Anticiper l’impact de fluctuations environnementales de nature climatique ou alimentaire est un enjeu crucial dans les systèmes de productions animales, et plus particulièrement sur la volaille. Cette influence de l’environnement sur les phénotypes passe en partie par des phénomènes épigénétiques, notamment la méthylation de l’ADN, et qui peuvent intervenir dans la régulation de l'expression des gènes. Ce sont des mécanismes qui n'affectent pas la séquence d'ADN mais qui peuvent être transmis par la mitose ou la méiose. Ces interactions entre épigénomes et expression des gènes sont de plus en plus étudiées dans les modèles animaux et chez les plantes. Cependant, les mécanismes de régulation de l'expression du génome par la méthylation de l’ADN sont assez peu connus chez les oiseaux. Ce travail de thèse repose sur deux dispositifs expérimentaux réalisés chez la poule, le but étant de caractériser le méthylome par séquençage haut-débit. Les profils de méthylation le long du génome, et le lien avec l’expression, sont établis d’abord par un séquençage tout-génome (WGBS) au sein d’embryons entiers, puis par un séquençage d'une sous-représentation du génome (RRBS) au sein d’hypothalamus d’individus adultes. À ce jour, aucune étude d'analyses de méthylome par RRBS chez la poule n'a été publiée. Ces deux analyses sont réalisées grâce au développement d'un pipeline bioinformatique, optimisé, disponible à la communauté scientifique. Globalement, le profil de méthylation chez la poule est similaire à ce qui est connu chez les mammifères : les îlots CpG - régions riches en dinucléotides CG, souvent peu méthylées, qui ponctuent le génome principalement dans les régions promotrices des gènes - sont globalement peu méthylés dans les promoteurs sur les données WGBS et RRBS. Les analyses du méthylome des embryons ont confirmé l'absence d'un phénomène de compensation de dose sur les chromosomes sexuels, ou la présence sur le chromosome Z d'une région hyperméthylée. Les analyses des données RRBS révèlent une hyperméthylation globale des CG sur le génome, suggérant une réponse de la méthylation à un stress environnemental. Sur les données WGBS, le niveau de méthylation dans le promoteur est négativement corrélé à l'expression du gène associé. Une méthylation allèle spécifique est également détectée entre les lignées, phénomène mis en évidence pour la première fois chez la poule et dont la fréquence est comparable à ce qui a été observé chez l'Homme. Sur les données RRBS, des résultats préliminaires de la réponse du méthylome aux stress environnementaux montrent le caractère complexe de cette relation. L’utilisation d’aliments moins énergétiques entraînerait une plus grande mobilisation des réserves lipidiques, tandis que les individus soumis à un stress à la chaleur ont un poids corporel plus léger. Une intégration de ces données à des mesures phénotypiques permettrait de faire le lien entre méthylation et environnement. Au-delà de l'aspect fondamental de cette thèse, l'application plus concrète de ces connaissances peut s'appliquer aux systèmes d'élevage pour obtenir des animaux mieux adaptés à l’environnement, en améliorant les caractères de production

Les interactions entre génotype et environnement ont longtemps été négligées en sélection avicole, car la standardisation précoce des conditions d'élevage y limitait leur amplitude. Aujourd'hui, on assiste à une forte concentration des entreprises de sélection avicole, qui entraîne une réduction du nombre de souches disponibles et une standardisation de plus en plus poussée des conditions d'élevage en sélection. Simultanément, le développement de l'aviculture s'accompagne d'une diversification des milieux dans lesquels sont élevés les animaux, en terme de conditions d'élevage ou de climat. Ce travail avait donc pour but de répondre à plusieurs questions que se pose un sélectionneur face à la présence d'interactions: quelle souche doit-on choisir pour un milieu donné, dans quel milieu et sur quel critère doit-on retenir les candidats à la sélection ? Pour répondre à la 1ère question, nous avons comparé les performances de croissance, de qualité de carcasse, de viande et organoleptiques de poulets standard et label élevés en conditions de température tempérées ou chaudes. Les poulets labels présentaient les trois génotypes possibles pour le gène "Cou Nu". Notre étude a montré que les poulets labels résistaient mieux à la chaleur que les poulets à croissance rapide. En revanche, le gène "Cou Nu" n'apporte pas d'avantage supplémentaire pour la résistance à la chaleur de ce génotype à croissance lente. Enfin, nous avons mis en évidence plusieurs interactions triples entre génotype, température et sexe, qui montrent qu'il ne faut pas extrapoler à un sexe les résultats obtenus pour l'autre. Dans une 2ème partie, nous nous sommes placés dans le cas où le génotype était déterminé d'avance, en travaillant sur des races de poules pondeuses traditionnelles, la Gauloise Noire et la Gauloise Dorée. Ces races sont destinées à un élevage traditionnel, en conditions extérieures, où elles sont soumises à une variation naturelle de la