Cette dernière décennie a connu un engouement fort pour les microflores complexes particulièrement pour les flores associées symbiotiquement à leur hôte comme les flores du tractus digestif. Les flores digestives ouvrent en effet de nombreuses opportunités tant sur le plan médical que sur les plans industriel et biotechnologique. Dans ce manuscrit, sont présentés divers travaux sur les flores digestives de Galliformes : étude du mode d'action des antibiotiques en tant que facteurs de croissance chez le poulet, recherche de substitutifs aux antibiotiques chez le poulet et recherche d'un putatif pathogène des entérites non spécifiques chez la dinde. Ont également été développés dans cet écrit de nouveaux outils utiles à l'identification bactérienne. Une nouvelle technique de criblage de clones, nommée CSbyDG, basée sur une discrimination de profiles DGGE à trois bandes, a prouvée son efficacité à cribler des banques de clones d'ADNr 16S. Pour permettre le regroupement des profiles obtenus en CSbyDG, un programme informatique codé en Visual Basic Application pour Excel a été développé. Ce programme, nommé ProReg XL Tool, est à même de regrouper des profiles électrophorétiques identiques. Ses domaines d'applications sont donc beaucoup plus larges que le seul regroupement de profiles de CSbyDG. A terme, la CSbyDG devrait permettre, par différents portages, d'identifier une bactérie en quelques heures.

Deux souches de Lactobacillus pentosus, Ind1 et Ind3, ont été isolées à partir de " Naigeda ", un fromage traditionnel Chinois produit dans la région du Xinjiang. Les propriétés probiotiques de L. pentosus étant peu connues, la présente étude a été conduite afin de déterminer si ces 2 souches, Ind1 et Ind3, sont susceptibles d'être utilisées comme probiotiques. Les propriétés physiologiques de L. pentosus Ind1 et Ind3 ont fait l'objet d'essais in vitro afin de déterminer leur tolérance à l'environnement gastro-intestinal et leur adhérence à l'épithélium intestinal. Leurs propriétés de dégradation de 3 substances carcinogènes (phénol, p-crésol et indole ; concentrations comprises entre 50 et 150 µg/mL) ainsi que leur inhibition éventuelle par ces mêmes substances ont été étudiées. Les effets des 2 souches de L. pentosus sur la microflore intestinale de souris, après administration orale de 109cfu/mL dans 0.5mL de lait écrémé, ont été analysés. A cet effet, les populations de Lactobacilles, Bifidobactéries, Entérobacilles, Entérocoques et Clostridium perfringens, contenues dans les fèces des souris, avant, pendant et après leur alimentation en probiotiques, ont été considérées. Enfin, les capacités des 2 souches de L. pentosus à produire de l'acide -amino butyrique ont été étudiées, et les conditions de milieu et de culture assurant la meilleure production définies. Les résultats montrent que les 2 souches de L. pentosus, Ind1 et Ind3, présentent des taux de survie élevés : plus de 90 % en milieu acide et de 80% dans une solution de bile. Les aptitudes à l'adhérence sont souches dépendantes, avec pour Ind3 un potentiel similaire à celui de souches probiotiques reconnues (NCFM et Lp115). Ind1 et Ind3 ont également montré une bonne résistance aux substances carcinogènes (phénol, p-crésol, indole à 150 μg/mL). Enfin, ces 2 souches permettent un accroissement des concentrations de Lactobacilles et de bifidobactéries, dans le tractus intestinal des souris, tout en inhibant la croissance des Entérobacilles et de C. perfringens. Ces résultats démontrent les aptitudes potentielles des deux souches de L. pentosus étudiées pour une utilisation comme souches probiotiques au sein de régimes diététiques ou pour l'élaboration de produits laitiers fermentés.

