Parmi les stratégies visant à contrôler la croissance de microorganismes pathogènes dans un aliment, la biopréservation qui s’appuie sur l’utilisation des capacités inhibitrices d’autres microorganismes offre une grande diversité d’opportunités. Il est cependant nécessaire de comprendre les mécanismes moléculaires et physiologiques régissant l’antagonisme du microorganisme protecteur vis-à-vis de la bactérie indésirable. L’objectif de cette thèse était de caractériser l’antagonisme de L. garvieae N201, isolé de fromage, vis-à-vis de souches de S. aureus par des approches in vitro : génomique, transcriptomique (ciblée concernant S. aureus, globale concernant L. garvieae) et phénotypique. Un acteur avait déjà été identifié : le peroxyde d’hydrogène (H2O2) produit par L. garvieae sous un niveau d’aération élevé. Lors de ces travaux de thèse, il a été montré que le peroxyde d’hydrogène serait également produit par L. garvieae sous une faible aération en quantité faible (indétectable par spectrophotométrie) mais suffisante pour induire une inhibition de S. aureus. Les gènes de production du H2O2 de L. garvieae (poxB, sodA) seraient exprimés constitutivement quel que soit le niveau d’aération. Les gènes de dégradation du H2O2 (katA, sodA, ahpC / ahpF) seraient plutôt surexprimés sous une faible aération, suggérant leur rôle dans un mode de contrôle de la concentration en H2O2 autogène par L. garvieae. En parallèle, trois autres mécanismes potentiellement impliqués dans l’antagonisme ont été mis en évidence : i) la répression de gènes de réponse au stress (clpC, ctsR, dnaK) de S. aureus par L. garvieae et l’aération, ii) la répression de gènes de division cellulaire de S. aureus (mraZ, mraW, potentiellement le cluster dcw) par L. garvieae, iii) la production d’un effecteur extracellulaire par L. garvieae dont la nature reste à caractériser. Ajouté à cela, la présence de L. garvieae modulerait l’expression des principaux gènes de virulence de S. aureus, réprimant ceux codant pour les entérotoxines sous une faible aération. Ainsi, la souche L. garvieae N201 s’est révélée être une candidate intéressante comme agent de biopréservation. Cependant, son innocuité pour l’Homme devra être vérifiée et son antagonisme sur S. aureus devra être évalué en matrice alimentaire. Les données générées ainsi que la démarche développée pourront être utilisées afin d’étudier des interactions entre d’autres espèces d’intérêt et dans des écosystèmes différents. / Among strategies aiming to control the growth of spoilage microorganisms in food, the biopreservation is based on the inhibitory capacities of other microorganisms and presents a considerable variety of opportunities. A good understanding of the molecular and physiologic mechanisms underlying the antagonism of the preservative microorganism against the spoilage bacterium is also required. This thesis aimed to characterize the antagonism of L. garvieae N201 dairy strain against S. aureus strains combining in vitro strategies: genomic, transcriptomic (targeted concerning S. aureus, global concerning L. garvieae) and phenotypic. The involvement of hydrogen peroxide (H2O2) produced by L. garvieae under high aeration was already known. Although H2O2 concentration was undetectable using spectrophotometry method, it was produced by L. garvieae under low aeration at sufficient concentration to induce S. aureus inhibition. L. garvieae H2O2 -synthesis genes (poxB, sodA) seemed constitutively expressed whatever the aeration level. L. garvieae H2O2-degradation (katA, sodA, ahpC / ahpF) genes were overexpressed under low aeration, suggesting their involvement in control of autogenous H2O2 level. In parallel, three other mechanisms may be involved in this antagonistic relationship: i) the repression of S. aureus stress-response genes (clpC, ctsR, dnaK) by L. garvieae and / or under high aeration, ii) the repression of S. aureus cell-division genes (mraZ, mraW and probably the dcw cluster) by L. garvieae, iii), the production by L. garvieae of an extracellular effector which has to be characterized. Additionally, L. garvieae can modulate the expression of S. aureus major virulence genes, repressing those coding for enterotoxins under low aeration. Thus, L. garvieae N201 turned out to be an interesting candidate for biopreservative applications. However, its safety for humans should be approved and its antagonism against S. aureus has to be investigated in food matrices. The data resulting from this work may be used to study other interactions between other valuable species and in other ecosystems.

