Depuis le développement rapide des méthodes de séquençage à haut débit (SHD) en écologie moléculaire, les moisissures ont eu moins d’attention que les bactéries et les virus, en particulier dans les études de bioaérosols. Les études d'exposition aux moisissures dans différents environnements sont limitées par les méthodes de culture traditionnelles qui sousestiment le large spectre de moisissures pouvant être présentes dans l'air. Bien que certains problèmes de santé soient déjà associés à une exposition fongique, le risque peut être sousestimé en raison des méthodes utilisées. L’application du séquençage à haut débit dans des échantillons de sol par exemple a permis de mieux comprendre le rôle des moisissures dans les écosystèmes. Cependant, la littérature n'est pas clair quant à la région génomique à utiliser comme cible pour l'enrichissement et le séquençage des moisissures. Cette thèse vise à déterminer laquelle des deux régions universellement utilisées, ITS1 et ITS2, convient le mieux pour étudier les moisissures dans l’air. Durant le développement de la méthode moléculaire, un autre défi, touchant la perte de cellules fongiques lors de la centrifugation d'échantillons d'air liquide à des fins de concentration, s’est rajouté. Ainsi, cette thèse décrit une nouvelle méthode de filtration pour remédier à la perte due à la centrifugation. Ces deux objectifs représentent la première partie de la thèse qui se concentre sur le développement de méthodes: le traitement des échantillons d’air avant extraction de l’ADN et la meilleure région à cibler avec la méthode SHD. La deuxième partie consiste à appliquer la méthodologie développée pour caractériser l'exposition aux moisissures dans trois environnements de travail différents: le compost, la biométhanisation et les fermes laitières. Les résultats montrent que la région d’ITS1 a surpasser ITS2 en couvrant davantage de diversité dans les bioaérosols. En raison de profils taxonomiques complémentaires, l'auteur de la thèse suggère d'utiliser les deux régions pour couvrir la plupart des taxons lorsque la taxonomie constitue le principal intérêt de l'étude. Cependant, ITS1 devrait être le premier choix dans les autres études, principalement en raison de la grande diversité et de la similarité des profils taxonomiques obtenus par l’approche métagénomique et l’approche ciblant ITS1. De plus, la nouvelle approche de filtration proposée constitue une meilleure alternative pour compenser la perte fongique due à la centrifugation. Ensemble, ces méthodes ont permis une meilleure description de l’exposition aux moisissures en milieu professionnel / Since the rapid development of high-throughput sequencing methods in molecular ecology, fungi have been the underdogs of the microbial world, especially in bioaerosol studies. Particularly, studies describing fungal exposure in different occupational environments have been limited by traditional culture methods that underestimate the broad spectrum of fungi present in the air. There are potential risks in the human inhalation of fungal spores in an occupational scenario where the quantity and diversity of fungi is high. Although some health problems are already known to be associated with fungal exposure in certain work environments, the risk may be underestimated due to the methods used. Applying high-throughput sequencing in soil samples has helped the explanation of the fungal role in ecosystems. However, the literature is not decisive in terms of the genomic region to use as target for the enrichment and sequencing of fungi. The present thesis deals with the challenge of determining which region from the two universally used regions, ITS1 and ITS2, is best suited for study of fungal aerosols. In tandem with this challenge came another of addressing the loss of fungal cells during the centrifugation of liquid impaction air samples for purposes of concentration. This thesis describes a new filtration-based method to circumvent such losses during centrifugation. These two challenges represent the first part of the thesis, which focuses on methodology development. In synopsis, the treatment of air samples prior to DNA extraction is considered, along with the identification of the best region to target in amplicon-based high throughput sequencing. In the second part of the thesis, the focus turns to the application of the developed methodology to characterize fungal exposure in three different work environments: compost, biomethanization, and dairy farms. All three are of special interest due to potentially high fungal exposure. Results show that ITS1 outperformed ITS2 in disclosing higher levels of fungal diversity in aerosol samples. Due to complementarity in the taxonomic profiles disclosed by the two regions, the author suggests the use of both regions to cover the greatest possible number of taxa when taxonomy is the main interest of the study. However, ITS1 should be the first choice in other studies, mainly because of the high diversity it reveals and its concordance with results obtained via shotgun metagenomic profiling. In addition, the new filtration-based approach proposed in this work might be the best alternative available for compensating the loss of propagules in centrifugation done prior to DNA extraction. Taken together, these methods allowed a profound characterization of fungal exposure in occupational environments.