Face aux changements climatiques actuels et à l'augmentation des populations, la vulnérabilité du sol et des services écosystémiques qu'il rend s'accroît. En particulier dans les zones climatiques méditerranéennes, les modèles météorologiques prévoient une augmentation des sécheresses estivales et une augmentation des températures accompagnées par l'apparition plus fréquente d'évènements extrêmes de type canicule et sécheresse. Ces événements, leur intensité, leur durée et la soudaineté avec laquelle ils arrivent, sont de nature à affecter la structure et la fonction des écosystèmes avec des conséquences principalement négatives sur leur biodiversité et leurs fonctions et services. Par ailleurs, l'apport de compost au sol pourrait constituer une solution pour prévenir et atténuer les effets des sécheresses et des canicules dans les agrosystèmes méditerranéens. Les objectifs de ce travail étaient de caractériser les effets à court et à long-terme de perturbations de type canicule et/ou sécheresse appliquées à un sol méditerranéen agricole (structures et fonctions des communautés microbiennes édaphiques) et d'étudier les impacts d'épandage préalable de composts sur la réponse à court et à long-terme de ces communautés microbiennes (structures et fonctions) vis-à-vis d'un événement extrême de canicule-sécheresse. Nos travaux nous ont permis d'évaluer l'influence de chacun des facteurs température élevée et sécheresse dans la perturbation canicule et sécheresse associées sur les paramètres microbiologiques et physico-chimiques du sol. Les effets de cette combinaison des deux perturbations a induit des réponses similaires à l'une ou l'autre des perturbations appliquées individuellement en bénéficiant des effets positifs et négatifs sur la communauté microbienne de chaque type de perturbation. Nous avons mis en évidence une durée seuil de la perturbation canicule-sécheresse sur la résistance de la communauté microbienne induisant un changement de structure taxonomique et fonctionnelle. Cette déstructuration de la communauté microbienne est durable et n'a pas permis de résilience. L'ajout préalable de composts de différents types au champ a amélioré la structure physico-chimique et stimulé les microorganismes indigènes du sol. Cependant, face à des perturbations de type canicule-sécheresse (telles que nous les avons testées), il semble que l'apport préalable de compost n'ait pas d'effets majeurs sur l'amélioration de la qualité du sol en terme de stabilité microbienne, mais que l'historique saisonnier influencerait cette stabilité

Dans le secteur du veau de boucherie, l'interdiction par l'Union Européenne en Janvier 2006 des antibiotiques utilisés comme facteurs de croissance (AFCs) a déclenché la recherche de nouveaux additifs alimentaires permettant de retrouver les performances de croissance des animux et de réduire l'incidence des pathologies gastro-intestinales. Afin de réaliser un screening à grande échelle de ces additifs, l'objectif de ces travaux était de mettre au point un système de fermentation continu modélisant in vitro l'environnement intestinal du veau de boucherie. Les principaux groupes bactériens cultivables et les paramètres majeurs de la composition biochimique du contenu jéjuno-iléal ont tout d'abord été caractérisés in vivo. Ensuite, un système de fermentation in vitro a été mis au point et son milieu nutritif optimisé. Trois milieux nutritifs testés ont conduit à une stabilisation des grand groupes bactériens dénombrés. Le milieu M3 a été choisi pour la suite des expériences en raison de sa composition très proche de celle du contenu jéjuno-iléal des veaux et parce qu'il a conduit à une faible variabilité inter-réplicats. Le modèle a ensuite été utilisé afin d'étudier l'impact, sur la microflore du veau de boucherie, d'un additif alimentaire : le carvacrol. Les résultats de ce premier essai se sont avérés difficilement exploitables car le pouvoir antioxydant du carvacrol en a faussé l'interprétation. Avec l'ajout d'un antioxydant plus fort que le carvacrol dans le milieu nutritif, l'impact du carvacrol sur la microflore devrait pouvoir être analysé. Même si des améliorations restent à effectuer, les premiers résultats sont très prometteurs. Après screening in vitro et choix de nouveaux additifs susceptibles de remplacer les AFCs, des essais in vivo devront être effectués pour valider l'intérêt des substances sélectionnées in vitro. En effet, la modélisation in vitro ne simule pas tous les phénomènes ayant lieu in vivo et reste un outil de "pré-screening" en amont.