La législation européenne impose la recherche d'entérotoxines staphylococciques dans les fromages si le niveau de S. aureus est supérieur à 105 ufc/g. Dans cette optique, l'objectif de cette thèse était de fournir des éléments scientifiques pour contrôler S. aureus par biopreservation. Dans un premier temps, la croissance de S. aureus a été suivie dans des fromages fermiers AOC Saint-nectaire. Dans ces fromages les populations de S. aureus se multiplient essentiellement durant les six premières heures de fabrication pour atteindre un maximum à 24 h. En fromages au lait cru, leur croissance et leur niveau maximal dépendraient de la concentration initiale dans le lait, du pH (en particulier pH à 6 h), de la température, mais le rôle des communautés microbiennes n'a pas pu être mis en évidence. Dans un deuxième temps, les capacités inhibitrices de souches de Lactococcus lactis et de Lactococcus garvieae ont été évaluées en lait microfiltré. L. lactis subsp. lactis inhiberait la croissance de S. aureus par abaissement du pH mais aussi par production d'H2O2 pour certaines souches. Par contre, le pH ne serait pas responsable de l'inhibition de S. aureus par L. garvieae. La compétition pour des acides aminés ne semblerait pas impliquée dans l'inhibition par L. lactis puisque cette espèce en synthétise de grande quantité en lait. Même si la thréonine, la phénylalanine, la méthionine, l’isoleucine et la valine deviennent limitants dans la co-culture de S. aureus avec L. garvieae, cette carence ne serait pas responsable de l'inhibition puisque leur ajout ne lève pas l'inhibition. Cependant du peroxyde d'hydrogène (3 mmol/l) produit par L. garvieae en co-culture en milieu BHI serait responsable de l'inhibition. En milieu de laboratoire, l'inhibition de S. aureus par L. garvieae est effective durant les premières heures de culture et diminue en cours d'incubation. Elle augmente avec la concentration de L. garvieae. Elle est plus forte à 24°C qu'à 30°C. Le rôle de la catalase de S. aureus dans l'interaction avec L. garvieae reste à préciser / The European legislation imposes the staphylococcal search for enterotoxins in cheeses if the level of S. aureus is higher than 105 ufc/g. Accordingly, the objective of this thesis was to provide scientific data to control S. aureus by biopreservation.In a first, the growth of S. aureus was monitored in farm cheeses AOC Saint-Nectaire. In these cheeses the populations of S. aureus multiplied mainly during the first six hours of manufacture to reach a maximum to 24 h. Their growth and their maximum level would depend on the initial concentration in milk, on the pH (in particular pH at 6 h), on the temperature, but the role of the microbial communities could not be highlighted. In the second step, the inhibiting capacities of strains of Lactococcus lactis and Lactococcus garvieae were evaluated in microfiltrated milk. L. lactis subsp. lactis would inhibit the growth of S. aureus by lowering the pH but also by the production of H2O2 for certain strain. On the other hand, the pH would not be responsible for the inhibition of S. aureus by L. garvieae. The competition for amino acids does not seem to be implied in inhibition by L. lactis since this species synthesis a great amount in milk. Even if threonine, phenylalanine, methionine, isoleucine and valin become limiting in the co-culture of S. aureus with L. garvieae, this would not be responsible for inhibition since their addition in milk does not raise inhibition. In laboratory medium the inhibition of S. aureus by L. garvieae was effective during the first hours of culture and decreases during incubation. It increased with the concentrations of L. garvieae. It was stronger at 24°C than at 30°C. It would be due to hydrogen peroxide (3 mmol/l) produced by L. garvieae in Co-culture in medium BHI. The role of the catalase of S. aureus in the interaction with L. garvieae remains to be specified