Le processus de digestion anaérobie conduit à la production de biométhane, un vecteur flexible d’énergie renouvelable. L’amélioration du rendement de ce processus est souvent évoquée comme dépendante de la compréhension approfondie de la structure et de la dynamique des communautés microbiennes qui y sont impliquées. L’objectif de la thèse a été de caractériser les communautés microbiennes impliquées dans le processus de digestion anaérobie et de déterminer l’influence de facteurs opérationnels sur leurs dynamiques. Nous nous sommes en particulier intéressés à l’augmentation du taux de charge organique, le type de digesteurs anaérobies (réacteur continu perpétuellement mélangé vs réacteur anaérobie à chicane), mais aussi à la phase de démarrage d’un digesteur de ferme avec une montée en température. En absence de conditions contraignantes, nous avons observé l’installation de populations méthanogènes les mieux adaptées à la production de biogaz dans les réacteurs étudiés et la mise en place de communautés microbiennes similaires entre réacteurs réplicats. Cependant, des changements au niveau opérationnel ont conduit au développement de communautés divergentes en termes de structure. En effet, en présence d’un environnement déterministe, la plupart des bactéries et archées impliquées en digestion anaérobie ont montré une redondance fonctionnelle à la perturbation. Toutefois, certaines populations bactériennes dominantes ont également pu montrer des phénomènes de résistance, en termes de présence et d’abondance, à l’évolution des conditions environnementales. Au cours de nos études, les différentes communautés s’installant dans les digesteurs étudiés ont également montré des aptitudes variables pour la production de biogaz. De plus, des corrélations entre les communautés bactériennes, archées et eucaryotes ont aussi été démontrées, soulignant le rôle non négligeable des eucaryotes dans le processus de digestion anaérobie et l’installation de communautés microbiennes dominantes et spécifiques à la production de biogaz. Ainsi, les changements au sein de la communauté microbienne résultant de la modification progressive de facteurs opérationnels, et ce bien avant l’apparition des premiers symptômes d’inhibition de la production de biogaz, pourraient permettre le développement d’indicateurs microbiens de l’état du processus de digestion anaérobie et donc la mise en place d’une gestion microbiologique raisonnée des digesteurs anaérobies / The anaerobic digestion process leads to the production of biomethane, a versatile renewable energy vector. The dynamics and interactions between specific microbial groups are currently considered as key research subjects towards the improvement of the anaerobic digestion (AD) process. Indeed, deeper knowledge of the ecology of AD, the dynamics of the microbial populations and their structure could provide valuable information regarding unexplained and unpredictable failures or malfunctioning of the anaerobic digestion process. The aim of this work was to characterize the microbial communities involved in the AD process, and to study their responses due to the change of operational parameters such as an increase of the organic loading rate, the reactor type (completely stirred tank reactor vs anaerobic baffled reactor), or the start-up phase of a farm reactor with a shift from psychrophilic to mesophilic temperature range. While we observed the installation of similar microbial populations between replicated reactors under stable conditions, best adapted to biogas production, the microbial communities started to diverge once the operational parameters changed. Indeed, due to deterministic environment, most of bacteria and archaea showed redundant functional adaptation to the changing environmental conditions. However, some dominant bacterial populations were also resistant in terms of presence and abundance to the environmental change. The specific microbial communities established in our studied reactors showed also discrepancies in terms of biogas yields. Furthermore, correlations between the bacterial, archaeal and eukaryotic communities were pointed out, indicating the putative influence of eukaryotes on the anaerobic digestion process and the establishment of the other microbes having crucial functions during the anaerobic biomass digestion. Interestingly, shifts inside the anaerobic microbial community due to the gradual change of operational parameters, were detected prior to any biogas production inhibition, giving the opportunity for the development of potential early microbial indicators for assessing the AD process status and improving the microbial management of anaerobic reactors