On s’intéresse aux impacts des pesticides sur la microflore des plantes surtout dans le contexte des légumes contaminés par des agents pathogènes. Le but de cette étude est d'évaluer l'impact de certains pesticides sur la persistance de micro-organismes indicateurs et pathogènes. En laboratoire, la persistance d’E. coli et de Salmonella en présence de quatre pesticides (Ripcord 400EC, Copper 53W, Bioprotec CAF, Serenade MAX) a été étudiée. Les plaques de Pétrifilm et le milieu sélectif XLD sont utilisés pour énumérer les populations d’E. coli et de Salmonella. Il a été démontré que le Serenade MAX favorisait la croissance microbienne, le Bioprotec CAF et le Ripcord 400EC soutenaient la survie microbienne et le Copper 53W inhibait la croissance, à la fois d’E. coli et de Salmonella. En conditions terrain, Ripcord 400EC, Copper 53W, Bioprotec CAF ont été étudiés sur une culture de brocoli irriguée avec de l'eau expérimentalement contaminée par E. coli. Dans tous les traitements, un impact de l’irrigation a été observé sur les populations de levures et de moisissures (diminution) et les bactéries aérobies totales (augmentation). Une prévalence supérieure d’E. coli a été observée dans les parcelles traitées avec le Bioprotec CAF comparativement aux traitements au Copper 53W, ce qui est en accord avec les résultats observés lors de l'essai en laboratoire. Cependant, l'analyse statistique n'a montré aucune différence significative entre les traitements appliqués. Les effets directs des pesticides sur les micro-organismes sont confirmés dans des conditions de laboratoire mais demeurent méconnus dans les conditions expérimentales au champ. / There is a concern about the impact of pesticide on plant microflora, especially in the context of vegetables contaminated with pathogens. The aim of this study was to evaluate the impact of various pesticides on indicator and pathogenic microorganisms’ persistence. In laboratory, survival of E. coli and Salmonella in four pesticides (Ripcord 400EC, Copper 53W, Bioprotec CAF, Serenade MAX) was evaluated. Petrifilm count plates and XLD agar were used to enumerate E. coli and Salmonella counts. Results showed a direct effect of various pesticides on microorganisms: Serenade MAX promoted microbial growth; Bioprotec CAF and Ripcord 400EC supported microbial survival; and Copper 53W inhibited both E. coli and Salmonella growth. In field conditions, three pesticides (Ripcord 400EC, Copper 53W, Bioprotec CAF) were studied on broccoli irrigated with E. coli - contaminated water. Broccoli samples were analyzed to determine E. coli, mold and yeast, and total aerobic counts. Irrigation resulted in mold and yeast counts decline but aerobic bacteria populations increased slightly in all treatments. Higher E. coli prevalence in Bioprotec CAF treatments compared to Copper 53W treatments was consistent with results observed during the laboratory assay. However, statistical analysis showed no significant difference between treatments. The direct effect of pesticides on microorganisms under laboratory conditions was demonstrated but it is still unclear under experimental field conditions.

Certaines pratiques agricoles telles que l’épandage de produits résiduaires organiques (PRO) ou l’irrigation des sols peuvent être à l’origine de l’introduction de bactéries pathogènes de l’Homme dans les sols. Le sol joue alors un rôle central dans la dissémination de ces bactéries pathogènes dans les différents compartiments de l’environnement et peut contaminer les matières premières végétales, les animaux d’élevage mais également les ressources en eau. Le risque sanitaire associé à la dissémination de ces bactéries pathogènes doit être évalué afin de limiter le développement de maladies infectieuses. Dans ce contexte, l’incidence et le potentiel de survie de bactéries pathogènes a été étudié dans un large ensemble de sols provenant du territoire français (Réseau de Mesure de la Qualité des Sols : RMQS). Ce travail a pour objectif général d’identifier les facteurs biotiques et abiotiques des sols qui déterminent l’incidence et la survie de d’un pathogène strict, Listeria monocytogenes, et d’un pathogène opportuniste, Enterococcus faecalis, dans ces matrices environnementales Pour ceci, 2 approches ont été adoptées : la première approche a visé à mettre au point des systèmes de détection de PCR quantitative spécifiques pour ces deux espèces bactériennes afin de détecter et quantifier ces 2 bactéries dans un ensemble de 1200 ADN de sols présentant des paramètres pédoclimatiques contrastés. L. monocytogenes n’est pas détectée dans les ADN de sols