La microflore des raisins est importante d'un point de vue technologique car elle conditionne en partie la qualité du vin. Or, la diversité des flores fongiques présentes sur baies de raisin ainsi que leur potentiel de contamination du produit final ne sont pas encore pleinement connus. Dans ce cadre, la caractérisation des flores fongiques cultivables présentes sur baies de raisin a été réalisée par PCR ITS-RFLP. 41 espèces de moisissures différentes sur les 43 étudiées appartenant à 11 genres différents ont été caractérisées de façon fiable. Seules les espèces Penicillium thomii et Penicillium glabrum ont présenté le même profil. Ainsi 96.3% des souches étudiées ont été caractérisées avec au maximum 4 enzymes de restriction et 41.5% des souches ont pu l'être avec seulement 2 enzymes de restriction. Ces résultats ont permis d'enrichir les bases de données, moyennement pourvues en séquences ITS caractéristiques de genres ou d'espèces de moisissures présentes sur baies de raisin. De plus, une étude exhaustive des moisissures présentes sur baies de raisin en Bourgogne a permis, par PCR ITS-RFLP, d'identifier 199 souches au niveau de l'espèce et ce quelque soit le genre. Penicillium spinulosum est l'espèce majoritaire isolée pour le millésime 2008 en Bourgogne. Parallèlement, la quantification de Botrytis cinerea, choisi comme micro-organisme modèle, a été réalisée par qPCR. La technique qPCR décrite dans ce travail présente (i) une bonne sensibilté avec une limite de détection de 6.4 pg d'ADN correspondant à 540 spores, (ii) l'originalité de travailler en échantillons naturellement contaminés et la fiabilité d'utiliser un standard interne. L'évaluation de l'efficacité de différentes stratégies de traitements anti-Botrytis a confirmé l'importance de la prophylaxie (effeuillage) dans la lutte contre Botrytis cinerea.

Fungal exposure had been repeatedly associated with a wide range of harmful health effects. The first association between mould exposure and asthma exacerbations was reported almost 300 years ago and since then, they are numerous data on the link between mould sensitization and asthma severity. Most of the data on fungi and asthma concern A. alternata, C. herbarum and A. fumigatus. However, some mould species are known for their more pronounced indoor tropism and since people tend to increase their time spent indoors, the impact of exposure to these “indoor” species cannot be neglected. In the first part of this work, we developed and validated a dot-blot assay for the detection of mould sensitizations against a panel of species. We worked with the classical A. alternata, C. herbarum and A. fumigatus but in addition, we included indoor-related species such as P. chrysogenum, P. brevicompactum, C. sphaerospermum, C. cladosporioides, A. versicolor and more ubiquitous A. niger, and A. flavus. The development of such an assay allowed us to detect sensitizations against species that are not routinely investigated or not available for testing with classical methods such as skin prick tests or CAP tests. In addition, to cope with cross-reactions, a well-described phenomenon with regard to response against moulds, we developed and validated the concept of “major sensitization”, defined as the antigenic response with the highest difference as compared to the variation of response of the negative control. As there are few data on mould sensitization in healthy individuals, the dot-blot assay was used in a large cohort of healthy subjects. The most frequent sensitizations were observed against A. alternata, A. flavus and A. niger and the commonest “major sensitizers” were A. niger and A. alternata. Of note, in this cohort, no “major sensitization” against A. fumigatus was detected while “major sensitization” against a group of species more specifically linked to the indoor environment (Penicillium spp, A. versicolor, C. cladosporioides) reached more than 25.1% of all sensitizations.These findings were quite surprising and since our laboratory had previous expertise with mouse-model of A. alternata-induced asthma, we investigated the inflammatory and allergenic properties of several fungal species to determine if they display different inner inflammatory potential. Six species were included in the panel A. alternata, A. fumigatus, C. cladosporioides, C. sphaerospermum, A. versicolor and P. chrysogenum. Results showed real differences between moulds and while the classification is not clear-cut, A. fumigatus or P. chrysogenum triggered a typical pro-Th2 response, A. alternata and C. sphaerospermum rather induced a neutrophilic inflammation and A. versicolor and C. cladosporioides induced a mixed Th2/Th17 response. In parallel, the sensitization rates and profile were also investigated in a group of mould-sensitized asthmatics and they both differed notably with the healthy cohort. Indeed, in asthmatic patients, the two most frequent major sensitizations were against A. fumigatus (32%) and A. alternata (28%). The last part of the work consisted in a case-control study to evaluate and compare asthma severity markers and indoor mould exposure between the group of mould-sensitized asthmatics (cases) and a group of asthmatics without mould sensitization (controls). Some interesting findings emerged from this study. First, the overall mould contamination (airborne, in settled dust or through visible mould marks) was very high and more than 90% of the visited dwellings were contaminated by at least one mould species/genus (Penicillium spp, A. versicolor, A. fumigatus and C. sphaerospermum) in at least one type of sample (air, dust and visible mould imprints). Of note, overall “indoor mould exposure” was not associated with markers of asthma severity. Second, exposure and sensitization but also sensitization alone to A. fumigatus in asthmatics were associated with asthma severity markers compared to the absence of mould sensitization which confirmed its noxious potential. This contrasted with the absence of significant severity markers associated with other sensitizations. Lastly, we observed a positive link between overall indoor exposure to Penicillium spp and a reduced lung function in asthmatics even in the absence of sensitization. