Les microalgues sont bien connues pour produire de nombreuses molécules bioactives qui sont de plus en plus utilisées dans les industries pharmaceutiques et agroalimentaires. Mon projet de thèse avait pour but de mettre en évidence des activités antimicrobiennes d’origine naturelle valorisables en cosmétique notamment en tant que conservateurs et antiacnéens. Des milieux de culture en phase stationnaire de croissance d’une collection de 113 microalgues cultivées au sein du laboratoire ont été prélevés. La présence d’activités antibactérienne et / ou antifongique a été évaluée sur différents microorganismes modèles. Ce criblage m’a permis d’isoler 5 microalgues sécrétant des molécules inhibant la croissance de bactéries appartenant aux genres Salmonella, Staphylococcus et Propionibacterium. La suite de mon travail a porté sur la microalgue référencée S555 qui montre une activité d’inhibiton totale de la croissance de 3 bactéries Gram + : S. aureus, S. epidermis et P. acnes, ces 2 dernières espèces étant impliquées dans l’acné. Cette microalgue a alors été mise en culture en pilote pré-industriel afin de confirmer ces inhibitions. Un élargissement du spectre d’action suggère que ces activités sont spécifiques des bactéries Gram positives. De plus, le(s) composé(s) actif(s) de S555 ne présente(nt) aucune cytotoxicité ou potentiel irritant sur des fibroblastes en culture, les rendant potentiellement utilisables en dermocosmétique. Enfin, un fractionnement du milieu de culture et de la biomasse de cette microalgue a été mis en oeuvre pour séparer le(s) composé(s) actif(s). Leur caractérisation est actuellement en cours. / Microalgae are well-known to produce many bioactive molecules which are used more and more in both pharmaceutical and agroalimentary companies. The aim of my PhD project was to discover antimicrobial activitiesof natural origin which may be used in cosmetic in particular as preservatives and antiacne. Culture media in stationary phase of growth of a 113 microalgae collection, cultivated in the laboratory, were harvested. The presence of antibacterial and / or antifungal activities was evaluated on different microorganisms. This screening allowed to isolate 5 microalgae secreting molecules inhibiting the growth of bacteria belonging to Salmonella, Staphylococcus and Propionibacterium genera. Then my work concerned the S555 microalgae which show a total inhibiton activity of the growth on 3 Gram + bacteria : S. aureus, S. epidermis and P. acnes, these 2 last species being involved in the acne disease. This microalgae was then cultivated in industrial condition in order to confirm these inhibitions. A widening of the action spectrum suggests that these activities are specific to Gram + bacteria. Moreover, the S555 active compound(s) present no cytotoxicity or irritability potential on fibroblasts in vitro,making them potentially usable in dermocosmetic. Lastly, a fractionation of the culture medium and biomass of S555 microalgae were performed to separate the active compound(s). Their characterization is currently in progress.

Résumé : Au Canada, près de 80% des émissions totales, soit 692 Mt eq. CO[indice inférieur 2], des gaz à effet de serre (GES) sont produits par les émissions de dioxyde de carbone (CO[indice inférieur 2]) provenant de l’utilisation de matières fossiles non renouvelables. Après la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques, COP21 (Paris, France), plusieurs pays ont pour objectif de réduire leurs émissions de GES. Dans cette optique, les microalgues pourraient être utilisées pour capter le CO[indice inférieur 2] industriel et le transformer en biomasse composée principalement de lipides, de glucides et de protéines. De plus, la culture des microalgues n’utilise pas de terre arable contrairement à plusieurs plantes oléagineuses destinées à la production de biocarburants. Bien que les microalgues puissent être transformées en plusieurs biocarburants tels le bioéthanol (notamment par fermentation des glucides) ou le biométhane (par digestion anaérobie), la transformation des lipides en biodiesel pourrait permettre de réduire la consommation de diesel produit à partir de pétrole. Cependant, les coûts reliés à la production de biodiesel à partir de microalgues demeurent élevés pour une commercialisation à court terme en partie parce que les microalgues sont cultivées en phase aqueuse contrairement à plusieurs plantes oléagineuses, ce qui augmente le coût de récolte de la biomasse et de l’extraction des lipides. Malgré le fait que plusieurs techniques de récupération des lipides des microalgues n’utilisant pas de solvant organique sont mentionnées dans la littérature