photopériode. Dans cette partie, la question était donc de déterminer le meilleur milieu de sélection (en claustration avec un programme lumineux fixe ou en simulant une variation de photopériode naturelle). Si très peu d'interactions significatives ont pu être mises en évidence dans cette partie, le rang des pères de souche Gauloise Dorée est très variable entre milieux. Cela implique qu'ignorer les interactions conduirait à ne pas retenir les meilleurs candidats à la sélection pour beaucoup de caractères. Pour certains caractères présentant une interaction croisée, on retiendrait même les plus mauvais candidats en sélectionnant en claustration plutôt qu'en photopériode simulant le printemps. Enfin, dans une 3ème partie, nous avons étudié l'interaction entre système d'élevage chez le poulet label. Ces animaux sont sélectionnés en claustration au sol et élevés avec accès à un parcours extérieur. Les corrélations génétiques estimées entre milieux montrent la présence d'interaction entre génotype et environnement sur les caractères de croissance et de composition corporelle, mais d'amplitude suffisamment limitée pour maintenir la sélection en claustration. D'autre part, nous avons évalué les possibilités de sélection, dans ce génotype, de l'indice de consommation. La sélection directe est possible au vu de l'héritabilité de ce caractère, mais elle implique de maintenir les animaux en cage. Si l'on ignore la présence d'interactions entre génotype et environnement, le meilleur critère indirect de sélection de l'indice de consommation en cage est l'engraissement. En revanche, si l'on prend ces interactions en compte, les meilleurs critères de sélection sont les paramètres de la courbe de croissance mesurés au sol, en claustration ou avec accès à un parcours extérieur

Les poules pondeuses sont susceptibles d’être exposées à des polluants organiques persistants (POP) potentiellement présents dans leur environnement. Dans un contexte de sécurisation des systèmes d’élevage avicole vis-à-vis des POP, nous avons étudié les facteurs influençant le transfert des POP ingérés vers l’œuf. Ces facteurs sont liés à la nature de la matrice ingérée (sol ou aliment), aux caractéristiques de l’animal (taux de ponte, état d’engraissement) et aux caractéristiques de la molécule (lipophilicité, susceptibilité à la métabolisation). Pour cette étude, différentes approches scientifiques ont été mobilisées : l’expérimentation in vivo et la modélisation mathématique. Les expérimentations in vivo ont permis d’étudier la biodisponibilité relative des PCB d’un sol naturellement contaminé, et de renseigner les paramètres de la cinétique de transfert vers l’œuf de molécules non encore étudiées chez la poule pondeuse telles que des molécules émergentes (exemple d’un retardateur de flammes bromé, HBCD) ou les HAP. Nos résultats montrent en particulier l’importance de l’impact du degré de métabolisation de la molécule sur l’allure de la cinétique et le niveau du transfert. L’élaboration d’un modèle mathématique dynamique a permis d’explorer l’influence des caractéristiques de l’animal sur le transfert de POP vers l’œuf. Le niveau de ponte influence directement, et de façon proportionnelle, le niveau de contamination des tissus de la poule à l’état d’équilibre. Le niveau d’engraissement a un rôle de dilution en cas de période de non ponte et influence de façon marquée la vitesse de décontamination des tissus lors d’une période d’épuration suivant une exposition / Laying hens are likely to be exposed to a wide range of persistent organic pollutants (POPs) potentially present in their environment. In the context of securing poultry farming systems regarding POPs, our research has focused on identifying and grading factors likely to influence the transfer of ingested POPs to eggs. These factors are related to the nature of the ingested matrix (soil or feed), to the characteristics of the animal (laying rate, fatness) and to the properties of the molecule (lipophilicity, sensitivity to metabolism). Different scientific approaches have been implemented: in vivo experimentation and mathematical modeling. In the frame of in vivo experiments we have assessed the relative bioavailability of PCBs from one naturally contaminated soil. In addition, we have calculated parameters of the kinetics of transfer to eggs of molecules that had never been studied in laying hens, such as emerging molecules (for example a brominated flame retardant, HBCD), or PAHs. Our results point out the dominant impact of the molecule metabolism on the shape of its kinetics and on its rate of transfer to eggs.The developed dynamic mathematical model makes it possible to pilot variations with time of the size of the lipid compartments in the animal and of the frequency of laying. It was used to assess the influence of these animal characteristics on the transfer of POPs to eggs. Laying rate proportionally influences the contamination level of eggs and of animal tissues at steady state. Body fat dilutes absorbed POPs in absence of laying and significantly influences the rate of decontamination of tissues during depuration subsequent to an exposure period