Les propriétés hydrophobes des polymères extracellulaires (PEC) exercent l’influence profonde sur les propriétés de la surface cellulaire. Cependant, de nombreux facteurs tels que les méthodes d'extractions, le type de substrat influencent les caractéristiques des PEC et les informations concernant des caractéristiques hydrophobes sont rarement documentées. L'objectif principal de cette étude est de développer une méthode appropriée pour étudier l'hydrophobicité des PEC, puis d'étudier les caractéristiques hydrophobes des PEC.Le fractionnement hydrphobe par la résine Supelite™ DAX-8 a d'abord été appliqué sur les PEC extraits de boues granulaires anaérobies, deux conditions de pH d'élution (pH 2 et 5) ont été testées. L'impact de sept méthodes d'extraction sur les caractéristiques hydrophobes des PEC a été évalué. Les résultats ont montré que les méthodes d'extraction et le pH de la solution extraitante ont influencé la composition des PEC et leur hydrophobicité. En outre, les extraitants des PEC, par exempe le formaldéhyde, l'éthanol, le dodécylsulfate de sodium (SDS) et Tween 20, ont non seulement introduit une teneur supplémentaire en carbone pendant la mesure du carbone organique total (COT), mais ils ont également interagit avec la résine DAX-8. En comparant la répartition du poids moléculaire apparent (aMW) des échantillons des PEC non traités et ajustés au pH détectés par chromatographie d'exclusion stérique (en anglais SEC), l’information plus complète d’aMW a été préservée à pH 5. Ainsi, le fractionnement hydrophobe par la résine DAX-8 à pH 5 et les méthodes physiques d'extraction PEC ont été préférés dans cette étude.Une analyse qualitative détaillée des caractéristiques hydrophobes des EPS a été étudiée par la technique de la matrice de fluorescence d’excitation-emission (EEM). Les résultats ont montré que les substances de type humique (HS-like) représentaient la majorité des composés organiques des PEC extraits de la boue granulaire anaérobie, et constituaient également le principal support moléculaire de l'hydrophobicité des extraits. Ces composés hydrophobes de type HS étaient essenciellement des molécules petites tailles de 8 kDa à <1 kDa. L’hydrophobité contributée par les protéines (PN) et les polysaccharides (PS) présentait un moindre rapport.Afin d’explorer les propriétés hydrophobes de PN et de PS, ainsi évaluer l'impact de l'addition de Ni(II) sur l'hydrophobicité des extraits des champignons, fongi Phanerochaete chrysosporium a été choisi. Les résultats ont montré que la teneur de PN et de PS dans les PEC extrait de ce type de fongi variait en fonction de la concentration de Ni(II). Avec une augmentation de la concentration de Ni de 0 mg/L à 25 mg/L, la teneur en PN a diminué alors que celle de PS a été augmentée. L'hydrophobicité des PEC du fongi, déterminée par le traitement de la résine DAX-8, a diminué lors que la concentration de Ni augmentait. Par ailleurs, l'intensité du pic de SEC correspondant aux molécules PN-like (Ex/Em = 225/345 nm) de 1,9 × 103 à 10 kDa a été augmentée par l'addition Ni; en même temps, la distribution d’aMW des composés organiques totaux (UV/210) dans les PEC restait presque stable. Ces résultats ont indiqué que les composés de type PN-like peuvent avoir déterminé l'hydrophobicité des PEC fongique dans des conditions de stress.Dans l’extrait plus hétérogène des PEC de boues granulaires anaérobies, des composés HS-like représentaient le composant organique majeur, ainsi le principal support moléculaire de l'hydrophobicité des PEC. En étudiant les caractéristiques hydrophobes des PEC extrait du champignon Phanerochaete chrysosporium, le PN et le PS des PEC jouaient un rôle actif dans la protection du champignon sous le Ni. La concentration élevée de Ni a diminué l'hydrophobicité des PEC fongique, mais elle a augmenté l'hydrophobicité de la surface cellulaire du champignon. Il semble que la présence de Ni favorise l'apparition d'un champignon plus hydrophobe / The hydrophobic properties of extracellular polymeric substances (EPS) exert a profound influence on the cell surface properties. However, many factors such as EPS extractions methods, substrate type influence EPS characteristics, and limited information regarding to the hydrophobic features of EPS can be found. The main aim of this study is to develop a proper method to study EPS hydrophobicity, and then investigate the hydrophobic features of EPS.The hydrophobic fractionation by Supelite™ DAX-8 resin was first