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'activité cellulolytique est recherchée chez des champignons filamenteux microscopiques isolés de sols environnant les sources thermales des régions Guelma (Hammam Debagh) et de Mila (Hammam Grouz-Atmania et Hammam Safsaf-Teleghma). 88 souches fongiques sont isolées, appartenant à six genres différents : Aspergillus, Alternaria, Emericella, Fusarium, Penicillium et Trichoderma. Leur sélection (test au papier filtre et le test des plaques à trous), montre que seule la souche J2 possède une activité cellulolytique importante, comparable à celle de la souche T. reesei Rut C-30. Cet isolat appartient à l'espèce Trichoderma longibrachiatum Rifai. A 35°C, notre isolat ne montre pas de différences significatives des activités papier filtre et endoglucanase par rapport à T. reesei Rut C-30, mais l'activité β-glucosidase produite par notre isolat est deux fois plus que celle produite par cette dernière. Avec un taux d'ensemencement de 106spores/ml, la souche est en activité maximale. Un bon rendement en enzyme est obtenu avec des spores âgées de 6 jours. La souche D choisie du sous-clonage, est cultivée en fermenteur de 4 litres sur le milieu minéral Mandel Avicel 1%, et produit un maximum d'activité papier filtre 1.88UI/ml, d'activité endoglucanase 11.22UI/ml et d'activité β-glucosidase 0.64UI/ml après 128 heures, 144 heures et 120 heures d'incubation, respectivement. Les enzymes papier filtre et endoglucanase sont optimalement active à 60°C et 55°C, respectivement. Un pH optimum de 4.0 et 5.0 pour l'activité papier filtre, alors que l'activité endoglucanase à un pH optimum de 4.0. L'activité endoglucanase est thermostable, elle résiste à un traitement thermique pendant 5 heures à 70°C, 80% de son activité originale est maintenue. La demi-vie de l'activité papier filtre est de 3 heures à 60°C. Le substrat CMC améliore la stabilité thermique de ces enzymes. Ces enzymes sont stables à 50°C pendant 5 heures dans une gamme de pH de 3.0 à 6.0 et 4.0 à 6.0, respectivement. L'EDTA (5 mM), provoque une forte diminution des enzymes, alors que, le β-mercaptoethanol (5 mM) conduit à leur activation. Les cations divalents calcium (Ca2+) et zinc (Zn2+), provoquent une augmentation et une amélioration des activités enzymatiques en présence de l'EDTA. L'extrait enzymatique brut est capable d'hydrolyser les substrats cellulosiques insolubles, cette enzyme peut ainsi être classée comme un type endo et exo de la cellulase. Par ces caractéristiques, production de l'enzyme, thermostabilité et pH acide, notre souche sauvage Trichoderma longibrachiatum peut être attractive en industrie pour la production de la cellulase.Mots clés : Moisissures, isolement, écosystèmes extrêmes, cellulase, thermostabilité. / Filamentous fungi found in soils surrounding the hydrothermal stations of regions in the east of Algeria: Guelma (Hammam Debagh) and Mila (Hammam Grouz-Atmania, Hammam Safsaf-Teleghma), are screened for the presence of cellulase activity. 88 fungal strains were isolated and identified from six kinds: Aspergillus, Alternaria, Emericella, Fusarium, Penicillium and Trichoderma. Their selection (filter paper test and test of perforated plates) shows that only the strain J2 has a significant cellulolytic activity. This isolate belongs to the species of Trichoderma longibrachiatum Rifai. At 35°C, our isolate shows equivalent activities filter paper and endoglucanase than T. reesei. On the other hand the β-glucosidase activity of our isolate was until twice more important than T. reseei one. With an inoculum size of 106 spores/ml the strain produces the maximum enzyme activities. A good yield of enzyme is obtained with spores aged of six days. The strain D allowed from subcloning cultivated in 4 liter fermenter on Mandels medium with cellulose Avicel (1%) produces maximum activities of filter paper (1.88UI/ml), endoglucanase (11.22UI/ml) and β-glucosidase (0.66UI/ml) after 128 hours, 144 hours and 120 hours, respectively. The optimum temperatures were 55°C and 60°C for endoglucanase and FPA, respectively. The endoglucanase was optimally active at pH 4.0, and the FPA was optimal at pH 4.0 and 5.0. The endoglucanase was thermostable at 70°C after 5 hours incubation, preserved 80% of the original activity. The half-life of the filter paper activity appeared to be 3 hours at 60°C. These activities were stable at 50°C after 5 hours incubation in a pH range of 3.0 to 6.0 and 4.0 to 6.0, respectively. The EDTA (5mM) causes a significant diminution of the enzymes, while the β-mercaptoethanol (5mM) leading to their activation. Divalent cations calcium (Ca2+) and zinc (Zn2+) cause an increase and improvement of enzymes activities in the presence of EDTA (5mM). The crude enzyme extract is able to hydrolyse insoluble cellulosic substrates. This enzyme can be classified as an endo and exo type of the cellulase. These results suggested that the no-mutated strain Trichoderma longibrachiatum should be an attractive producer for cellulases production.Keywords: Fungi; isolation; extreme ecosystems; cellulase; thermostability.

