Le but de ce travail de thèse est de démontrer l’intérêt d’un macrophyte aquatique submergé, Myriophyllum alterniflorum pour la détection de contaminants dans l’environnement. Des études in situ ont été réalisées pendant 28 jours sur cinq milieux aquatiques, affectés par différents types de pression anthropique, durant trois campagnes de terrain (printemps 2015, automne 2015 et printemps 2016), pour déterminer si l’accumulation des contaminants dans la plante et si des biomarqueurs du myriophylle peuvent être utilisés pour détecter la présence de contaminants dans les eaux. L’accumulation des contaminants au cours du temps était corrélée avec les teneurs des contaminants dans l’eau ; l’influence de la durée d’exposition a été étudiée. Au cours des trois campagnes, la réponse des biomarqueurs, teneur en MDA et activité de nitrate réductase était corrélée avec les teneurs en contaminants dans l’eau et dans la plante ; cependant l’influence de la durée d’exposition sur l’évolution de la réponse des biomarqueurs est moindre par rapport à celle de l’accumulation des contaminants. Ainsi, l’étude des biomarqueurs pourrait permettre une évaluation plus fiable de la qualité des masses d’eau que le suivi de l’accumulation dans la plante. Au cours de la campagne printemps 2015, un panel de biomarqueurs plus large a été étudié afin de définir les biomarqueurs les plus pertinents pour détecter spécifiquement les pressions liées aux activités urbaines ou industrielles. Une méthodologie d’évaluation de la qualité des eaux est proposée, en considérant un protocole d’analyse des biomarqueurs : un premier dosage de Chlb et MDA est simple et moins coûteux. Quand aucune preuve d'impact anthropique n'est montrée, aucune analyse complémentaire n'est requise. En revanche, lorsqu’une altération est mise en évidence, l’analyse d'autres biomarqueurs plus spécifiques tels que les activités G6PDH et γ-GCS sera nécessaire. La réponse de l'activité γ-GCS est spécifique du stress métallique, ainsi, la réponse de ce biomarqueur devrait amener à réaliser l’analyse des métaux/métalloïdes dans M. alterniflorum. / The aim of this thesis is to demonstrate the interest of a submerged aquatic macrophyte, Myriophyllum alterniflorum for the detection of contaminants in the environment. In situ studies were conducted over 28 days in five aquatic environments, affected by different levels of anthropogenic pressure, during three field seasons (spring 2015, autumn 2015 and spring 2016), to determine whether the accumulation of contaminants in the plant and whether biomarkers can be used to detect the presence of contaminants in water. The accumulation of contaminants over time was correlated with the levels of contaminants in the water; the influence of the duration of exposure has been studied. In all three campaigns, biomarker response, MDA content, and nitrate reductase activity were correlated with contaminant levels in water and in the plant; however, the influence of the duration of exposure on the evolution of the biomarker response is lower compared to the accumulation of contaminants. Thus, the study of biomarkers could allow a more reliable assessment of the quality of water bodies than the monitoring of contaminant accumulation in the plant. During the spring 2015 campaign, a much broader biomarker panel was investigated to define the most relevant biomarkers for assessing water quality. A methodology for evaluating water quality is proposed, considering a biomarker analysis protocol: a first assay of Chlb and MDA is simple and less expensive. When no evidence of human impact is shown, no further analysis is required. On the other hand, when an alteration is highlighted, the analysis of other more specific biomarkers such as G6PDH and γ-GCS activities will be necessary. The response of γ-GCS activity is specific for metal stress, so the response of this biomarker should lead to the analysis of metals / metalloids in M. alterniflorum.

L’utilisation des plantes aquatiques comme indicateurs de la qualité des eaux de rivière a débuté dès le XXème siècle. Parmi les macrophytes utilisés, le myriophylle à fleurs alternes, Myriophyllum alterniflorum a démontré dans plusieurs études sa capacité bioaccumulatrice des métaux et son intérêt en tant que bioindicatrice de qualité de l’eau. L’objectif de cette étude est d’identifier chez cette espèce des biomarqueurs sensibles pour la détection précoce de pollution d’une rivière par un métal, le cuivre et un métalloïde, l’arsenic. Pour atteindre cet objectif, un milieu synthétique dont la composition est représentative de la qualité des eaux de la rivière Vienne, a été préparé (milieu Vienne). Une fois les conditions opératoires maîtrisées, le développement du macrophyte est suivi dans trois milieux : un milieu témoin, un milieu contaminé en cuivre et un autre en arsenic avec des concentrations d’exposition au polluant de 100 µg/L pendant 21 jours. Durant cette période, des biomarqueurs physiologiques (activités respiratoires et photosynthétiques, potentiel osmotique), biochimiques (les concentrations en chlorophylle a, b et en caroténoïdes, les teneurs en malondialdéhyde, les phytochélatines) ont été analysés. Ces suivis ont été réalisés en système fermé dans des boites de culture de 400mL in vitro en tenant compte de la trophie du milieu (condition eutrophe et oligotrophe), puis en système recirculé dans des aquariums de 150 L, toujours dans le milieu Vienne, mais cette fois en se plaçant dans différentes conditions hydrodynamiques (zones turbulente, laminaire à une vitesse de 3 cm/s et calme). / Alternate watermilfoil, Myriophyllum alterniflorum is an aquatic macrophyte presented in the rivers of the Limousin region in France whose potential for bioindication of metal pollution has been demonstrated. The objective of this study is to identify in this species sensitive biomarkers for the early detection of pollution in a river by a metal copper, and a metalloid, arsenic. To achieve this goal, a synthetic medium whose composition is representative of the water quality of the river Vienne, was prepared (Vienne medium). The composition of the medium studied is verified by ICP-MS and ion chromatography (IC). The development of the macrophyte was followed in a control medium, a copper contaminated medium and another contaminated with arsenic at a concentration of 100 µg/L for 21 days. During this period, the respiratory and photosynthetic activities of Myriophyllum alterniflorum, the concentrations of chlorophyll a, b and carotenoids, levels of malondialdehyde, osmotic potential, and phytochelatins were recorded. This monitoring has been made in a closed system (400mL culture boxes) taking into account the trophy of the medium (eutrophic and oligotrophic conditions), and then in a recirculating system (aquariums of 150 L) taking into account the hydrodynamic conditions (turbulent, laminar and quiet areas).