applied on the EPS extracted from anaerobic granular sludge, two elution pH conditions i.e. pH 2 and 5 were tested. The impact of seven EPS extraction methods on the hydrophobic features of EPS was assessed. The results showed that the extraction methods and bulk solution pH dramatically influenced the EPS composition and their hydrophobicity. Besides, the EPS extracting reagents namely formaldehyde, ethanol, sodium dodecyl sulfate (SDS) and Tween 20 not only introduced extra carbon content during total organic carbon (TOC) measurement, but also interacted with the DAX-8 resin. By comparing the apparent molecular weight (aMW) distribution of the untreated and pH-adjusted EPS samples detected by size exclusion chromatography, more complete EPS aMW information was preserved at pH 5. Thus, the hydrophobic fractionation by DAX-8 resin at pH 5 and physical EPS extraction methods were preferred in this study.After identifying the proper conditions for DAX-8 resin fractionation, detailed qualitative analysis of the EPS hydrophobic features was further investigated. The results showed that the humic-like substances (HS-like) were the major organic constituent of the EPS extracted from the anaerobic granular sludge, and they were also the main molecular support of the EPS hydrophobicity. Those hydrophobic HS-like compounds were mainly small molecules ranging from 8 kDa to <1 kDa. Proteins (PN) and polysaccharides (PS) contributed to the EPS hydrophobicity to a lesser extent.The role of PN and PS in the EPS hydrophobicity was difficult to be shown. It is known that the major organic constituents of the EPS extracted from bacteria, algae and fungi are PN and PS. Therefore, to explore the hydrophobic features of PN and PS, as well as to investigate the impact of Ni(II) addition, on the EPS hydrophobicity, the fungus Phanerochaete chrysosporium was chosen. The results showed that the contents of PN and PS in the extracted fungal EPS varied with the Ni(II) concentration. With an increase in the Ni concentration from 0 mg/L to 25 mg/L, the PN content was decreased whereas the PS content was increased. The fungal EPS hydrophobicity, determined by the DAX-8 resin treatment, was decreased as the Ni concentration increased.Besides, the peak intensity on the size exclusion chromatography (SEC) corresponding to the PN-like molecules (Ex/Em = 225/345 nm) ranging from 1.9×103 to 10 kDa were intensified by the Ni addition, while the aMW distribution of the total organics (UV/210) in the EPS remained almost stable. These results indicated that those PN-like compounds may determine the hydrophobicity of fungal EPS under stress conditions.For the more heterogeneous EPS extracted from anaerobic granular sludge, HS-like compounds were identified as the major organic component, as well as the main molecular support of the EPS hydrophobicity. By studying the hydrophobic features of the EPS extracted from the fungus Phanerochaete chrysosporium, it showed that the PN and PS in the EPS played an active role in protecting the fungus under Ni stress. The increased Ni concentration decreased the hydrophobicity of fungal EPS, but it increased the cell surface hydrophobicity of the fungus. It seems that the presence of Ni promoted the fungus becoming more hydrophobic

L’hidrosadénite suppurée (HS) ou maladie de Verneuil, est une maladie cutanée orpheline fréquente qui touche 1 % de la population générale. Elle se manifeste par des lésions inflammatoires récidivantes ou chroniques des plis axillaires, inguinaux et périnéaux. La sévérité clinique de la maladie varie selon les patients. Les lésions les moins sévères (lésions de stade 1 dans la classification de sévérité clinique de Hurley) sont des nodules inflammatoire centimétriques pouvant évoluer vers l’abcédation. Les lésions les plus sévères (lésions de stade 2 et 3 de Hurley) sont des lésions suppurées étendues et chroniques. Sur le plan histologique, la lésion primitive de l’HS semble être une hyperplasie de l’épithélium du follicule pileux. La physiopathologie de la maladie est mal connue et probablement multifactorielle, incluant des facteurs génétiques, hormonaux, infectieux et dys-immunitaires. Il a été montré récemment qu’une antibiothérapie à large spectre pouvait permettre d’obtenir une rémission clinique prolongée des lésions inflammatoires de l’HS. Objectif du travail : L’objectif principal de ce travail était d’identifier par des techniques de culture classique et de métagénomique bactérienne les espèces ou les flores bactériennes spécifiquement associées aux lésions d’HS des trois stades de