Les contaminations par les moisissures représentent un problème majeur au sein de l'industrie agroalimentaire, pharmaceutique, cosmétique, et dans le secteur médical. Actuellement, l'identification des champignons filamenteux est basée sur l'analyse des caractéristiques phénotypiques, nécessitant une expertise et pouvant manquer de précision, ou sur les méthodes moléculaires, coûteuses et fastidieuses. Dans ce contexte, l'objectif de cette étude a consisté à développer un protocole simple et standardisé à l'aide de la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) combinée à une méthode d'analyse chimiométrique, proposant une méthode alternative pour l'identification rapide des moisissures. Au total, 498 souches de champignons filamenteux (45 genres et 140 espèces) ont été analysées à l'aide d'un spectromètre IRTF à haut débit. L'analyse discriminante des moindres carrés partiels (PLS -DA), méthode chimiométrique supervisée, a été appliquée à chaque spectre dans les gammes spectrales 3200-2800 et 1800-800 cm-1. Différents modèles de calibration ont été construits à partir de 288 souches, ceci en cascade de la sous-division jusqu'à l'espèce en se basant sur la taxonomie actuelle. La prédiction des spectres en aveugle, obtenus à partir de 105 souches, au niveau du genre et de l'espèce est respectivement de 99,17 % et 92,3 %. La mise en place d'un score de prédiction et d'un seuil a permis de valider 80,22 % des résultats. L'implémentation d'une fonction de standardisation (SF) a permis d'augmenter le pourcentage de spectres bien prédits, acquis sur un autre instrument, de 72,15 % (sans fonction) à 89,13 %, validant la transférabilité de la méthode. Puisqu'une biomasse mycélienne suffisante peut être obtenue après 48h de culture et que la préparation des échantillons implique l'utilisation d'un protocole simple, la spectroscopie IRTF combinée à la PLS-DA apparaît comme une méthode rapide et peu coûteuse, ce qui la rend particulièrement attractive pour l'identification des champignons filamenteux au niveau industriel. Les résultats obtenus placent la spectroscopie IRTF parmi les méthodes analytiques prometteuses et avant-gardistes, possédant un haut pouvoir discriminant et une forte capacité d'identification, en comparaison avec les techniques conventionnelles. / Mold contaminants represent a major problem in various areas such as food and agriculture, pharmaceutics, cosmetics and health. Currently, molds identification is based either on phenotypic characteristics, requiring an expertise and can lack accuracy, or on molecular methods, which are quite expensive and fastidious. In this context, the objective was to develop a simple and standardized protocol using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy combined with a chemometric analysis, allowing to implement an alternative method for rapid identification of molds. In total, 498 fungal strains (45 genera and 140 species) were analyzed using a high-throughput FTIR spectrometer. Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA), a supervised chemometrics method, was applied to each spectrum in the spectral ranges 3200-2800 and 1800-800 cm-1 for the identification process. Using 288 strains, different calibration models were constructed in cascade and following the current taxonomy, from the subphylum to the species level. Blind prediction of spectra from 105 strains at the genus and species levels was achieved at 99.17 % and 92.3% respectively. The establishment of a prediction score and a threshold permitted to validate 80.22% of the obtained results. The implementation of a standardization function (SF) permitted to increase the percentage of well predicted spectra from strains analyzed using another instrument from 72.15% (without SF) to 89.13% and permitted to verify the transferability of the method. Since sufficient mycelial biomass can be obtained at 48h culture and sample preparation involved a simple protocol, FTIR spectroscopy combined with PLS-DA is a very rapid and cost effective method, which could be particularly attractive for the identification of moulds at the industrial level. The results obtained places FTIR spectroscopy among the avant-garde promising analytical approaches, with high discriminant power and identification capacity, compared to conventional techniques.