scientifique, la plupart des méthodes testées en laboratoire utilisent généralement des solvants organiques. Les lipides extraits peuvent être transestérifiés en biodiesel en présence d’un alcool tel que le méthanol et d’un catalyseur (catalyses homogène ou hétérogène). Pour la commercialisation du biodiesel à partir de microalgues, le respect des normes ASTM en vigueur est un point essentiel. Lors des essais en laboratoire, il a été démontré que l’extraction des lipides en phase aqueuse était possible afin d’obtenir un rendement maximal en lipides de 36% (m/m, base sèche) en utilisant un prétraitement consistant en une ébullition de la phase aqueuse contenant les microalgues et une extraction par des solvants organiques. Pour l’estérification, en utilisant une résine échangeuse de cations (Amberlyst-15), une conversion des acides gras libres de 84% a été obtenue à partir des lipides de la microalgue Chlorella protothecoïdes dans les conditions suivantes : température : 120°C, pression autogène, temps de réaction : 60 min, ratio méthanol/lipides: 0.57 mL/g et 2.5% (m/m) Amberlyst-15 par rapport aux lipides. En utilisant ces conditions avec une catalyse homogène (acide sulfurique) et une seconde étape alcaline avec de l’hydroxyde de potassium (température : 60°C ; temps de réaction : 22.2 min; ratio catalyseur microalgue : 2.48% (m/m); ratio méthanol par rapport aux lipides des microalgues : 31.4%), un rendement en esters méthyliques d’acides gras (EMAG) de 33% (g EMAG/g lipides) a été obtenu à partir des lipides de la microalgue Scenedesmus Obliquus. Les résultats démontrent que du biodiesel peut être produit à partir de microalgues. Cependant, basé sur les présents résultats, il sera necessaire de mener d’autre recherche pour prouver que les microalgues sont une matière première d’avenir pour la production de biodiesel. / Abstract : In Canada, near 80% of the greenhouse gases (GHG), 692 Mt eq. CO[subscript 2], are produced by CO[subscript 2] emissions from non renewable fossil fuel used. Following the United Nations conference on climate changes (COP21) (Paris, France), several countries have the objective to reduce their GHG emissions. Consequently, the microalgae should be used to trap industrial carbon dioxide and transform them to a biomass composed of lipids, carbon hydrates and proteins. Moreover, this type of culture does not require arable land in opposition to several oleagineous plant used to produce biofuels. Despite the fact that microalgae can be transformed to several biofuels as bioethanol (among others by fermentation) or biomethane (by anaerobic digestion), the lipid transformation into biodiesel shoud allow reducing the petrodiesel consumption. However, the cost linked to the biodiesel production from microalgae remain relatively high far for a short term commercialisation partially because microalgae are cultivated in aqueous phase in opposition to several oleagineous plants increase the biomass harvesting and the lipid extraction cost. Despite de fact that several techniques of microalgae lipids recovery which do not use organic solvents as mentioned in the literature, most methods tested in laboratory generally used organic solvents. The lipids extracted can be transformed into biodiesel in presence of an alcool such as methanol and a catalyst (homogeneous or heterogeneous). For the microalgae biodiesel commercialization, the respect of ASTM standards is an essential point. At the laboratory scale, it was shown that the lipid extraction in aqueous phase was possible to obtain a maximum yield of 36wt% (dry weight) by using a boiling pretreatment of the aqueous phase microalgae followed by an extraction with organic solvents. For the esterification of FFAs with a strong acid resin (Amberlyst-15), a FFAs conversion of 84% was obtained from Chlorella protothecoides microalgae lipids in the following conditions: temperature: 120°C, autogeneous pressure, reaction time: 60 min, methanol/lipids ratio: 0.57 mL/g and 2.5wt% Amberlyst-15 compared to lipids. With the same reaction conditions (1st step) with a homogeneous catalyst (H[subscript 2] SO[subscript 4]) and an alkaline second step with a catalyst of potassium hydroxide (KOH) (temperature: 60°C; reaction time: 22.2 min ; catalyst to microalgue ratio: 2.48wt%; methanol to lipids ratio: 31.4%), a fatty acid methyl ester (FAME) yield of 33% (g FAME/g lipids) was obtained from the Scenedesmus obliquus microalgae lipids. These results showed that biodiesel can be produced from microalgae lipids. However, based on these results, further research had be conducted in order to prove that microalgae are a promising raw matrial to produce biodiesel.