L’objectif principal de cette thèse était d’identifier et de quantifier les protéines de la matrice organique qui contrôlent le type polymorphique et la morphologie des cristaux présents dans la coquille d’oeuf de poule à différents stades du processus de minéralisation afin de mettre en évidence les composants impliqués dans la calcification à chacun de ces stades. Au total, 64 et 175 protéines différentiellement abondantes durant le processus de minéralisation ont été identifiées dans le milieu de formation (fluide utérin) et la matrice organique. Parmi celles-ci, les fonctions de 24 protéines du fluide utérin et de 77 issues de la coquille sont potentiellement reliées au processus de minéralisation. Nous décrivons plus particulièrement 20 protéines du fait de leur abondance et de leurs fonctions directe ou indirecte sur le processus de calcification. Des études complémentaires sur ces candidats permettront de confirmer leur implication dans la minéralisation de la coquille d’oeuf. / The aim of this PhD was to identify and quantify eggshell organic matrix proteins which control polymorphic type and morphology of crystals at different time points of the eggshell mineralization process in order to highlight particular components involved in calcification at each calcification stage. A total of 64 and 175 proteins differentially abundant during mineralization process were identified in the forming milieu (uterine fluid) and in the eggshell organic matrix respectively. Out of them, 24 uterine fluid and 77 eggshell proteins are functionally related to the mineralization process. We paid particular attention to 20 overabundant proteins with direct or indirect functional evidences related to calcification. Further studies will be necessary to confirm their involvement in the chicken eggshell mineralization.

Au cours des dernières années, Salmonella Enteritidis est devenus les sérotypes les plus souvent isolés chez les patients canadiens, les cas étant liés à la consommation de viande de poulet et d’œufs crus. Les vaccins tués commercialement disponibles pour la volaille, stimulent mal l'immunité mucosale, tandis que l'utilisation de vaccins vivants reste controversée. Par conséquent, un vaccin sous-unitaire par voie orale peut être une solution. Cinq protéines bactériennes ont été choisies comme candidates potentielles et identifiées, soit Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, Enolase, Lipoamide dehydrogenase, DNA protection during starvation protein et Elongation factor-Tu. Notre objectif a été de produire et de purifier ces protéines et de démontrer leur immunogénicité. Les gènes des protéines ont été amplifiés et clonés dans le vecteur pQE-30 pour expression dans Escherichia coli M15. La purification a été effectuée par FPLC. Des poules pondeuses SPF ont été séparées en 6 groupes et injectées par voie intramusculaire à different âges avec une des 5 protéines, ou le PBS chez le groupe témoin. Les œufs ont été ramassés pendant l'expérience et du sang a été prélevé à 36 semaines d'âge. Les anticorps IgY ont été extraits à partir du jaune d'oeuf et du sérum, et les IgA à partir du blanc d'oeuf. Des immunodots, westernblots et ELISA ont évalué l'immunogénicité des protéines et les niveaux d'anticorps induits . Nous avons constaté que ces cinq protéines pourraient stimuler la production d'anticorps spécifiques in vivo. GAPDH, Enolase et DPS ont induit des titres d'anticorps plus élevés que LpdA et EF-Tu. / Over the past years, Salmonella Enteritidis (SE) has become the most prevalent serovars isolated in Canadian patients. Most cases in humans are associated with consumption of chicken meat, raw egg and related products. For controlling Salmonella transmission and infection in poultry, available commercially killed vaccines poorly stimulate mucosal immunity, while the use of live vaccines remains controversial. Therefore an oral subunit vaccine may be a solution. Five bacterial proteins were chosen as potential candidates and identified as Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, Enolase, Lipoamide dehydrogenase, DNA protection during starvation protein and Elongation factor-Tu. Our objectives were to produce and purify these proteins and study their immunogenicity. The proteins genes were amplified and cloned into pQE-30 vector, then transformed into Escherichia coli M15 for expression. Purification was performed using FPLC. SPF laying hens were separated into 6 groups and injected intramuscularly 3 times at 16, 20 and 28 weeks of age. Five groups were injected with a single protein respectively while the sixth group was injected with PBS as control. Eggs were collected during the duration of the experiment and blood was collected when hens were sacrificed at 36 weeks of age. IgY was extracted from egg yolk and serum and IgA from egg white. Immunodot, westernblot and ELISA were used to evaluate the immunogenicity of proteins and antibody levels they induced. We found that these five proteins could stimulate production of specific antibody in vivo. GAPDH, Enolase and DPS induced higher antibody titer than LpdA and Ef-Tu.