La qualité de l’air dans les habitats est un problème majeur en Europe, où les personnes passent une grande partie de leur temps en milieu intérieur. Selon l’OMS, de nombreux habitats sont touchés par l’humidité entraînant le développement de moisissures qui ont des conséquences sanitaires et économiques.Dans ce travail, une approche globale, associant étude de terrain et expérimentations en laboratoire, a été employée pour décrire l’exposition aux bioaérosols dans des habitations dégradées par les moisissures, étudier leurs effets sur la santé des résidents et proposer une démarche diagnostique applicable aux habitats dégradés. Nous avons ainsi mis en évidence la présence récurrente de certaines espèces fongiques, notamment Aspergillus versicolor, Penicillium chrysogenum et P. crustosum, qui pourraient être utilisées comme indicateurs microbiologiques de contamination fongique de l’air intérieur. Par ailleurs les analyses statistiques ont permis de montrer des liens entre les concentrations de certaines espèces de micromycètes dans l’air et les catégories de surface contaminées proposées par l’ANSES. Des relations ont également pu être établies entre l’exposition à ces moisissures et certaines manifestations respiratoires et cutanées mentionnées chez les résidents. L’évaluation du potentiel cytotoxique des bioaérosols collectés dans les habitats dégradés a, quant à elle, permis de mettre en évidence un lien entre les réponses observées sur deux lignées cellulaires testées (pulmonaire A549 et cutanée HaCaT).D’un point de vue méthodologique, la qPCR couplée à la cytométrie en flux semble être une méthode rapide qui peut être corrélée à l’approche culturale et permet ainsi de suivre l’exposition à Aspergillus versicolor dans les habitats dégradés. Huit espèces fongiques récurrentes dans les bioaérosols ont également été sélectionnées pour une étude en enceinte climatique montrant l’impact de la température et de l’humidité relative sur la croissance et la toxinogenèse fongique. / Air quality in houses is a major concern in Europe, as people spend most of their time indoors. According to the WHO, numerous houses are exposed to dampness that can lead to mold growth, causing health and economic damages.In this work, a global approach including both field study and laboratory experimentations was used to characterize the human exposure to bioaerosols in mold-damaged houses, to study their health effects on inhabitants and to propose a diagnostic process that could be applied to mold-damaged houses. We showed the recurrence of several fungal species, specifically Aspergillus versicolor, Penicillium chrysogenum and P. crustosum, which could be used as microbial indicators of airborne fungal contamination. In addition, our statistical analyses showed relations between the concentrations of recurrent molds in air and the levels of surface contamination by molds proposed by ANSES. Statistical link has also been found between mold exposure and respiratory or cutaneous symptoms described by the inhabitants. A cytotoxic potential evaluation of bioaerosols collected in these mold-damaged houses allowed to highlight a relation between the responses observed for the two cell lines (pulmonary A549 and cutaneous HaCaT).From a methodological point of view, qPCR coupled with flow cytometry appears to be a fast and reliable method that can be correlated to cultural approach, allowing to monitor the human exposure to Aspergillus versicolor in mold-damaged buildings. Eight recurrent fungal species identified in bioaerosols were also selected for a study in a climatic chamber that showed the effects of temperature and relative humidity on fungal growth and toxinogenic potential.

Les moisissures sont responsables de contaminations sur les produits de BVP et induisent des pertes économiques conséquentes. Dans ce contexte, les cultures bioprotectrices représentent un intérêt croissant comme alternative aux conservateurs chimiques. L’objectif de la première partie de cette étude a été d’évaluer in vitro et in situ l’activité antifongique de bactéries lactiques et propioniques contre cinq moisissures contaminants isolées de produits de BVP. Les bactéries les plus actives pendant les tests in vitro ont été testées in situ par pulvérisation de surface. Sur le milieu WFH, les isolats bactériens les plus actifs correspondent aux espèces Lactobacillus plantarum, reuteri et au groupe buchneri. Les souches plus actives après ces tests ont été testées par inclusion dans la recette du pain au lait et différentes souches ont montré un effet retard en particulier la souche Leuconostoccitreum qui semble retarder la croissance de Penicillium corylophilum après 10 jours. Dans la deuxième partie de cette étude, les surnageants de cultures actifs sont analysés pour identifier les composés antifongiques grâce à différentes traitements et différentes méthode telle que l’HPLC et la spectrométrie de masse. Les résultats suggèrent que les acides organiques jouent un rôle prépondérant dans l’activité antifongique et ont montré que les composés antifongiques retrouvés correspondaient aux acides lactique, acétique et propionique, à l’éthanol et au peroxyde d’hydrogène, ainsi que d’autres composés mais à plus faible échelle. Sur ces résultats, différentes combinaisons des composés identifiés ont été testées pour leur effet sur la germination et la croissance radiale de P. corylophilum et E. repens. Certaines de ces combinaisons ont montré les mêmes effets que le surnageant actif ce qui confirme l’implication des molécules identifiées dans l’activité. Les résultats suggèrent que l’acide acétique est responsable de la totalité de l’activité antifongique