Le fer est un élément présent en abondance dans la croûte terrestre, indispensable à la quasi-totalité des êtres vivants. Cependant, en milieu marin la biodisponibilité du fer est souvent faible et sporadique. Les micro-algues du phytoplancton ont développé des stratégies pour faire face à cette limitation en fer et s’adapter à des niches écologiques variables. Les micro-algues vertes du genre Ostreococcus (Prasinophyceae) présentent une large distribution géographique dans l’océan mondial, et de nombreux écotypes venant de milieux contrastés ont été isolés. L’objectif principal de ma thèse était d’étudier les différentes stratégies mises en place par le genre Ostreococcus, et notamment l’influence de la lumière et de l’horloge circadienne, dans la gestion de la carence en fer. Mon travail s’est focalisé sur l’étude d’Ostreococcus tauri, écotype lagunaire (Clade C), que de récentes techniques de transformation par insertion et recombinaison homologue ont promu comme un organisme modèle pour des approches de génétique fonctionnelle. J’ai étudié la ferritine, une protéine impliquée dans la gestion de la réserve en fer chez de nombreux organismes, et mis en évidence sa régulation par l’alternance jour/nuit et l’horloge circadienne. J’ai montré son rôle dans l’assimilation du fer, la régulation de l’homéostasie du fer et le recyclage du fer intracellulaire lors d’une carence. Enfin, j’ai caractérisé les stratégies d’acclimatation et d’adaptation à la carence en fer chez plusieurs écotypes d’Ostreococcus, dont O. tauri, RCC 802 (Clade A), RCC 809 (Clade B) et un mutant de taille/biomasse. Une stratégie d’acclimatation par réduction de la biomasse cellulaire a été mise en évidence. / Iron is an abundant element in the earth crust and is essential for almost organisms. In the marine environment, however, its bioavailability is often low and the iron supplies sporadic. Phytoplanktonic species have developed various strategies to face iron limitation and adapt to different ecological niches. Green picoalgae from the genus Ostreococcus (Prasinophyceae) are widespread in the global ocean and numerous ecotypes have been isolated from contrasted environments. The main objective of my thesis was to identify the strategie(s) used by the genus Ostreococcus in response to iron starvation and in particular the influence of the day/night cycle and the circadian clock in the regulation of iron homeostasis. I focused my work on the lagoon ecotype, Ostreococcus tauri (Clade C), which has emerged as a model organism for functional genomics approaches thanks to the development of genetic transformation by random insertion and homologous recombination. I have studied ferritin, a protein involved in iron storage which is present throughout the tree of life. I showed that ferritin is regulated by the light/dark cycle and the circadian clock and that it is a key player in the regulation of iron uptake and the recycling. Finally, I characterized the acclimation and adaptation strategies to iron limitations of several Ostreococcus ecotypes including O.tauri, RCC802 (Clade A), RCC809 (Clade B) and a cell biomass mutant of O.tauri. The reduction of cell biomass appears to be a main mechanism of acclimation in response to iron limitation.