Le chlordécone est un pesticide organochloré, qui a été utilisé dans les Antilles françaises pour lutter contre le charançon du bananier Cosmopolites sordidus. Ce pesticide a été interdit en 1993 en raison de sa toxicité et de sa persistance dans l'environnement. Cependant des études ont montré que la population antillaise continue d'être exposée (lait maternel et sang contaminés, transfert de chlordécone mère-jeune, retard du développement cognitif, risque de cancer de la prostate) en particulier via l'alimentation. Depuis 2008, la réglementation européenne n°396/2005 est appliquée sur le territoire antillais (limite maximale fixée à 10 et 20 µg chlordécone /kg poids frais repsectivement dans le foie et l'oeuf et de 100 µg/kg de matière grasse dans le gras). Il s'avère que la contamination des denrées au chlordécone est due au fait que les sols d'anciennes bananeraies autrefois traités au chlordécone (principalement des andosols, des nitisols et des ferrisols) demeurent contaminés. L'andosol contient de l'argile allophane, structure qui confère une microporosité élevée par l'enchevêtrement de motifs particulaires répétés à plusieurs échelles. Le chlordécone de l'andosol a été potentiellement piégé par ce réseau de micropores et est supposé être fortement retenu. Au contraire, le nitisol contient de l'argile halloysite, dont la structure correspond à une superposition de couches et ménage une faible porosité. Notre hypothèse est que le chlordécone est moins retenu par le nitisol que par l'andosol. Les animaux monogastriques élevés en plein air (porcin, volaille) sont susceptibles d'ingérer du sol de manière involontaire. Chez la poule pondeuse, les niveaux d'ingestion de sol peuvent atteindre 25 % de la ration alimentaire journalière dans le cas d'une réduction du couvert végétal et/ou d'un rationnement alimentaire. L'ingestion de sol pour le porcin a été peu étudiée. Nous avons cherché à déterminer les aptitudes d'un andosol et d'un nitisol à retenir le chlordécone durant le processus digestif. Pour cela nous avons évalué la biodisponibilité relative du chlordécone d'un andosol et d'un nitisol chez l'animal monogastrique. La détermination de la biodisponibilité relative repose sur la comparaison des pentes entre la réponse (concentration de chlordécone dans les matrices animales) obtenue lors des doses croissantes de chlordécone ingérées via la matrice testée (l'andosol ou le nitisol) à la réponse obtenue lors des mêmes doses de chlordécone ingérées via une matrice de référence (huile). Les résultats obtenus chez la poule pondeuse et le porcelet ont indiqué que l'andosol et le nitisol n'affectent pas la biodisponibilité du chlordécone. Ainsi, la biodisponibilité relative du chlordécone des sols étudiés a été identique et considérée égale à 100% aussi bien chez la poule que chez le porcelet. Le chlordécone du sol a donc été extrait durant le processus digestif et absorbé par l'animal monogastrique à l'identique du chlordécone dissous dans de l'huile. Le chlordécone du sol est donc assimilable par l'animal d'élevage. Ainsi, les sols contaminés en chlordécone présentent un réel risque pour la filière animale. Les teneurs en chlordécone des produits (foie, gras, oeuf) ont dépassé les limites maximales acceptables dès lors que les animaux monogastriques ont ingéré 6,8 µg chlordécone /jour/kg de poids vif. Sachant que 10% des sols cultivables contiennent au moins 1 mg chlordécone /kg, dès lors qu'un animal monogastrique (poule pondeuse ou porcelet) ingère 17 % de sol dans sa ration alimentaire quotidienne, les teneurs en chlordécone des produits dépasseront les limites maximales et seront « impropres » à la consommation. Il convient ainsi d'identifier les pratiques d'élevage à risques pour préconiser des mesures limitant la contamination des produits animaux au chlordécone / Chlordecone (CLD) is an organochlorine pesticide used in the French West Indies against black weevil Cosmopolites sordidus. This pesticide was banned in 1993, because of the toxicity and persistence of this compound in the environment. However, several studies indicated that the population is already exposed to chlordecone (contaminated blood and maternal milk, chlordecone transfer to the mother from the child, memory delay in child and risk to the prostate cancer) particularly by food ingestion. Since 2008, European Regulation °396/2005 is applied in French West Indies (maximal limit fixed at 10 and 20 µg chlordecone/kg of fresh weight in liver and egg and at 100 µg chlordecone /kg of fat in fat). Soils of banana crops previously treated by chlordecone (mainly andosols, nitisols, ferrisols) are still contaminated and are the major source of contamination of food products. Andosol contains allophane clay structure which allows a high microporosity with the formation of particle aggregates in a pattern repeated at different scales. chlordecone would be strongly trapped by this micropores structure and supposed to be strongly retained. Nitisol contains halloysite clayed structure composed to the clay layers superposition with a low porosity. Our hypothesis is that