observée sur P. corylophilum et qu’il joue un rôle important dans l’inhibition de E. repens. La souche bactérienne sélectionnée pourrait représenter une possibilité de culture bioprotectrice pour les produits de BVP. / Molds are responsible for the spoilage of bakery products and thus, cause substantial economic losses. In this context, bioprotective cultures represent a growing interest as an alternative to chemical preservatives. The aims of the first part of this study was to evaluate the in vitro and in situ antifungal activity of lactic acid bacteria (LAB) and propionibacteria against five moulds species isolated from bakery products. The most inhibitorybacteria found during the in vitro test were evaluated in situ after surface spraying. In WFH medium, the most active LAB isolates belonged to the Lactobacillus plantarum, reuteri and buchneri groups. The most active strains were added directly during “pains au lait” preparation and differents strains present delayed effect in particular a strain of Leuconostoc citreum which seems to delay the growth of Penicillium corylophilum after 10 days. In the second part, supernatants were analyzed to identified and quantified antifungal compounds by different treatments and different methods like HPLC, mass spectrometry. The results suggested that organic acids played the most important role in the antifungal activity and show that the main antifungal compounds corresponded to lactic, acetic and propionic acids, ethanol and hydrogen peroxide, as well as other compounds present at low levels. Based on these results, various combinations of the identified compounds were used to evaluate their effect on spore germination and fungal growth of P. corylophilum and E. repens. Some combinations presented the same activity than the bacterial culture supernatant thus confirming the involvement of the molecules in the antifungal activity. The results suggested that acetic acid was responsible of the entire antifungal activity against Penicillium corylophilum and played an important role in Eurotium repens inhibition. The selected bacteria provide a future prospect for use as bioprotective cultures on bakery products.

La microflore des raisins est importante d’un point de vue technologique car elle conditionne en partie la qualité du vin. Or, la diversité des flores fongiques présentes sur baies de raisin ainsi que leur potentiel de contamination du produit final ne sont pas encore pleinement connus. Dans ce cadre, la caractérisation des flores fongiques cultivables présentes sur baies de raisin a été réalisée par PCR ITS-RFLP. 41 espèces de moisissures différentes sur les 43 étudiées appartenant à 11 genres différents ont été caractérisées de façon fiable. Seules les espèces Penicillium thomii et Penicillium glabrum ont présenté le même profil. Ainsi 96.3% des souches étudiées ont été caractérisées avec au maximum 4 enzymes de restriction et 41.5% des souches ont pu l’être avec seulement 2 enzymes de restriction. Ces résultats ont permis d’enrichir les bases de données, moyennement pourvues en séquences ITS caractéristiques de genres ou d’espèces de moisissures présentes sur baies de raisin. De plus, une étude exhaustive des moisissures présentes sur baies de raisin en Bourgogne a permis, par PCR ITS-RFLP, d’identifier 199 souches au niveau de l’espèce et ce quelque soit le genre. Penicillium spinulosum est l’espèce majoritaire isolée pour le millésime 2008 en Bourgogne. Parallèlement, la quantification de Botrytis cinerea, choisi comme micro-organisme modèle, a été réalisée par qPCR. La technique qPCR décrite dans ce travail présente (i) une bonne sensibilté avec une limite de détection de 6.4 pg d’ADN correspondant à 540 spores, (ii) l’originalité de travailler en échantillons naturellement contaminés et la fiabilité d’utiliser un standard interne. L’évaluation de l’efficacité de différentes stratégies de traitements anti-Botrytis a confirmé l’importance de la prophylaxie (effeuillage) dans la lutte contre Botrytis cinerea. / Microbial population of grapes is important from a technological point of view because it determines the quality of wine. But few studies have focused on fungal populations of grapes. A better knowledge of the fungal diversity on grapes, particularly as concerns species responsible for wine defects, may help efforts to control their development.We report the development of a PCR ITS-RFLP method as a fast and easy technique for identifying species of fungal genera present on grapes. By this methode, 41 different fungal species among 43 studied species belonging to 11 genera were characterized at the species level. Only P. thomii remained indistinguishable from P. glabrum. Using this PCR-ITS-RFLP, 96.3% strains tested could be differentiated to the species level with only four enzymes and 41.5% only with two enzymes. Moreover this work has contributed to the enriching of the database of fungal ITS sequences.Thus 199 isolated strain were on grapes in Burgundy vineyard were chacacterized at species level indepdantly of the genus by this method. P. spinolusum was the most frequently isolated species of Penicillium in Burgundy for 2008 vintage. Paralelly, the quantification of Botrytis cinerea, used as model, was developped by qPCR. The assay contained an internal amplification control to compensate for variations in DNA extraction and the various compounds from grapes, had high efficiency and the limit of detection was estimated to be 6.3 pg DNA (corresponding to 540 spores). This method was applied to assess the effects of various treatment strategies against Botrytis in the vineyard and demonstrates the importance of the prophylactic method.