La biodiversité des micro-algues constitue un réel potentiel pour la recherche et l’industrie. En comparaison des plantes terrestres, elles sont une piste prometteuse pour les biocarburants. Néanmoins, un certain nombre de verrous technologiques restent à lever comme l’extraction de l’huile algale. L’objectif de cette thèse a donc consisté en l’innovation et le développement de nouvelles méthodologies dits « vertes » d’extraction de lipides de micro-algues pour une application biocarburant.La première partie de ce manuscrit propose une alternative à l’utilisation de solvants pétrochimiques (n-hexane) pour l’extraction des lipides à partir d’une biomasse sèche grâce aux solvants terpéniques d’origine végétale.Ces résultats encourageants ont permis dans une seconde partie de s’orienter vers le développement d’une technique permettant l’extraction des lipides de micro-algues humides (80% d’humidité) par des solvants terpéniques : le SDEP (Simultaneous Distillation and Extraction Process).Afin d’accélérer le processus d’extraction, dans la troisième et dernière partie de ce travail les micro-ondes ont permis d’intensifier ce procédé. Les micro-ondes permettent un échauffement rapide de l’eau environnante et contenue dans les cellules impliquant ainsi une libération rapide du contenu cellulaire vers le milieu extérieur. Ce travail a consisté en l’intensification et l’optimisation de cette technique d’extraction (SDEP) destinée à l’extraction des lipides à partir de micro-algues humides : le SDEP assisté par micro-ondes. L’appareillage permet des extractions rapides, non destructrices et généralisables à différentes espèces de micro-algues discutées dans cette troisième partie / The biodiversity of microalgae is a real potential for research and industry. Compared to terrestrial plants, they are a promising route for biofuels. Still, a number of technological locks is to lift as the the algal oil extraction. The objective of this thesis has consisted of innovation and development of new methodologies, so-called “green” extraction of lipid of microalgae for biofuel application.The first part of this manuscript proposes an alternative to the use of petrochemical solvents (n-hexane) extraction of lipids on a dry biomass with terpene solvents from plant origin.These encouraging results have allowed in a second part of move towards the development of a technique for the extraction of lipids of wet microalgae (80% of humidity) by terpene solvents; the SDEP (Simultaneous Distillation and Extraction Process).To accelerate the process of extraction, in the third and final part of this work the microwaves have allowed to intensify this process. Microwave allow a fast heating of water surrounding and contained in cells thus implying a rapid release of the cell contents into the environment. Our work consisted in the intensification and optimization of the extraction technique (SDEP) intended for the extraction of lipids from wet microalgae: SDEP assisted by microwaves. The apparatus allows rapid and non-destructive extractions that can be generalizable for different species of microalgae discussed in this third part

La diatomée d'eau douce A. formosa peut produire des lipides neutres en plus ou moins grandes quantités en fonction des conditions de culture. Ainsi, nous avons montré par exemple qu'une carence en silice stimule la production de triacylglycérols (TAGs) mais génère une diminution de la biomasse. En revanche, nous avons montré que l'addition de bicarbonate et de phytohormones augmente à la fois la biomasse et la production de TAGs. L'ajout de phytohormones dans les milieux de culture de cette diatomée résulte en une augmentation de l'activité d'enzymes dans les extraits et notamment celles du cycle de Benson-Calvin. Parmi ces enzymes, la GAPDH est une enzyme dont l'activité augmente significativement. Nous avons montré que chez A. formosa, cette enzyme forme un complexe ternaire avec la CP12 et la Férrédoxine NADP Réductase (FNR) et non pas avec la CP12 et la phosphoribulokinase comme chez la plupart des organismes photosynthétiques. La régulation de cette enzyme en est de fait modifiée. La phytohormone, 24-épibrassinolide conduit à une augmentation d'activité de la GAPDH qui résulte de la dissociation du complexe GAPDH-CP12 et la GAPDH n'est plus redox régulée. La GAPDH chez les diatomées est donc régulée par des interactions protéineprotéine. / A. formosa, a freshwater diatom, can produce different amounts of neutral lipids such as triacylglycerols (TAGs) under different growth conditions. We showed that as it is well-known for diatoms, starvation for silica increased the production of TAGs but decreased biomass. However, the addition of bicarbonate or phytohormones into the growth medium increased both biomass and TAGs. Addition of phytohormones increased the activities of enzymes in particular those of the Benson-Calvin cycle. Among the target enzymes of the Benson-Calvin cycle, GAPDH was strongly affected. We purified this enzyme and demonstrated that, in the diatom A. formosa, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) from the Calvin cycle, forms a complex with the small chloroplast protein CP12 and Ferredoxin NADP Reductase (FNR), which is involved in the photochemical phase of photosynthesis. In cells treated with the phytohormone, 24-epibrassinolide, GAPDH was "free", not redox-regulated and not associated anymore with CP12. Therefore GAPDH from this diatom is regulated by protein-protein interaction but the GAPDH/CP12/FNR complex replaces the one formed between GAPDH, CP12 and phosphoribulokinase found in most photoautotrophs.