sévérité clinique. Résultats : Nous avons identifié par culture bactérienne deux profils bactériens lésionnels. Le premier était représenté par Staphylococcus lugdunensis, et plus rarement par d’autres espèces bactériennes de la flore cutanée commensale (Propionibacterium acnes, staphylocoques à coagulase négative et Staphylococcus aureus). Le second correspondait à une flore anaérobie composée de bactéries anaérobies stricts, d’Actinomycetes et de streptocoques du groupe milleri. L’approche métagénomique a permis d’identifier les germes anaérobies stricts associés aux lésions : des cocci à Gram positif de la flore cutanée (principalement Anaerococcus spp., Peptoniphilus spp., Finegoldia spp.) des bacilles à Gram négatif anaérobies n’appartenant pas à la flore cutanée (Prevotella spp., Porphyromonas spp., Fusobacterium spp), Veillonellaceae et Corynebacteriaceae. Ce profil était caractéristique des lésions suppurées chroniques de stade 2 et 3 et était également associé à certaines lésions de stade 1. Les lésions des stades 2 et 3 présentaient une diversité bactérienne supérieure à celle des lésions de stade 1, avec un nombre plus élevé de taxons très minoritaires dans la flore cutanée (Fusobacteria, Bacteroidetes, Peptococcaceae, Erysipelotrichales). Conclusion : Cette étude démontre que certaines espèces bactériennes sont spécifiquement associées aux lésions d’HS. Ces espèces sont impliquées dans des infections cutanées, mais aussi dans des infections sévères, ce qui témoigne de leur pathogénicité. L’efficacité des antibiotiques chez les patients et les résultats de cette étude suggèrent qu’un processus infectieux participe à la présentation clinique de l’HS. Notre hypothèse est que ces infections surviennent en raison d’une anomalie primitive de la barrière cutanée folliculaire. / Hidradenitis suppuratiav (HS) is an orphan skin inflammatory disease disease characterized by chronic or recurrent inflammatory lesions localized in the armpits, the inguinal and perineal folds. With a 1% prevalence of a general population, HS is an public health issue. The clinical severity of the disease is heterogeneous among patients. Most patients present the mild form of the disease with inflammatory nodules and abscesses (Hurley stage 1 lesions). More severe patients show extended chronically suppurating lesions (Hurley stage 2 and Hurley stage 3 lesions). The primary histological lesion of HS is characterized by epidermal follicular hyperplasia and perifollicular inflammation. The physiopathology of HS remains unclear. HS is probably a multifactorial disease, involving genetical, immunological and infectious factors. Indeed, wide-spectrum antibiotic treatments can significantly improve or induce prolonged clinical remissions of HS inflammatory lesions. Objective: The main objective of this work was to identify the bacterial species or flora specifically associated with Hurley stage 1, 2 and 3, using prolonged aerobic and anaerobic culture and bacterial metagenomics (454 sequencing of 16Sr DNA libraries). Results. Using bacterial culture, we identified two bacterial profiles associated with HS lesions . The first one was represented by Staphylococcus lugdunensis and rarely by other skin commensals (Propionibacterium acnes, coagulase negative staphylococci and Staphylococcus aureus). Results. The second one corresponded to a mixted anaerobic flora including strict anaerobes, Actinomycetes and milleri group streptococci. The metagenomic approach allowed to identify the anaerobic flora associated with lesions : Gram positive cocci from the cutaneous flora (mainly Anaerococcus spp., Peptoniphilus spp., Finegoldia spp.) and Gram negative rods which do not belong to the cutaneous microbiota (Prevotella spp., Porphyromonas spp., Fusobacterium spp), Veillonellaceae and Corynebacteriaceae. This profile was typically associated with Hurley stage 2 and 3 lesions but was also observed in Hurley stage 1 lesions. Hurley stage 2 and 3 lesions presented an increased bacterial diversity as compared to Hurley stage 1 lesions, with a higher number of taxa taxa rarely associated with normal skin microbiota (Fusobacteria, Bacteroidetes, Peptococcaceae, Erysipelotrichales). Conclusion. This study demonstrate that particular bacterial species are specifically associated with HS lesions. These species are cause soft tissue and skin infections, but also in severe infections arguing for their pathogenicity. These data provide a rationale for antibiotic use in HS, and suggests that the disease may be due to a primitive immune defect of the follicular skin barrier.