avec la méthode moléculaire développée, dont le seuil de détection est d’environ 104 bactéries par gramme de sol. La détection moléculaire d’E. faecalis a été biaisée par un problème de contamination des ADN extraits. Après extraction de nouveaux ADN sur 150 échantillons de sol, E. faecalis a été détecté en faible quantité dans 5 des 150 sols testés (4% des sols) à des concentrations d’environ 102 bactéries par gramme de sol. Dans une deuxième approche, la survie de L. monocytogenes et d’E. faecalis a été suivie dans un ensemble de 100 sols caractérisés par des paramètres pédoclimatiques variables. Des microcosmes de sols ont été inoculés et la survie bactérienne a été évaluée par des méthodes culturales classiques. L. monocytogenes survit à long terme dans un plus grand nombre de sols qu’E. faecalis. Les sols favorables à la survie à long terme sont majoritairement (44%) les mêmes pour les 2 bactéries. Les sols sableux présentant un pH acide sont défavorables à la survie des 2 bactéries. Cependant des différences sont observées quant aux paramètres physico-chimiques des sols qui déterminent la survie de ces 2 bactéries. Ainsi, la survie de L. monocytogenes est corrélée positivement au taux de saturation en cations basiques, à la capacité d’échange cationique et à la concentration en calcium pour le court terme et à la teneur en argile pour le long terme. En revanche, pour E. faecalis, une corrélation négative avec la teneur en calcium total est trouvée pour la survie à court terme alors que la survie à long terme est négativement corrélée à la concentration en phosphore assimilable. Un effet inhibiteur de la microflore des sols a été mis en évidence sur la survie de L. monocytogenes et E. faecalis : il est statistiquement significatif pour les sols présentant un pH supérieur à 7 pour les 2 pathogènes. Les résultats obtenus vont permettre de modéliser la survie de ces pathogènes dans les sols en fonction de paramètres pédo-climatiques et donc à terme de mieux gérer les épandages de PRO en fonction des types de sols pour limiter la persistance de pathogènes dans les sols. / Soil contamination by bacterial pathogens can occur through manure, sewage sludge spreading or irrigation using waste water treatment plants effluents. Agricultural soils may act as reservoirs for these pathogens, play a significant role in their dissemination, leading to the potential contamination of food and water resources. Health risk associated with the occurrence of pathogens in environmental matrices has to be thoroughly evaluated. In this context, the objectives of this work were: i) to determine the prevalence of two pathogenic bacterial species (Listeria monocytogenes and Enterococcus faecalis) in a large collection of French soils originated from a systematic soil survey of the territory, called RMQS (16x16 km grid), ii) to determine major biotic and abiotic parameters driving the survival of bacterial pathogens in soils. Two approaches were used to reach these objectives: i) the prevalence of the two pathogens was monitored in 1200 soils using specific molecular detection tools (real time PCR using TaqMan probe detection system) and ii) the survival of the 2 pathogens, inoculated in soil microcosms, was determined over a 84 days incubation period under laboratory conditions, on a subset of 100 soils from the RMQS survey, using classical microbiological methods. L. monocytogenes was not detected in the set of 1200 soils (with a detection limit estimated to be 104 bacteria per gram of soil) using the molecular detection method, while E. faecalis was detected in approximately 4% of the soils tested (on a smaller set of 150 RMQS soils). The two bacterial pathogens were able to survive in the majority of soil, although L. monocytogenes survived in a greater number of soils. Soils where both pathogens survived represented 44% of soils. The survival of both pathogens is strongly impaired in sandy acidic soils. However, textural and chemical parameters driving survival of the two pathogens differed: L. monocytogenes survival is increased in soils with higher BCSR (basic cation saturation ration) and CEC (cation exchange capacity). L. monocytogenes long-term survival is favored by higher soil clay content. E. faecalis survival is impaired in soils with high total Ca content (calcareous soils). Soil microflora inhibits survival of both pathogens especially in soil with alcaline pH’s. The results of our study will allow implementing survival models for these two pathogens. Such data is invaluable for a better and safer managment of soil manuring using various organic residues.