Au Canada, près de 80% des émissions totales, soit 692 Mt eq. CO2, des gaz à effet de serre (GES) sont produits par les émissions de dioxyde de carbone (CO2) provenant de l’utilisation de matières fossiles non renouvelables. Après la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques, COP21 (Paris, France), plusieurs pays doivent réduire leurs émissions de GES. Dans cette optique, les microalgues pourraient être utilisées pour capter le CO2 industriel et le transformer en biomasse composée principalement de lipides, d’hydrates de carbone et de protéines. De plus, la culture des microalgues n’utilise pas de terres arables contrairement à plusieurs plantes oléagineuses destinées à la production de biocarburants. Bien que les microalgues puissent être transformées en plusieurs biocarburants tels le bioéthanol (notamment par fermentation des hydrates de carbone) ou le biométhane (par digestion anaérobie), la transformation des lipides en biodiesel pourrait permettre de réduire la consommation de diesel produit à partir de pétrole. Cependant, les coûts reliés à la production de biodiesel à partir de microalgues demeurent élevés pour une commercialisation à court terme en partie parce que les microalgues sont cultivées en phase aqueuse contrairement à plusieurs plantes oléagineuses, ce qui augmente le coût de récolte de la biomasse et de l’extraction des lipides. Malgré le fait que plusieurs techniques de récupération des lipides des microalgues n’utilisant pas de solvant organique sont mentionnées dans la littérature scientifique, la plupart des méthodes testées en laboratoire utilisent généralement des solvants organiques. Les lipides extraits peuvent être transestérifiés en biodiesel en présence d’un alcool tel que le méthanol et d’un catalyseur (catalyses homogène ou hétérogène). Pour la commercialisation du biodiesel à partir de microalgues, le respect des normes ASTM en vigueur est un point essentiel. Lors des essais en laboratoire, il a été démontré que l’extraction des lipides des micro-algues en phase aqueuse était possible afin d’obtenir un rendement maximal en lipides de 36% (m/m, base sèche) en utilisant un prétraitement consistant en une ébullition de la phase aqueuse contenant les microalgues et une extraction par des solvants organiques. Pour l’estérification, en utilisant une résine échangeuse de cations (Amberlyst-15), une conversion des acides gras libres de 84% a été obtenue à partir des lipides de la microalgue Chlorella protothecoïdes dans les conditions suivantes : température : 120°C, pression autogène, temps de réaction : 60 min, ratio méthanol/lipides: 0.57 mL/g et 2.5% (m/m) Amberlyst-15 par rapport aux lipides. En utilisant ces conditions lors d’une catalyse homogène (acide sulfurique) suivie d’une seconde étape alcaline avec de l’hydroxyde de potassium (température : 60°C ; temps de réaction : 22.2 min; ratio catalyseur microalgue : 2.48% (m/m); ratio méthanol par rapport aux lipides des microalgues : 31.4%), un rendement en esters méthyliques d’acides gras (EMAG) de 33% (g EMAG/g lipides) a été obtenu à partir des lipides de la microalgue Scenedesmus Obliquus. Les résultats démontrent que du biodiesel peut être produit à partir de microalgues. Cependant, basé sur les présents résultats, il est difficile de conclure si les microalgues sont une matière première d’avenir pour la production de biodiesel / In Canada, near 80% of the greenhouse gases (GHG), 692 Mt eq. CO2, are produced by CO2 emissions from non renewable fossil fuel used. Following the United Nations conference on climate changes (COP21) (Paris, France), several countries have the objective to reduce their GHG emissions. Consequently, the microalgae should be used to trap industrial carbon dioxide and transform them to a biomass composed of lipids, carbon hydrates and proteins. Moreover, this type of culture doe require arable land in opposition to several oleagineous plant used to produce biofuels. Despite the fact that microalgae can be transformed to several biofuels as bioethanol (among others by fermentation) or biomethane (by anaerobic digestion), the lipid transformation into biodiesel shoud allow reducing the petrodiesel consumption. However, the cost linked to the biodiesel production from microalgae remain relatively high far for a short term commercialisation partially because microalgae are cultivated in aqueous phase in opposition to several oleagineous plants, which increase the biomass harvesting and the lipid extraction cost. Despite de fact that several techniques of microalgae lipids recovery do not use organic solvents as mentioned in the literature, most methods tested in laboratory generally used organic solvents. The lipids extracted can be transformed into biodiesel in presence of an alcool such as methanol and a catalyst (homogeneous or heterogeneous). For the microalgae biodiesel commercialization, the respect of ASTM standards is an essential point. At the laboratory scale, it was shown that the lipid extraction in aqueous phase was possible to obtain a maximum yield of 36wt% (dry weight) by using a boiling pretreatment of the aqueous phase microalgae followed