chlordécone is less retained by nitisol than by andosol. Monogastric animals reared outside (pig, poultry) may involuntary ingest soil. It has been shown that hen can ingest soil amounts corresponding to 25 % of the daily ration in the case of vegetation reduction and of nutritional imbalance. Soil ingestion by pig was less studied. In the frame of this research work, we determined andosol and nitisol capacities to retain chlordecone during the digestive process. The relative bioavailability of soil-bound chlordecone in monogastric farm animals (laying hen and juvenile swine) was established. The relative bioavailability determination consists to the slope comparison between the response (concentrations of chlordecone in animal matrices) obtained with increasing chlordecone doses via andosol or nitisol and the response obtained with the same chlordecone ingestion doses via a reference matrix (oil). Results showed that andosol and nitisol did not reduce the chlordecone bioavailability. Thus, relative bioavailability of soil-bound chlordecone was considered to be equal to 100% in laying hen and in juvenile swine. chlordecone was extracted during the digestive process and was absorbed by the monogastric animals. Thus, soil-bound chlordecone is directly assimilated by monogastric farm animals. Concentrations of chlordecone in animal products (liver, fat, egg) exceeded maximal limits for a chlordecone ingestion at least equal to 6.8 µg chlordecone/day/kg of body weight. Since 10% of agricultural soils are contaminated with at least 1 mg/kg, the ingestion of 17% of soil in the daily food ration will result in animal products not acceptable for human consumption. Therefore, it is important to characterize the risk livestock farming practices in order to limit the contamination of food products

Au cours des dernières années, Salmonella Enteritidis est devenus les sérotypes les plus souvent isolés chez les patients canadiens, les cas étant liés à la consommation de viande de poulet et d’œufs crus. Les vaccins tués commercialement disponibles pour la volaille, stimulent mal l'immunité mucosale, tandis que l'utilisation de vaccins vivants reste controversée. Par conséquent, un vaccin sous-unitaire par voie orale peut être une solution. Cinq protéines bactériennes ont été choisies comme candidates potentielles et identifiées, soit Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, Enolase, Lipoamide dehydrogenase, DNA protection during starvation protein et Elongation factor-Tu. Notre objectif a été de produire et de purifier ces protéines et de démontrer leur immunogénicité. Les gènes des protéines ont été amplifiés et clonés dans le vecteur pQE-30 pour expression dans Escherichia coli M15. La purification a été effectuée par FPLC. Des poules pondeuses SPF ont été séparées en 6 groupes et injectées par voie intramusculaire à different âges avec une des 5 protéines, ou le PBS chez le groupe témoin. Les œufs ont été ramassés pendant l'expérience et du sang a été prélevé à 36 semaines d'âge. Les anticorps IgY ont été extraits à partir du jaune d'oeuf et du sérum, et les IgA à partir du blanc d'oeuf. Des immunodots, westernblots et ELISA ont évalué l'immunogénicité des protéines et les niveaux d'anticorps induits . Nous avons constaté que ces cinq protéines pourraient stimuler la production d'anticorps spécifiques in vivo. GAPDH, Enolase et DPS ont induit des titres d'anticorps plus élevés que LpdA et EF-Tu. / Over the past years, Salmonella Enteritidis (SE) has become the most prevalent serovars isolated in Canadian patients. Most cases in humans are associated with consumption of chicken meat, raw egg and related products. For controlling Salmonella transmission and infection in poultry, available commercially killed vaccines poorly stimulate mucosal immunity, while the use of live vaccines remains controversial. Therefore an oral subunit vaccine may be a solution. Five bacterial proteins were chosen as potential candidates and identified as Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, Enolase, Lipoamide dehydrogenase, DNA protection during starvation protein and Elongation factor-Tu. Our objectives were to produce and purify these proteins and study their immunogenicity. The proteins genes were amplified and cloned into pQE-30 vector, then transformed into Escherichia coli M15 for expression. Purification was performed using FPLC. SPF laying hens were separated into 6 groups and injected intramuscularly 3 times at 16, 20 and 28 weeks of age. Five groups were injected with a single protein respectively while the sixth group was injected with PBS as control. Eggs were collected during the duration of the experiment and blood was collected when hens were sacrificed at 36 weeks of age. IgY was extracted from egg yolk and serum and IgA from egg white. Immunodot, westernblot and ELISA were used to evaluate the immunogenicity of proteins and antibody levels they induced. We found that these five proteins could stimulate production of specific antibody in vivo. GAPDH, Enolase and DPS induced higher antibody titer than LpdA and Ef-Tu.

