité locomoteur après 30 jours (j) de contamination et une altération des capacités cryptiques après 60 j de contamination. Les poissons zèbre contaminés ont montré une augmentation de l’activité locomotrice après 250 j de contamination. La génération issue de cette génération de poisson zèbre contaminée a elle aussi montré une augmentation de l’activité locomotrice au stade larvaire et adulte. Chez les adultes, cela s’est traduit par une diminution de l’utilisation de la zone de fond des bacs et une augmentation du nombre de transition de zones, ce qui s’explique par une perte d’inhibition comportementale. Dans les deux cas, les phénotypes comportementaux observés chez les groupes PCB sont associés à une altération de la locomotion dans le sens d’une baisse d’activité pour une espèce placide comme la sole et dans le sens de l’augmentation pour une espèce mobile comme le poisson zèbre. / Because of their long biological half-life and high liposolubility, PCBs (polychlorinated biphenyls) are bioaccumulated and biomagnified through food chains over a wide range of trophic levels, leading to a potential risk for high trophic level predators including humans. Further, due to their binding with lipids, a demonstrated maternal transfer to eggs exists in fish. In this context, and since field analyses and experimental exposures have established links between PCBs exposure and alterations in physiology and behaviour of contaminated animals, we have examined the effects in both common sole and zebrafish species exposed through diets to two PCBs mixtures at two doses mimicking known environmental contamination levels and congener composition. The highest dose was equivalent to that found in molluscs flesh in the Seine Estuary and the intermediate dose was equivalent to that found in the Loire estuary. Contaminated soles showed a decreased locomotor activity level after 30 days (d) of contamination and altered cryptic abilities after 60 d of contamination. Contaminated zebrafish showed an increased locomotor activity level after 250 d of contamination. The offspring obtained from this contaminated generation of zebrafish showed an increase in swimming activity in larvae which was maintained in adults. In adults, this was associated with a decrease in tank bottom section occupancy and with an increase in the number of zone transition which may be due to a loosening of homebase behaviour and/or a loss of behavioural inhibition. In both cases, behavioural phenotypes observed in PCBs groups can be related to a disruption in locomotion activity towards decreased levels for a placid species like common sole and increased levels for a mobile species like zebrafish.

A cause d’une anthropisation toujours plus forte des écosystèmes, de plus en plus de menaces pèsent sur la biodiversité. Parmi celles-ci, l’exposition aux contaminants est particulièrement problématique pour les organismes vivants. Emis et utilisés dans les pays industrialisés, ces contaminants hautement persistants dans l’environnement vont gagner les régions polaires puis se bio-accumuler dans les organismes vivants au cours du temps et se bio-amplifier le long du réseau trophique. Ainsi, les oiseaux marins, longévifs et situés dans les maillons supérieurs de la chaine alimentaire, sont particulièrement exposés et vulnérables à une exposition chronique à ces contaminants. A travers une perturbation endocrinienne, ces contaminants vont pouvoir impacter certains mécanismes physiologiques et traits comportementaux, entrainant in fine des conséquences à long-terme sur la fitness des individus et populations. Ma thèse s’articule autour de trois grandes familles de contaminants : i) les composés perfluoroalkylés (PFASs), encore largement utilisés dans plusieurs secteurs industriels et agricoles et en augmentation dans l’environnement ; (ii) les composés organochlorés dits « d’héritage » (OCs), interdits depuis des années mais entrainants toujours des effets délétères sur la biodiversité et (iii) le mercure (Hg), métal lourd non-essentiel ayant une origine à la fois anthropique et naturelle. Basé sur une approche corrélative in natura, je me suis intéressé aux conséquences physiologiques et comportementales d’une exposition chronique à ces trois grandes familles de contaminants présents chez la mouette tridactyle (Rissa tridactyla) de l’Arctique Norvégien (Svalbard) au cours de son cycle reproducteur (depuis l’accouplement jusqu’à l’élevage des poussins). Spécifiquement, j’ai étudié les relations entre ces contaminants et la fertilité (morphologie et motilité des spermatozoïdes), l’expression des signaux sexuels (visuel : coloration des téguments, olfactif : signature chimique), les comportements de soins parentaux (température