by an extraction with organic solvents. For the esterification of FFAs with a strong acid resin (Amberlyst-15), a FFAs conversion of 84% was obtained from Chlorella protothecoides microalgae lipids in the following conditions: temperature : 120°C, autogeneous pressure, reaction time: 60 min, methanol/lipids ratio: 0.57 mL/g and 2.5wt% Amberlyst-15 compared to lipids. With the same reaction conditions (1st step) with a homogeneous catalyst (H2SO4) and an alkaline second step with a catalyst of potassium hydroxide (KOH) (temperature: 60°C; reaction time: 22.2 min; catalyst to microalgue ratio : 2.48wt%; methanol to lipids ratio: 31.4%), a fatty acid methyl ester (FAME) yield of 33% (g FAME/g lipids) was obtained from the Scenedesmus obliquus microalgae lipids. These results showed that biodiesel can be produced from microalgae lipids. However, based on these results, it is difficult to conclude that microalgae are a promising raw matrial to produce biodiesel

Les populations de bivalves exploités subissent régulièrement des épizooties qui affaiblissent voire déciment les stocks, et qui peuvent avoir des conséquences majeures pour l’aquaculture. Ces maladies, dues à des virus, bactéries, ou parasites, se développent particulièrement au printemps et en été. Ces périodes de l’année offrent également des conditions propices aux efflorescences de micro-algues toxiques, dont des dinoflagellés du genre Alexandrium. Ainsi, le risque de co-occurrence d’efflorescences d’Alexandrium sp. et de maladies infectieuses chez les bivalves est élevé. Or, ces micro-algues synthétisent et excrètent des neurotoxines et des composés cytotoxiques responsables d’altérations physiologiques chez les bivalves. L’objectif de cette thèse est d’évaluer les effets combinés d’une exposition à Alexandrium sp. et d’une infection par des agents pathogènes sur la physiologie des bivalves, à travers l’étude de différentes interactions tripartites bivalve – pathogène – Alexandrium sp. Les résultats de ce travail indiquent que différents profils de réponse existent en fonction des espèces impliquées dans ces interactions. Ainsi, une exposition à Alexandrium sp. peut augmenter le taux d’infection par des agents pathogènes chez des bivalves ou au contraire le diminuer. Les réponses hémocytaires associées peuvent traduire l’implication des défenses immunitaires dans ces modulations hôte-pathogène. De plus, l’exposition à des agents pathogènes peut interférer avec le processus d’accumulation de toxines algales dans les tissus des bivalves, illustrant la complexité de ces interactions. Ces résultats, associés à l’observation de lésions tissulaires chez les bivalves peuvent traduire l’altération des activités de nutrition (filtration, digestion…). Ce travail de thèse apporte une meilleure compréhension de l’implication des efflorescences toxiques dans le développement des maladies touchant les bivalves d’intérêt commercial, mais également de l’implication de l’environnement biotique des bivalves sur l’accumulation de phycotoxines réglementées. / Bivalve populations undergo regular epidemics that weaken or decimate exploited stocks and thus limit aquaculture. These diseases are caused mainly by viruses, bacteria or parasites, and occur primarily during spring and summer. This period of the year also provides favorable conditions for toxic dinoflagellate blooms, including species of the genus Alexandrium. Thus, the risk of Alexandrium sp. blooms and infectious diseases co-occurring in bivalves is high. However, these micro-algae synthesize and excrete toxins and cytotoxic compounds responsible for physiological changes in bivalves and could lead to an immuno-compromised status.The objective of this thesis is to evaluate the combined effects on bivalve physiology of exposure to the toxic dinoflagellate, Alexandrium sp., and infection by pathogens, through the study of different bivalve - pathogen - Alexandrium sp. tripartite interactions. The results of this work highlight the species-specific nature of these impacts.Thus, exposure to Alexandrium catenella reduces the herpesviruses infection in oyster Crassostrea gigas, whereas the dinoflagellate A. fundyense increases the susceptibility of C. virginica oyster to the parasite Perkinsus marinus, probably via immuno-suppression, as suggested by the partial inhibition of hemocyte responses. Additionally, the effect of a toxic algal bloom on oyster susceptibility to opportunistic diseases when exposed to a new microbial environment (simulating a transfer) was evaluated. Hemocyte responses to a changing microbial environment were suppressed by exposure to A. catenella, although no new bacterial infection was detected.Finally, exposure to pathogens or to a new microbial environment interferes with the processes by which oysters exposed to A. catenella accumulate algal toxins, illustrating the complexity of these interactions. These results provide a better understanding of the involvement of toxic algal blooms in the development of diseases affecting commercial bivalve species, but also of the involvement of the bivalve biotic environment in the accumulation of regulated toxins.