Les élevages des poissons sont soumis à des épisodes de mortalité anormale. Les bactéries du genre Vibrio sont connues comme des pathogènes opportunistes et ont été associées à ces épisodes de mortalité. Pour faire face à ces problèmes d’épizooties, les pisciculteurs ont le plus souvent recours à l’utilisation des antibiotiques. Néanmoins, des abus dans son utilisation ont malheureusement conduit à l’apparition des souches résistantes et à des fréquents échecs de traitement. Actuellement, les traitements par des bactéries lactiques probiotiques permettent d’améliorer la qualité des alevins produits pour les besoins de l’aquaculture, tout en limitant le recours aux antibiotiques. Pour qu’un micro-organisme soit reconnu comme étant potentiellement probiotique, une évaluation de ce produit basée sur plusieurs critères doit être établie. Dans une première étape, nous avons sélectionné et caractérisé 55 souches de bactéries lactiques isolées en écloserie. Le premier critère de sélection a porté sur l’inhibition de souches de vibrions pathogènes in vitro. Les bactéries lactiques ayant un effet anti Vibrio ont subi des tests de formation de biofilms et des tests de caractérisations phénotypiques, enzymatiques, physiologiques et génétiques, afin de procéder à leur identification. Puis des tests de compétition avec V. aligonlyticus ont été pratiqués in vivo sur des larves d’Artemia. Ce travail nous a permis de sélectionner la souche Lactobacillus casei (X2), car elle présentait la meilleure combinaison de propriétés requises pour un probiotique. Elle possède en effet une bonne activité antagoniste, elle n’est pas hémolytique, elle présente une forte adhérence sur plaque polystyrène et elle offre la meilleure protection contre V. alginolyticus lors du test de challenge avec Artemia. Dans une deuxième étape, la souche retenue (La. casei X2) et une autre déjà commercialisée sous le nom de Bactocell (Pediococcus acidilactici) ont été testées sur des larves de bar, afin d'évaluer les effets sur la qualité des alevins, leur réponse immunitaire et la microflore associée. Nous avons vérifié que les deux probiotiques (La. Casei et P. acidilactici) diminuaient la charge en vibrions et en microflore totale chez les larves de bar. La souche P. acidilactici a également affecté les profils de la communauté bactérienne intestinale des larves de bar. Par contre, La. casei n’a pas affecté la structure de la communauté bactérienne, bien que la souche soit présente chez les larves au jour 40 à une concentration élevée. Ces deux bactéries ont pu améliorer la croissance en longueur des larves aux jours 30 et 45 et la croissance en poids au jour 20. L’étude de l’influence des deux probiotiques sur des marqueurs de la physiologie des larves a montré qu’au jour 41, P. acidilactici était plus efficace que La. casei dans la régulation du stress oxydatif. Néanmoins, P. acidilactici a engendré des effets inflammatoires chez les larves à j20, et elle a induit un retard dans le développement osseux. Bien que La. casei ait accéléré le processus d’ossification chez les larves à j20, l’étude histopathologique a révélé une forte incidence des malformations vertébrales avec les larves à j62. A l’inverse, les larves alimentées avec P. acidilactici ont présenté un taux supérieur d’ossification normale et complète. / Diseases cause major production losses in fish farms. Bacteria of the genus Vibrio are known as opportunistic pathogens, and have been associated with mass-mortality episodes. To cope with these disease outbreaks, fish farmers often resort to the use of antibiotics. However, preventive overuse has led to the emergence of resistant strains and frequent treatment failures. Probiotic lactic acid bacteria are increasingly used to improve the quality of seed production in aquaculture, while limiting antibiotic treatments. Microbial strains must fulfil several criteria to be evaluated as potential probiotics.In a first step, we selected and characterized 55 strains of lactic acid bacteria isolated from fish hatchery. The first selection criterion focused on the in-vitro inhibition of pathogenic Vibrio strains. Lactic acid bacteria with antagonistic properties were tested for biofilm formation. The strains were characterised with the phenotypes, based on enzymatic and physiological tests, and identified by genotyping. In-vivo challenges with Vibrio aligonlyticus were then performed on Artemia. Lactobacillus casei X2 was thus selected, due to the best combination of the attributes that are required for probiotics. The strain showed antagonistic activity, adhered strongly to polystyrene plate, and secured Artemia with the best protection against V. alginolyticus. In a second step, La. casei X2 and a commercial strain of probiotics (Bactocell, Pediococcus acidilactici) were tested on European sea bass larvae, with a view to assess the effects on alevin quality, immune response and associated microbiota. Both of the lactic acid bacteria, La. casei and P. acidilactici, decreased the bacterial load and Vibrio in sea bass larvae. P. acidilactici changed significantly the profile of the bacterial community associated with fish larvae, compared to the control group. La. casei did not affect the structure of the bacterial community, although the strain was detected at high concentration in the larvae at 40 day post hatch (dph). Both probiotic treatments increased fish larval growth in body mass at 20 dph, and in length at 30 and 45 dph. Two physiological markers for gene expression suggested that P. acidilactici was more efficient than La. casei for the regulation of oxidative stress in sea bass at 41 dph. P. acidilactici induced some delay in bone development, and inflammatory signs were observed in the larvae at 20 dph. Though La. casei accelerated the early ossification process in the larvae by 20 dph, the histopathological study revealed a high incidence of vertebral malformations at 62 dph. In contrast, the treatment with P. acidilactici produced the highest proportion of fish with normal and complete ossification.