Notre étude porte sur la preuve de concept de contrôle électrochimique de la méthanogénèse, métabolisme clé de la digestion anaérobie et de la bioremédiation des eaux, en exploitant le principe des piles à combustible microbiennes. Une première partie bibliographique vise à décrire les mécanismes de la méthanogénèse dans le contexte de l'auto-épuration des eaux et de production naturelle de gaz à effet de serre (GES). Les technologies de pile à combustibles microbiennes y sont traitées. Une analyse critique des études sur le contrôle électrochimique de la méthanogénèse permet de dimensionner un montage expérimental dédié à la quantification des GES en cultures biologiques électro-stimulées. Sa conception, sa validation ainsi que les méthodes de mise en culture sont décrites dans une seconde partie. Une série de cultures préliminaires sur des boues digérées anaérobies de station d'épuration permettent d'identifier et fixer les paramètres expérimentaux. Dans une troisième partie, une étude expérimentale fait la preuve de concept de contrôle électrochimique de la méthanogénèse avec une diminution significative de 33% en CH4 (tension de +300 mV vs Ag/AgCl) par rapport à la méthanogénèse naturelle non stimulée. Toutefois, la stimulation contribue à multiplier par 10 la production de CO2. Ce constat amène la problématique supplémentaire d'impact sur l'effet de serre des cultures étudiées. Nous allons donc plus loin que l'objectif initial en nous intéressant à l'empreinte carbone générée par l'ensemble des GES. Le traitement électrochimique, outre la diminution du CH4 produit, permet de diminuer la contribution à l'effet de serre de 15% des cultures électro-stimulées / Our study focuses on the proof of concept of electrochemical control of methanogenesis, key metabolism of anaerobic digestion and water bioremediation, using the principle of microbial fuel cells. A first bibliographic section aims to describe the mechanisms of methanogenesis in the context of self-purification of water and natural production of greenhouse gases (GHG). Microbial fuel cell technologies are addressed. A critical analysis of the studies dealing with electrochemical control of methanogenesis makes it possible to size an experimental setup dedicated to quantification of GHGs in electro-stimulated biological cultures. Its design, validation and methods of cultivation are described in a second part. A series of preliminary cultures on anaerobic digested sewage sludge make it possible to identify and set the experimental parameters. In a third part, an experimental study proves the concept of electrochemical control of methanogenesis with a significant decrease of 33% in CH4 (voltage of +300 mV vs Ag/AgCl) compared to natural unstimulated methanogenesis. However, stimulation contributes to a 10-fold increase in CO2 production. This observation leads to the additional problem of impact on the greenhouse effect of the cultures studied. We go further than the initial objective by looking at the carbon footprint generated by all GHGs. The electrochemical treatment, in addition to the reduction of CH4 produced, makes it possible to reduce the contribution to the greenhouse effect of 15% of electro-stimulated cultures