Les sites industriels abandonnés présentent souvent des sols ayant des propriétés physico-chimiques atypiques et des concentrations élevées en métaux traces, rendant leur dépollution coûteuse de surcroît quand les superficies sont grandes. Les phytotechnologies, comme la phytoremédiation, émergent alors comme des options économiques et socialement acceptables. Cette étude, conduite en conditions semi-contrôlées, a examiné la capacité de saules (Salix miyabeana 'SX67') et de peupliers (Populus DNxM '915508') à phytoremédier des sols contaminés, notamment par le cuivre, et a comparé leurs performances suivant l’application de frass, un résidu de l’élevage d’insectes, et de fumier de poule, tous deux produits dans une démarche d’économie circulaire. Dans l'ensemble, aucune tendance claire n'a pu être identifiée entre les traitements et les espèces concernant la production de biomasse, les paramètres physiologiques, ou l'assimilation des éléments traces. Cependant, les saules amendés avec du frass ont atteint une hauteur moyenne de 210 cm, significativement supérieure à celle des saules non fertilisés. Les concentrations de cuivre extrait par les plantes n'ont pas été affectées par les deux types d'amendements organiques. Comme pour le cuivre, qui a montré des concentrations de 407 mg kg-1 dans les racines et de 14 mg kg-1 dans les parties aériennes, la majorité des dix éléments étudiés a été principalement retrouvée dans les racines. Seuls le zinc et le cadmium ont montré un facteur de translocation supérieur à un. En ce qui concerne les différentes fractions de cuivre dans le sol, aucune différence significative n'a été observée entre les traitements pour les fractions labiles et phytodisponibles, bien qu'une tendance puisse être notée pour les peupliers amendés avec du fumier. Les macronutriments tels que l'azote et le phosphore ont montré une interaction complexe impliquant les espèces, les amendements, et la contamination en cuivre. Malgré des résultats ambigus et une complexité inattendue, cette étude semble indiquer que le frass et le fumier de poule sont des matériaux efficaces en comparaison des engrais inorganiques communément utilisés. Néanmoins, ils soulignent également la nécessité d'une recherche plus approfondie sur l'utilisation de ces amendements organiques issus de l'économie circulaire afin d'optimiser leur utilisation. Une telle exploration, en alignement avec les principes de durabilité et de recyclage, pourrait éventuellement orienter nos stratégies vers des solutions plus efficaces, viables et économiques, contribuant ainsi à l'avenir de la restauration écologique des terrains industriels abandonnés. / Brownfield sites, characterized by soils with atypical physicochemical properties and high trace element (TE) concentrations, are generally expensive to decontaminate especially when large areas are involved. Economical and socially approved phytotechnologies, such as phytoremediation, offer environmentally conscious solutions that require an approach distinct from those using chemical fertilizers in industrial or agricultural contexts. This study, conducted under semi-controlled conditions, examined the ability of willows (Salix miyabeana 'SX67') and poplars (Populus DNxM '915508') to phytoremediate contaminated soils, especially those contaminated with copper, and compared their performance following the application of frass, a residue from insect breeding, and chicken manure, both produced in a circular economy approach. The study examined biomass production, specific physiological properties, and the assimilation of copper and other trace elements into plant tissues. Results showed no discernible pattern between the treatments and the species. However, willows treated with frass achieved significantly greater heights, averaging 210 cm. Neither organic amendment influenced the level of copper phytoextracted with, in most cases, higher concentrations of trace elements in roots rather than in the aerial parts, exemplified by copper levels of 407 mg kg-1 in roots and only 14 mg kg-1 in leaves. Notably, only zinc and cadmium had translocation factors greater than one. Concerning soil copper fractions, there were no statistical differences in both labile and phytoavailable copper across treatments despite a visible trend for frass-amended poplars. Macronutrients such as nitrogen and phosphorus demonstrated complex interactions dependent on the species, amendments, and Cu contamination. Despite ambiguous results and unexpected complexity, this study seems to indicate that frass and chicken manure are effective materials compared to commonly used inorganic fertilizers. However, they also emphasize the need for more in-depth research on the use of these organic amendments from the circular economy to optimize their utilization. Such exploration, in alignment with principles of sustainability and recycling, could potentially guide our strategies towards more effective, viable, and economical solutions, thereby contributing to the future of ecological restoration of abandoned industrial sites.