Pendant longtemps, les microorganismes présents dans l’atmosphère n’ont été considérés qu’en tant que particules inertes subissant les conditions hostiles de cet environnement. Cependant, de récentes études mettant en évidence la présence de microorganismes métaboliquement actifs dans la phase aqueuse des nuages incitent à s’interroger sur le rôle que ces organismes pourraient avoir sur les processus physiques et chimiques des nuages. En effet, la formation de gouttelettes de nuage ou de cristaux de glace à des températures supérieures à -36°C nécessite la présence de particules dites « noyaux de condensation » ou « noyaux glaçogènes », dont les bactéries pourraient être des représentantes. De plus, plusieurs travaux ont révélé une importance potentielle des microorganismes dans la transformation de la matière organique dans les nuages. L’objectif de ces travaux de thèse a donc été d’étudier les interactions réciproques entre les microorganismes et les conditions physico-chimiques des nuages. Dans un premier temps, les composantes physico-chimiques et microbiologiques ont été caractérisées au moyen de prélèvements nuageux au sommet du puy de Dôme (1465 m, France) et des études statistiques ont permis de mettre en avant des corrélations entre les différents paramètres physico-chimiques et/ou biologiques. Puis, cinq souches microbiennes appartenant à des genres microbiens cultivables majeurs dans les nuages ont été soumises à quatre stress rencontrés dans les nuages : la lumière solaire, la présence de peroxyde d’hydrogène, les variations de chocs osmotiques intervenant lors de la formation et de la dissipation des gouttelettes d’eau et les cycles de gel et de dégel. Il a ainsi été mis en évidence que la lumière solaire et le peroxyde d’hydrogène dans des conditions nuageuses n’ont que peu ou pas d’impact sur la viabilité des cellules. A l’inverse, les chocs osmotiques et le gel-dégel peuvent être hautement délétères selon les souches considérées. La troisième partie de ce travail s’est focalisé à mettre en évidence la présence de souches bactériennes glaçogènes dans l’eau de nuage. Sept souches ont ainsi ont été identifiées et décrites, et l’une d’entre elles a été choisie comme modèle pour étudier le comportement de bactéries (survie et activité glaçogène) dans une chambre de simulaion de nuage (AIDA, Allemagne). En parallèle, l’activité glaçogène biologique de l’eau de nuage a été mesurée à partir de prélèvements au puy de Dôme et l’activité glaçogène bactérienne a été estimée. L’ensemble de ces travaux met en avant une sous-estimation jusqu’alors des proportions de bactéries glaçogènes dans les modèles numériques simulant les processus microphysiques d’initiation de la glace et des précipitations dans les nuages. Ces données vont désormais pouvoir être considérées dans de tels modèles. Enfin, afin d’estimer l’étendue de l’importance des microorganismes dans la chimie atmosphérique, il est nécessaire d’avoir recours à des modèles numériques. La dernière étude de cette thèse s’est consacrée à déterminer des constantes cinétiques de biodégradation de trois composés organiques majeurs des nuages par trois souches bactériennes isolées de cet environnement qui pourront servir à paramétrer des modèles numériques. Une première approche simple a permis de confirmer les résultats précédents de l’équipe en mettant en avant une contribution non négligeable des microorganismes dans leur dégradation. / Airborne microorganisms have long been considered as inert, passive particles dealing with hostile conditions. Recent studies highlighting metabolic activity in cloud water raised questions about the role these organisms may play on physical and chemical processes in clouds. Indeed, cloud droplets and ice crystals formation at temperature warmer than -36°C need the presence of particles called “cloud condensation nuclei” or “ice nuclei”. Bacteria could be one of them. In addition, several works revealed a potential importance of microorganisms in organic matter transformation in clouds. The objective of this thesis was to study the reciprocal interactions between microorganisms and physico-chemical conditions in clouds. First, cloud physico-chemical and microbiological compositions were described by cloud sampling at the puy de Dôme station (1465 m, France) and statistical analyses were performed to highlight correlations between