d’incubation et rotation de l’œuf), le vieillissement cellulaire (longueur des télomères) et la dépense énergétique (métabolisme de base). Je me suis également penché sur de potentiels mécanismes sous-jacents permettant d’expliquer ces relations. Puisque ces mécanismes physiologiques et comportementaux sont fortement impliqués dans la valeur sélective des individus, les possibles conséquences à long terme de cette exposition sur la reproduction et survie des individus sont discutées. Ce travail permet de souligner la forte toxicité de certains composés organochlorés « historiques » (en particulier les chlordanes) et d’apporter de toutes nouvelles connaissances sur la toxicité très mal connue des PFASs chez la faune sauvage. Fait important, ce travail de thèse révèle que les PFASs et les OCs pourraient agir de manière contrastée sur plusieurs mécanismes physiologiques et traits comportementaux. Spécifiquement, une forte exposition à l’oxychlordane, un métabolite du chlordane, pesticide interdit depuis des décennies, est associée à des télomères plus courts, une réduction du métabolisme de base et à une moindre capacité à incuber les œufs. A l’inverse, on observe une élongation des télomères, une augmentation du métabolisme de base et une rotation des œufs accrue chez les individus les plus exposés aux PFASs. Le Hg, au moins en ce qui concerne les paramètres étudiés, ne semble pas jouer un rôle majeur. Cette étude souligne l'importance de tenir compte de plusieurs groupes de contaminants lorsqu'on étudie les conséquences de l'exposition aux contaminants environnementaux chez la faune sauvage. / Due to increasing human activities, a growing number of threats are challenging the fate of biodiversity. Among them, environmental contamination is particularly concerning for living organisms. Used and released in industrialized countries, these highly persistent contaminants can reach remote areas such as the Arctic ecosystem and will biomagnify though food webs and bioaccumulate in organisms. Long-lived seabirds are located in the upper levels of the food chains and thus particularly exposed and sensitive to a chronic contaminants exposure. Through endocrine disruption, these contaminants can impact physiological mechanisms and behavioural traits, inducing in fine, long-term fitness consequences on individuals and populations. My thesis focuses on three groups of contaminants: (i) poly- and perfluoroalkyl substances (PFASs), still broadly used in a vast array of industrial processes and increasing in the Arctic; (ii) “legacy” organochlorine contaminants (OCs, pesticides and industrial compounds), banned from use but still well present in the Arctic and (iii) mercury (Hg), a non-essential metal coming of both natural and anthropic origins. Based on a correlative approach conducted in natura, I investigated the physiological and behavioural consequences of exposure to these contaminants during the whole breeding cycle (from pre-laying to chick-rearing period) in an Arctic seabird, the black-legged kittiwake (Rissa tridactyla) from Svalbard, Norwegian Arctic. Specifically, I examined the relationships between several PFASs, OCs, Hg and fertility (sperm morphology and motility), sexual signaling (visual: integument coloration and olfactory: chemical signature), parental care behaviors (incubation temperature and egg-turning), ageing (telomere length) and energy expenditure (basal metabolic rate). In addition, some potential underlying mechanisms were also studied to better understand the way through which contaminants can be detrimental for kittiwakes. Furthermore, since physiological mechanisms and behavioral traits investigated here are tightly involved in self maintenance and reproduction, possible effects on fitness are then discussed. This PhD work underlines the major role of certain legacy chlorinated organic compounds (e.g. chlordanes) and significantly contributes at documenting the poorly known toxicological consequences of PFASs exposure in wildlife. Importantly, this PhD shows that PFASs and OCs could impact ageing, energy expenditure and some parental care behaviors in a contrasted manner. Specifically, oxychlordane, a metabolite of a banned organochlorine pesticide was associated with decreased telomere length, lowered metabolic rate and reduced ability to incubate the eggs. Conversely, elongated telomere, increased BMR and enhanced egg rotation were observed in birds bearing the highest concentrations of PFASs. Finally, at least for the considered endpoints, Hg appears as a coming minor threat for kittiwakes. This study highlights the importance of considering several groups of contaminants when investigating the consequences of environmental contaminants exposure in wildlife.