La construction est l'un des secteurs de l'industrie les plus polluants. C'est la raison pour laquelle développer l'usage de matériaux de construction durables est un intérêt majeur. La terre crue est de plus en plus étudiée en tant que matériau de construction pour son faible impact environnemental, son abondance ou ses capacités à réguler l'humidité intérieure, améliorant ainsi le confort de l'occupant. Pour optimiser certaines de ses performances, des fibres ou granulats végétaux sont incorporés à la terre depuis des millénaires. Toutefois, les études scientifiques n'ont débuté qu'il y a une trentaine d'années, laissant une marge importante de compréhension du matériau. Actuellement, l'ajout de matière végétale peut s'effectuer par le biais de la valorisation d'agroressources, qui permet par ailleurs de piéger du dioxyde de carbone au sein des briques. Cette thèse, qui s'inscrit dans le cadre du projet Bioterra financé par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR), a pour objectif de contribuer au développement d'un matériau à base de terre crue et de granulats végétaux, pour une utilisation sous forme de briques. Après une caractérisation approfondie de différentes ressources végétales (paille d'orge, chènevotte et rafle de maïs), une approche comparative des propriétés d'usage et de la durabilité des matériaux composites est réalisée. Une étude sur la disponibilité des bio-ressources en France a montré que les coproduits de l'agriculture utilisés dans ce travail de recherche sont disponibles en quantités importantes, bien que leur utilisation pour l'alimentation humaine ou animale soit prioritaire. Les résultats des essais expérimentaux ont montré que les résistances mécaniques sont diminuées avec l'ajout de végétaux, mais que la ductilité est améliorée. La paille, grâce à sa forme allongée, donne toutefois de meilleurs résultats que les autres agroressources. En ce qui concerne les propriétés hygrothermiques, la conductivité thermique est améliorée et la capacité de sorption de vapeur est légèrement augmentée. Toutefois, la terre seule étant très perméable à l'eau, l'ajout de particules végétales n'a pas d'effet bénéfique sur la perméabilité apparente des composites à la vapeur d'eau. Finalement, les granulats végétaux améliorent certains critères de durabilité comme la résistance à l'impact ou l'érosion à l'eau, mais limitent la résistance à l'abrasion. Vis-à-vis de la résistance au feu, les bio-composites, bien que contenant une quantité importante de matière ligno-cellulosique, sont toujours incombustibles. Ils sont toutefois transformés avec la cuisson de la terre et la consumation des végétaux. Enfin, l'étude de la prolifération de micro-organismes a abouti à la mise en place d'une méthodologie expérimentale. L'incorporation de paille semble faciliter l'apparition de moisissures par rapport à la terre seule. Néanmoins, la prolifération apparaît uniquement dans des conditions optimales de 30°C et 93% d'humidité relative après inoculation de souche d'Aspergillus brasiliensis. L'addition de différentes ressources végétales dans une matrice de terre améliorera donc certaines propriétés d'usage mais en dégradera d'autres. La formulation du matériau composite (nature et dosage en granulats végétaux notamment) sera donc conditionnée par sa destination dans le bâtiment. Un compromis devra être trouvé entre les différentes propriétés. / Construction is one of the most polluting sectors of industry, and this is why developing sustainable building materials is of world-wide interest. Earth is being increasingly studied as a building material because of its low environmental impact and its abilities to regulate indoor moisture and to improve the building occupants' comfort. Plant aggregates and fibers have been incorporated into the earth matrix for thousands of years to enhance its performance, but scientific studies began quite recently. Nowadays, the addition of renewable resources can be achieved with agricultural by-products, thus allowing carbon dioxide to be captured. As part of the Bioterra project funded by the French National Research Agency (ANR), this thesis has the objective of contributing to the development of earth-based materials containing plant aggregates that can be used in bricks. After an extensive characterization of the different plant resources, namely barley straw, hemp shiv and corn cob, a comparative study of the use and durability properties of the composite materials is made. A survey of the production and use of bio-resources in France showed good availability of the resources studied in the present research, although they are primarily used as human food and animal litter. In the experimental tests, a decrease of the mechanical strength was observed with the addition of plant aggregates. However, the ductility of the bio-composites increased. Thanks to its elongated shape, straw is the plant aggregate that gives the best results. Concerning hygrothermal properties, thermal conductivity is reduced and the vapor sorption capacity is slightly increased. Nevertheless, earth alone is very permeable. The addition of plant aggregates thus brings no benefit concerning the apparent water vapor permeability. Finally, plant aggregates improve some durability criteria, such as impact or erosion resistance, but limit abrasion resistance. With regard to fire, bio-composites are still not combustible, even if they contain a significant quantity of lignocellulosic matter. They are, however, transformed with firing, when the earth is fired and the plant material smolder. Lastly, the study on microbial growth contributed to the development of an experimental methodology. The incorporation of straw seems to facilitate mold growth in comparison with earth alone. However, proliferation appears only in the worst conditions: for material subjected to a temperature of 30°C and a relative humidity of 93%, after inoculation with Aspergillus brasiliensis strain. To summarize, the addition of different plant aggregates in an earth matrix improves some properties but deteriorates others. The formulation of a composite material (particularly the nature and the content of the plant aggregate) will thus depend on its intended use in the building. Therefore, a compromise has to be found among the different properties.