physico-chemical and/or biological parameters. Secondly, five microbial strains belonging to genera frequently isolated from cloud water were subjected to four atmospheric stresses: sunlight, hydrogen peroxide, osmotic shocks occurring when water droplets condensate or evaporate and freeze-thaw cycles. Thus, it was pointed that sunlight and hydrogen peroxide at cloud concentration have no or little impact on cell viability. On the opposite, osmotic shocks and freeze-thaw can be highly deleterious depending on the considered strain. The third part of this thesis focused on the detection of ice nucleating bacterial strains in cloud water. Seven strains were thus identified and described, and one of them was selected as a model to study its behavior (survival and ice nucleation activity, INA) in a cloud simulation chamber (AIDA, Germany). In parallel, biological ice nucleation activity was measured directly on cloud samples and bacterial INA was estimated. All these experiments highlighted underestimations of ice nucleation active bacteria in models simulating microphysical processes in clouds. This new dataset may be used as new parameterization in this kind of models. Finally, in order to estimate the bacterial contribution in cloud chemistry, numerical means are needed. Therefore, the last study of this thesis focused on the determination of biological kinetic constants that may be implemented in atmospheric chemistry models. The biodegradation of three major organic compounds encountered in cloud water by three bacterial strains isolated from clouds was measured. A first approach confirmed precedent team results highlighting a considerable contribution of microorganisms on the transformation of these compounds.

Les maladies du bois de la vigne (MDBs) et plus particulièrement l’esca, sont devenues en l’espace de deux décennies l’objet de préoccupations majeures puisqu’elles mettent en danger la pérennité de nombreux vignobles partout dans le monde. En Tunisie, ces maladies sont peu connues mais elles semblent être en pleine expansion et, en France, environ 13% du vignoble est improductif à cause des dépérissements qu’elles provoquent. Pour lutter contre les MDBs, les filières viticoles françaises et tunisiennes sont actuellement dans une impasse technique car elles ne disposent d’aucune méthode de lutte chimique « curative ». Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est de (i) déterminer quels agents pathogènes sont responsables des dégradations du bois de la vigne en Tunisie ? Les symptômes correspondent-ils à ceux de l’esca ? Existe-t-il une spécificité des agents pathogènes chez les ceps tunisiens ? Aussi (ii) afin de lutter contre ces maladies du bois (MDBs), de potentiels agents de biocontrôle bactériens ont été recherchés dans les parties ligneuses de ceps sélectionnés dans des vignobles tunisiens. Ils ont été caractérisés et des essais de protection in planta ont été réalisés. [...] Ces champignons ont été identifiés au niveau morphologique et moléculaire. Leur pathogénicité a été confirmée après inoculation sur jeunes plants de vigne. Des travaux originaux basés sur la co-inoculation de plants de vigne par ces 3 pathogènes ont montré qu’ils pouvaient rentrer en compétition entre eux au sein du végétal. Par ailleurs, sur le même thème, 2 autres pathogènes des MDBs, i.e. Phomopsis viticola et Diploidia seriata, ont été isolés dans une autre étude à partir de ceps prélevés dans la même région en Tunisie. Dans une deuxième étape, la microflore bactérienne colonisant les tissus ligneux de vignes prélevées dans le nord de la Tunisie a été étudiée afin de rechercher des agents de lutte biologique potentiels. La technique d’empreinte moléculaire Single-Strand Conformation Polymorphism (SSCP) a d’abord montré que les communautés bactériennes étaient différentes en fonction des tissus qu’elles colonisaient, i.e. le bois nécrosé ou sain. Soixante-neuf souches bactériennes ont été isolées par méthode pasteurienne, et les 19 souches les plus abondantes ont fait la suite de l’étude. L’identification moléculaire de ces souches par séquençage de l’ARNr 16S et du gène rpoB a montré l’existence de 4 genres colonisant les ceps de vignes : Bacillus, Curtobacterium, Pantoea et Pseudomonas. Ces bactéries ont été également caractérisées au niveau biochimique, métabolique et génétique. Des tests de sélection in vitro