Au début de la lactation, les vaches laitières produisent des quantités de lait importantes, les plaçant en débalancement énergétique comparativement à l'énergie qu'elles obtiennent par leur alimentation. Pour combler cette balance énergétique négative, elles reçoivent, dans leur ration alimentaire des ingrédients riches en énergie hautement digestible, comme l'amidon, qui peut perturber l'équilibre acido-basique, l'équilibre entre les communautés microbiennes et engendrer des troubles métaboliques, comme l'acidose ruminale subaiguë (ARSA), dans le rumen. Malgré les nombreuses recherches, peu de solutions existent pour pallier le besoin énergétique en début de lactation. Ce qui n'a pas encore été testé à ce jour est l'ajout d'une source d'énergie liquide, comme le perméat de lait liquide. Le perméat de lait est un sous-produit industriel qui provient principalement de la transformation du lait en fromage et en yogourt. Il est riche en lactose, un sucre facilement digestible qui n'entraine pas des baisses du pH ruminal comme celles observées lorsque les rations sont riches en amidon. Cependant, son utilisation pourrait permettre de réduire les effets nocifs associés à un bilan énergétique négatif et bonifier la productivité des vaches laitières, mais aussi de réduire l'empreinte écologique de l'industrie laitière. Pour comprendre les effets de l'ajout de perméat de lait liquide comme source d'énergie et son impact sur les communautés microbiennes du rumen, nous avons utilisé un modèle RUSITEC où l'eau était substituée par le perméat de lait liquide. Cependant, afin d'évaluer le rôle du liquide dans le RUSITEC, il était nécessaire de comprendre d'abord l'impact de l'ajout d'eau dans le système *in vitro*, car il s'agit d'une composante manquante dans la conception classique du modèle. Dans cette expérience, trois vaches donneuses Holstein ont permis d'avoir accès au liquide et au solide ruminaux pour le démarrage du RUSITEC. Le RUSITEC était composé de deux systèmes en blocs complets comportant chacun 8 fermenteurs dont les échantillons était soutirés sur les deux périodes expérimentales de 15 jours chacune. Chaque bloc de 8 fermenteurs était sujet à une condition unique, soit « Normale (N) » ou « ARSA (S) ». De plus, il y avait quatre traitements en duplicata appliqués quotidiennement aux fermenteurs soit « Témoin (C) », « Eau (W) », « Perméat dilué à 50 % (WP) » et « Perméat (P) ». Quotidiennement, 50 mL étaient prélevés aux fermenteurs pour l'analyse de l'osmolalité, du pH, de la production d'acides gras volatiles (AGV) et de l'azote ammoniacal, mais aussi des analyses microbiologiques comme le décompte des protozoaires et l'analyse par séquençage du gène de l'ARN ribosomal 16S afin d'évaluer les diversités alpha et bêta et l'abondance relative des différents taxa bactériens. L'osmolalité et la concentration en azote ammoniacal étaient les seules différences entre les traitements C et W où W démontre un effet de dilution marqué pour les deux conditions (p ˂ 0,05). Une diminution du pH par ajout de perméat (WP et P) a été observer sans tenir compte des conditions. L'ajout de perméat (WP et P) provoque aussi une diminution en azote ammoniacal pour les deux conditions (p ˂ 0,05). Le traitement P a causé une augmentation de la production d'AGV (p ˂ 0,05) ainsi qu'une augmentation de la proportion en acide butyrique (p ˂ 0,05). Quant aux effets sur les communautés microbiennes, une disparition quasi totale du nombre de protozoaires survient au début de l'expérimentation peu importe le traitement. Pour l'indice de diversité bêta, une différence marquée est observée entre la composition des communautés bactériennes pour les traitements W et WP (p ˂ 0,05) se reflétant dans la différence en abondance relative de plusieurs taxa bactériens. Finalement, l'ajout de perméat de lait liquide dans le RUSITEC n'a entraîné aucune répercussion sur la richesse spécifique des microorganismes, mais a altéré les métabolismes causant des changements de pH et des changements dans les proportions d'AGVs en plus d'affecter la capacité tampon ruminale associée à la condition ARSA. Cependant, le perméat de lait liquide serait un supplément envisageable pour augmenter l'apport énergétique des vaches laitières recevant des diètes riches en énergie, mais des essais avec des animaux doivent être réalisés afin de mieux comprendre les répercussions de son emploie sur le pH ruminal *in vivo*. / At the beginning of lactation, dairy cows produce large amounts of milk, placing them in an energy imbalance compared to the energy they obtain from their diet. To compensate for this negative energy balance, they receive a food ration rich in highly digestible energy, such as starch, which can disrupt the acid-base balance, the balance between microbial communities and cause metabolic disorders, such as subacute ruminal acidosis (SARA) in the rumen. Despite much research, few solutions exist to compensate for the energy needed at the start of lactation. What has not yet been tested to date is the addition of a liquid energy source, such as liquid milk permeate. Milk permeate is an industrial byproduct that mainly comes from the processing of milk into cheese and yogurt. It is rich in lactose, an easily digestible sugar that does not lower ruminal pH like starch does. However, its use could reduce the harmful effects associated with a negative energy balance and improve the productivity of dairy cows, but also reduce the ecological footprint of the dairy industry. To understand the effects of the addition of liquid milk permeate as an energy source and its impact on rumen microbial communities, we used a RUSITEC model where water was substituted by liquid milk permeate. However, to assess the role of liquid in RUSITEC, it was necessary to first understand the impact of adding water to the *in vitro* system, as this is a missing component in the classic design of the model. In this experiment, three Holstein donor cows allowed to have access to ruminal liquid and solid for the start of the RUSITEC. The RUSITEC was composed of two complete blocks systems, each containing 8 fermenters (n=16) from which samples were drawn over two experimental periods of 15 days each. Each block of 8 fermenters was subject to a unique condition, either « Normal (N) » or « SARA (S) » condition. In addition, there were four duplicate treatments applied daily to the fermenters: « Control (C) », « Water (W) », « Permeate diluted to 50% (WP) » and « Permeate (P) ». Daily, 50 mL were taken from the fermenters for the analysis of osmolality, pH, production of volatile fatty acids (VFA) and ammoniacal nitrogen, but also microbiological analyzes such as counting protozoa and analysis by sequencing of the 16S ribosomal RNA gene in order to evaluate the alpha and beta diversities, and the relative abundance of different bacterial taxa. Osmolality and ammoniacal nitrogen concentration were the only differences between treatments C and W where W demonstrates a marked dilution effect for both conditions (p ˂ 0.05). A decrease in pH by addition of permeate (WP and P) was observed without considering both conditions. The addition of permeate (WP and P) also causes a decrease in ammoniacal nitrogen. For treatment P, an increase in VFA production (p ˂ 0.05) as well as an increase in proportion of butyric acid (p ˂ 0.05) were observed. In terms of microbial communities, an almost total disappearance in the number of protozoa occurs at the start of the experiment regardless of the treatment. For the beta diversity index, a marked difference was observed between the composition of the bacterial communities for the W and WP treatments (p ˂ 0.05) which was reflected in the difference in relative abundance of several bacterial taxa. Ultimately, the addition of liquid milk permeate in the RUSITEC had no impact on the specific richness of microorganisms, but it altered metabolisms, causing changes in pH and shifts in the proportions of VFAs, in addition to affecting the ruminal buffering capacity associated with the SARA condition. However, liquid milk permeate could be a suitable supplement to increase the energy intake of dairy cows receiving energy-rich diets, but trials with animals must be conducted to better understand the effects of its use on ruminal pH *in vivo*.

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.