L’objectif général de cette thèse est d’étudier et d’analyser l’effet du rayonnement UV-C comme méthodealternative aux produits chimiques dans la lutte et le contrôle de la prolifération des micro-organismesphotosynthétiques dans les grottes touristiques. Dans un premier temps, l’effet des UV-C a été analysé surdifférentes souches cavernicoles de micro-algues cultivées au laboratoire. Des analyses à l’échelle moléculaire,cellulaire et à l’échelle du biofilm d’algues ont permis de mettre en évidence un ensemble de dommages causépar l’irradiation aux UV-C (diminution de la viabilité et de l’activité photosynthétique, dégradation desmembranes, décoloration des cellules par destruction des pigments chlorophylliens, fragmentation de l’ADN,diminution de la surface d’occupation des biofilms d’algues cultivés sur support solide). Ceux-ci sont soit directs(réactions de photooxydation) soit indirects (liés à un stress oxydatif important). L’ensemble de ces résultats ontservi à la sélection de différentes durées d’exposition aux UV-C (traduites en doses d’UV-C) efficaces en termesd’éradication et de décoloration des micro-algues. Ces doses d’UV-C ont dans un deuxième temps été testées enconditions réelles sur le site d’étude de la grotte des Moidons (Jura, France). Une étude préalable à ces tests a étémenée afin de comprendre les dynamiques et les facteurs favorisant l’installation et la prolifération des biofilmsde micro-organismes photosynthétiques dans la grotte. L’étude des facteurs environnementaux mesurés àl’échelle du biofilm (quantité de lumière, type de support, localisation dans la grotte) ainsi que ceux mesurés àl’échelle de la cavité (circulation horizontale et verticale des eaux, vitesse des courants d’air, temps d’allumagedes lampes et temps de présence des visiteurs) ont permis de distinguer des zones de colonisation préférentielle.Plusieurs biofilms ont ensuite été sélectionnés pour tester l’efficacité des UV-C. Selon les caractéristiques desbiofilms (intensité de colonisation) et en fonction de leur emplacement dans la grotte (variations des facteurspréalablement déterminés), nous avons pu mettre en évidence une efficacité des UV-C variable dans le temps.Avec l’appui de résultats complémentaires obtenus sur deux souches de champignons et sur plusieurs types dematières picturales, l’ensemble des données collectées au cours de la thèse souligne l’intérêt et l’applicabilité destraitements aux UV-C dans divers contextes de conservation des matériaux du patrimoine / The aim of this thesis is to study and analyze the effect of UV-C radiation as an alternative method tochemicals to combat phototrophic microorganisms’ proliferation in show caves. First, the effect of UV-C wasanalyzed on several cave-dwelling unicellular green algae sub-cultured in laboratory conditions. Analysis at themolecular, cellular and biofilm scale highlighted several damages (decrease of viability and photosyntheticactivity, membrane degradation, chlorophyll bleaching, DNA fragmentation, decrease of the biofilms’ colonizedarea…) both direct (photooxydation reaction) or indirect (oxidative stress). These results helped to selectefficient UV-C exposure times (traduced in UV-C doses) both to eradicate and bleach green micro-algae.Second, these efficient UV-C doses were used to test the efficiency of UV-C treatments on natural phototrophicbiofilms proliferating in the Moidons Cave (Jura, France). Previous study to the UV-C tests was performed tounderstand the dynamics and factors that promote algal proliferation in this cave. Factors measured at the biofilmscale (quantity of light, type of the physical support, localization in the cave…) and at the cavity scale(horizontal and vertical circulation of waters, air currents, illumination time and visitors’ presence time) allowedto distinguish several preferential areas where growth-supporting conditions were present for algal proliferation.Then, several biofilms were selected to test the efficiency of UV-C treatments. According to the characteristicsof the biofilms (colonization intensity) and their localization in the cave (variations of the factors promotingcolonization) UV-C efficiency varied over time. Supplementary results obtained on filamentous fungi andmineral pigments used for prehistoric paintings, emphasize the interest and the applicability