contre les trois pathogènes fongiques ont été effectués, suite auxquels, une souche B6 de B. subtilis a été sélectionnée pour des essais de protection in planta en serre. Par la suite, une étude combinant deux bactéries antagonistes isolées de bois de vigne tunisien, i.e. B. subtilis B6, et français, i.e. Pantoea agglomerans S5, a été réalisée pour lutter contre 2 agents pathogènes, Phaeomoniella chlamydospora (isolé des vignobles français) et N. parvum (isolé des vignobles tunisiens), impliqués dans les MDBs. Deux cépages, un fréquent en Tunisie, le Muscat d’Italie, et l’autre en France, le Cabernet Sauvignon, ont été utilisés. En effet, suivant l’agent pathogène et le cépage utilisés, les résultats de protection obtenus étaient différents. Les meilleurs résultats de protection ont été obtenus en combinant les bactéries et en les appliquant sur Muscat d’Italie contre les 2 champignons pathogènes. La spécificité et l’efficacité de la protection biologique a ici été démontrée. / Grapevine trunk diseases (GTDs) such as esca are of major concern for viticulture worldwide. In Tunisia, knowledge about the symptoms of this disease and the microflora associated with, is still incomplete despite their ability to cause considerable damage to vineyards. In France, around 13% of whole vineyard is unproductive because of GTDs, and no effective treatment currently exists. In that context, the objectives of the present PhD study were: (i) to characterize the fungal microflora inhabiting the wood tissues of Tunisian esca-foliar symptomatic vines in order to identify the pathogens responsible for wood decay. (ii) To investigate the bacterial microflora colonizing the wood tissues of Tunisian grapevines cv. Muscat d’Italie in order to find a suitable Biological Control Agent (BCA) that can be applied to vineyards. First, in order to better characterize the microflora colonizing the wood tissues of vine, samples were collected from 10 vineyards in the north of Tunisia. Fungal isolates were obtained from trunk of grapevines showing decline, small and distorted leaves and chloroses. To identify the isolated fungal species, sequencing of the Internal Transcribed Spacer region of the rDNA was performed (ITS1 and ITS4 primers). Three pathogens, i.e. Lasidiodiplodia pseudotheobromae, Neofusicoccum parvum and Schizophyllum commune, described in the literature as involved in GTDs were isolated for the first time in Tunisia. Their pathogenicity was confirmed in planta. Moreover, the coinoculation of these 3 fungi in planta, showed that they displayed a competitive inhibition effect on each other. In another study, two others pathogens involved in GTDs, i.e. Phomopsis viticola and Diploidia seriata were also isolated from the same region. This PhD also aimed at identifying the bacterial microflora inhabiting the wood tissues of escafoliar symptomatic vines, i.e. necrotic and non-necrotic wood, using microbiological and molecular approaches. Complex bacterial communities, as shown by Single-Strand Conformation Polymorphism (SSCP) analyses, colonize both types of wood tissues. After isolation, the 19 most abundant cultivable strains were sequenced (16S rRNA and rpoB genes) and identified as belonging to four genera: Bacillus, Pantoea, Pseudomonas and Curtobacterium. They were then screened for their in vitro antagonistic traits against the three pathogenic fungi L. pseudotheobromae, N. parvum and S. commune. Based on the results obtained, two bacterial strains were selected: B. subtilis (strain B6) and Pantoea agglomerans (strain S5), respectively isolated from Tunisian and French grapevines. They were then tested in planta on young vines of cv Muscat d’Italie and Cabernet Sauvignon against two fungal pathogens involved in GTDs, i.e. N. parvum (isolated from Tunisian wood) and Phaeomoniella chlamydospora (isolated from French vines). Young vines of both cultivars were inoculated by B. subtilis B6, P. agglomerans S5 or the combination of B6+S5, singly or in combination with N. parvum and P. chlamydospora. In terms of plant protection, the most efficient condition to reduce in planta necrosis caused by the fungal pathogens in the two cultivars was the combination of the two bacteria. However, bacterial treatments were significantly more efficient to reduce necrosis caused by N. parvum or P. chlamydospora in Muscat d’Italie than in Cabernet Sauvignon.