Anticiper l’impact de fluctuations environnementales de nature climatique ou alimentaire est un enjeu crucial dans les systèmes de productions animales, et plus particulièrement sur la volaille. Cette influence de l’environnement sur les phénotypes passe en partie par des phénomènes épigénétiques, notamment la méthylation de l’ADN, et qui peuvent intervenir dans la régulation de l'expression des gènes. Ce sont des mécanismes qui n'affectent pas la séquence d'ADN mais qui peuvent être transmis par la mitose ou la méiose. Ces interactions entre épigénomes et expression des gènes sont de plus en plus étudiées dans les modèles animaux et chez les plantes. Cependant, les mécanismes de régulation de l'expression du génome par la méthylation de l’ADN sont assez peu connus chez les oiseaux. Ce travail de thèse repose sur deux dispositifs expérimentaux réalisés chez la poule, le but étant de caractériser le méthylome par séquençage haut-débit. Les profils de méthylation le long du génome, et le lien avec l’expression, sont établis d’abord par un séquençage tout-génome (WGBS) au sein d’embryons entiers, puis par un séquençage d'une sous-représentation du génome (RRBS) au sein d’hypothalamus d’individus adultes. À ce jour, aucune étude d'analyses de méthylome par RRBS chez la poule n'a été publiée. Ces deux analyses sont réalisées grâce au développement d'un pipeline bioinformatique, optimisé, disponible à la communauté scientifique. Globalement, le profil de méthylation chez la poule est similaire à ce qui est connu chez les mammifères : les îlots CpG - régions riches en dinucléotides CG, souvent peu méthylées, qui ponctuent le génome principalement dans les régions promotrices des gènes - sont globalement peu méthylés dans les promoteurs sur les données WGBS et RRBS. Les analyses du méthylome des embryons ont confirmé l'absence d'un phénomène de compensation de dose sur les chromosomes sexuels, ou la présence sur le chromosome Z d'une région hyperméthylée. Les analyses des données RRBS révèlent une hyperméthylation globale des CG sur le génome, suggérant une réponse de la méthylation à un stress environnemental. Sur les données WGBS, le niveau de méthylation dans le promoteur est négativement corrélé à l'expression du gène associé. Une méthylation allèle spécifique est également détectée entre les lignées, phénomène mis en évidence pour la première fois chez la poule et dont la fréquence est comparable à ce qui a été observé chez l'Homme. Sur les données RRBS, des résultats préliminaires de la réponse du méthylome aux stress environnementaux montrent le caractère complexe de cette relation. L’utilisation d’aliments moins énergétiques entraînerait une plus grande mobilisation des réserves lipidiques, tandis que les individus soumis à un stress à la chaleur ont un poids corporel plus léger. Une intégration de ces données à des mesures phénotypiques permettrait de faire le lien entre méthylation et environnement. Au-delà de l'aspect fondamental de cette thèse, l'application plus concrète de ces connaissances peut s'appliquer aux systèmes d'élevage pour obtenir des animaux mieux adaptés à l’environnement, en améliorant les caractères de production / Anticipating the impact of environmental changes (on climate and feed) is a crucial issue for livestock production systems, including poultry. The influence of the environment on phenotypes is partly mediated by epigenetic phenomena, including DNA methylation, which may be involved in the regulation of gene expression. These mechanisms do not affect the DNA sequence but can be inherited by mitosis or meiosis. The interactions between epigenomes and gene expression are increasingly being studied in animal models and in plants. However, the mechanisms of regulation of genome expression through DNA methylation are relatively unknown in birds. This thesis work is based on two experimental devices realized in chicken aiming to characterize the methylome by high-throughput sequencing. The methylation patterns across the genome, and their link with expression, were first established by whole-genome bisulfite sequencing (WGBS) in whole embryos, following a reduced representation bisulfite sequencing (RRBS) from hypothalamus of adults. To date, no specific chicken RRBS study has been published. These two analyses were carried out by developing an optimized bioinformatics pipeline, available for scientific community. Overall, the pattern of methylation in chicken is like those in mammals: CpG islands - dinucleotides CG-rich regions which are often poorly methylated, and which are found mainly in the promoter regions of the genome - are generally poorly methylated in promoters on WGBS and RRBS data. Embryo methylome analyses confirmed the absence of a dose-compensation phenomenon on sex chromosomes, or the presence of a hypermethylated region on the Z chromosome. The analyses of RRBS data revealed an overall hypermethylation of CGs across the genome, suggesting a methylation response to environmental stress. From the analysis of WGBS data, we found that the level of methylation in promoters was negatively correlated with the expression of the associated gene. For the first time, a specific allele methylation was also detected between chicken lines whose frequency is comparable to that observed in humans. On the RRBS data, preliminary results of the methylome response to environmental stresses showed the complex nature of this relationship. The use of a low-energy diet would led to greater mobilization of body fat, while individuals with heat stress had a lighter body weight. Integrating these data with phenotypic measurements would allow to link methylation and environment. Beyond the fundamental aspect of this thesis, the method developed in this work could be applied to livestock systems to breed animals better adapted to a changing environment, by improving production traits.