Le giclage de la bière est un phénomène de surmoussage qui a lieu lors de l’ouverture de la bouteille. Ce phénomène va être dépendant des conditions de développement du grain d’orge, la matière première de la bière, et notamment des conditions climatiques. Ces dernières années, le phénomène est observé de manière plus fréquente, et les techniques actuelles, comme la méthode Carlsberg, ne prédisent qu’un risque potentiel de giclage de la matière première avec une importante incertitude. Un test de criblage rapide de la matière première permettant l’identification de facteurs responsables du giclage est donc primordiale pour détecter précocement le risque de ce phénomène. Néanmoins, un manque d’informations et de recul sur les composés impliqués dans le giclage limite le développement de méthodes de prédiction rapide du risque. L’objectif principal de cette étude est d’identifier un ou des composés pouvant être à l’origine du phénomène de giclage de la bière. L’étude a été réalisée sur différents malts industriels présentant un risque giclage ou non et des orges artificiellement contaminées par des moisissures. Les extraits de malt obtenus sont des mélanges éminemment complexes. Ils ont été fractionnés par des procédés appropriés selon les propriétés de leurs constituants : par la taille, les propriétés moussantes et l’hydrophobie. Une réduction de la complexité de l’extrait a été nécessaire et obtenue par des techniques de séparation membranaire. Néanmoins, les macromolécules tels les glucides, les protéines et les polyphénols n’ont pas pu être isolés par ce procédé. La séparation par chromatographie de phase inverse a permis d’obtenir de bonnes informations sur la diversité des protéines présentes dans l’extrait mais l’analyse du potentiel giclage en aval reste limitée. Pour simuler des conditions réelles « comme au champ », une contamination artificielle de l’orge suivie d’une extraction en surface ont été réalisées. Le potentiel giclage des molécules issues de cette extraction a ensuite été analysé. Une purification de phase inverse a permis d’isoler une fraction concentrant les propriétés giclantes. Cette fraction contient des protéines très hydrophobes qui semblent être impliquées dans le giclage. L’identification des protéines après séparation en gel bidimensionnel a montré que ces protéines proviennent de la moisissure. Une protéine avec des propriétés proches des hydrophobines (hydrophobie et taille comparables) appelée Epl 1 a été identifiée et pourrait être un bon candidat responsable du giclage de la bière. En conclusion, la méthodologie développée dans la thèse a permis d’acquérir une meilleure connaissance des composés produits par les moisissures en surface d’orge et est applicable à d’autres orges contaminées ainsi qu’à du malt industriel / Beer gushing is an explosive over-generation of foam following the opening of a bottle. It is highly dependent on barley growing and harvesting climatic conditions and has been observed more frequently over the past years. Current technics, such as the modified Carlsberg test, only provide informations on a predictive gushing potential of malt with a large uncertainty. A rapid screening test on raw material leading to the identification of actual factor(s) responsible for the gushing is consequently highly required by the brewing industry. But a lack of informations about the compounds involved in gushing limits the development of such a technic. The initial goal of this study was to identify the compounds involved in beer gushing. This approach has been applied to industrial malts presenting gushing potential or not and artificially contaminated barleys in order to set a procedure to isolate compounds which may trigger gushing. In a first time, malt extracts, which are complex mixtures, have been produced and fractionated according to the properties of compounds such as their size, their foaming capacity or hydrophobicity. A good reduction of complexity of sample has been obtained after membrane filtration. Nevertheless, compounds like carbohydrates, proteins and polyphenols could not have been separated. Besides, separation by hydrophobicity has provided good information about the diversity of proteins but the analysis of their gushing potential remains difficult. Afterwards, in order to investigate the production of compounds by fungus at the surface of barley simulating real field crop production conditions, an artificial contamination was achieved and surface extraction with ultrapure water has been performed. Extracted molecules have been screened for their gushing activity. Thus, a purification of molecules by reverse phase chromatography allowed to isolate a gushing fraction from the surface extract. This fraction, which concentrates the gushing properties, is composed by proteins with high hydrophobicity which may be involved in gushing. This fraction was analyzed more in depth with a 2DE, and led to the identification of proteins all produced by fungus family. Among them, a protein called Epl1 appears to be of interest and could be a good candidate thanks its properties closed to hydrophobins (size and hydrophobicity). In conclusion, this methodology is developed to acquire a better knowledge about compounds produced by fungi at the surface of barley as well as to some industrial malt