L’hexabromocyclododécane (HBCD) a été utilisé comme additif dans des polystyrènes (PS). En 2013, l’HBCD a été inclus à la Convention de Stockholm comme Polluant Organique Persistant. Les denrées alimentaires d’origine animale (DAOA) constituent la source principale d’exposition de la population générale à ce polluant. Le niveau moyen d’exposition du consommateur ne représente pas un risque majeur pour la sécurité sanitaire des aliments (EFSA, 2011). Malgré des concentrations moyennes généralement proches d’un ng g-1 lipides dans les DAOA, des concentrations maximales supérieures à 2000 ng g-1 lipides dans certains échantillons d’œuf ont été rapportées. Plusieurs sources potentielles d’exposition orale des volailles existent. Les poules pondeuses pourraient être exposées majoritairement à l’isomère α-HBCD. Au vu de l’absence d’informations dans la littérature sur le devenir de l’α-HBCD chez la poule pondeuse, une expérimentation in vivo a été réalisée et a permis d’estimer la plupart des paramètres cinétiques du devenir de l’α-HBCD ingéré chez la poule pondeuse. Un modèle pharmacocinétique basé sur la physiologie (PBPK) de transfert de l’α-HBCD chez la poule pondeuse a été développé, calibré par des données de la littérature, soumis à analyse de sensibilité et plusieurs paramètres ont été ajustés sur des résultats in vivo. Une validation du modèle a été testée. Ce modèle a permis de déterminer l’influence des caractéristiques physiologiques de la poule pondeuse sur le devenir de l’α-HBCD en cas d’exposition à la molécule. Parmi les caractéristiques d’intérêt, le poids vif (PV) est celle qui influence le plus la concentration d’α-HBCD dans les tissus et les œufs. Un PV bas et des performances de ponte réduites prédisposent à une concentration plus élevée dans ces matrices. La mue produit une augmentation de la charge corporelle de la molécule. Ce modèle peut être extrapolé à d’autres animaux et molécules lipophiles après modification de certains paramètres / Hexabromocyclododecane (HBCD) has been used as an additive in polystyrene (PS). In 2013, HBCD was included in the Stockholm Convention as a Persistent Organic Pollutant. The foodstuffs of animal origin are the main source of exposure of the general population to this pollutant. The mean exposure level of the consumers to HBCD doesn’t represent a major risk to the food safety (EFSA, 2011). In spite of mean concentrations generally close to 1 ng g-1 lipids in the foodstuffs of animal origin, maximal concentrations higher than 2000 ng g-1 lipids have been reported in some egg samples. There are several potential sources of oral exposure of the hens to this pollutant. The hens could be exposed mainly to the α-HBCD isomer. Since the bibliographic synthesis highlights the absence of information about the α-HBCD kinetics in the laying hen, an in vivo experience has been realized and has allowed the estimation of the majority of the α-HBCD kinetic parameters in the laying hen. A physiologically based pharmacokinetic (PBPK) model has been developed, calibrated by literature data, submit to a sensitivity analysis and some parameters have been adjusted on the basis of experimental data. A validation of the model has been attempted. This model has allowed to determine the influence of the main physiological characteristics of the laying hen exposed to the molecule on the α-HBCD accumulation in tissues and transfer to eggs. Among the physiological characteristics of concern, the body weight (BW) is the main feature influencing the α-HBCD kinetics. If the hen is exposed to the α-HBCD, a low BW and low laying performances predispose the hen to have higher concentrations of the molecule in all the matrices. The molting stage raises the body charge of the molecule. This model can be extrapolated to other animals and lipophilic molecules after modification of some parameters