Le méthane, un des principaux gaz à effet de serre, est majoritairement produit et consommé par l'activité métabolique de microorganismes affiliés aux domaines des Archaea et des Bacteria. Afin d’appréhender le cycle biogéochimique du méthane, il est essentiel d’identifier l’ensemble des acteurs impliqués dans ce dernier ainsi que les facteurs environnementaux modulant leurs activités. Les lacs d’eau douce constituent une source importante de méthane, car, dans ces écosystèmes, les conditions environnementales favorisent la méthanogenèse au détriment d’autres processus terminaux de la dégradation anaérobie de la matière organique. Au cours de cette thèse, les études sur les communautés impliquées dans le cycle biogéochimique du méthane ont été conduites dans la colonne d’eau et les sédiments anoxiques du Lac Pavin (Auvergne), unique lac méromictique de France. Cet écosystème a été choisi comme site d'étude en raison des fortes concentrations en méthane présentes dans sa couche d'eau profonde qui contrastent avec les faibles émissions de ce gaz vers l'atmosphère. Ces observations géochimiques suggèrent une intense activité de production et de consommation du méthane, offrant un cadre pertinent pour l’étude des communautés ciblées. Les approches moléculaires visant à caractériser la structure spatiale, la composition, les zones d'activité et les facteurs (ascendants et descendants) potentiellement impliqués dans la régulation des communautés de méthanogènes et de méthanotrophes ont été, au cours de ce travail, systématiquement associées à des approches culturales et microcalorimétriques afin d’acquérir des données sur la physiologie des microorganismes impliqués dans le cycle du méthane. Les résultats obtenus mettent en évidence que les communautés de méthanogènes sont distribuées sur l’ensemble de la colonne d’eau anoxique et dans la strate superficielle des sédiments profonds. Ce groupe métabolique, essentiellement représenté par des espèces affiliées aux Methanosaetaceae et aux Methanoregulaceae, est particulièrement actif dans la zone benthique qui constituerait la source principale de méthane dans cet écosystème. Une nouvelle espèce méthanogène, Methanobacterium lacus, a été isolée de ces sédiments et décrite, et vient enrichir le faible nombre d'espèces méthanogènes isolées à ce jour à partir des lacs d'eau douce. L'étude écophysiologique de cette souche suggère que la température pourrait en partie expliquer la faible représentativité des Methanobacteriales dans cet écosystème. Une partie du méthane semble être directement consommée dans la zone anoxique (pélagique et benthique). L’existence de ce processus d’oxydation anaérobie, soutenu par les approches microcalorimétriques, pourrait être, dans les sédiments profonds, sous la dépendance de lignées candidates archéennes dont la physiologie reste encore énigmatique. Le remplacement progressif des méthanogènes par 2 lignées candidates d'archaea (MBG-D et MCG) le long du profil sédimentaire suggère qu'elle se développe dans des niche contrastées. La régulation putative des communautés archéennes par les virus a été analysée. Cette étude est la première à rapporter la présence de particules virales de type "archaeovirus" dans un environnement non-extrême (en termes de température, pH et salinité) ainsi que des particules virales pouvant représentées de nouvelles familles de virus. Une activité virale intense est suggérée dans ces sédiments par le nombre important de cellules infectées, comparativement à d'autres sédiments, et par le changement concomitant de la structure de la communauté virale et procaryotique avec la profondeur. Bien qu’une partie du méthane soit probablement oxydée en anaérobiose, la consommation de ce métabolite est principalement dépendante de l’activité de méthanotrophes aérobies dominées par des espèces affiliées au genre Methylobacter, un des principaux genres de méthanotrophes rencontré en milieu d’eau douce. (...) / Methane, a major greenhouse gas, is produced and consumed mainly by the metabolic activity of microorganisms affiliated to the domains Archaea and Bacteria. In order to understand the biogeochemical cycling of methane, it is essential to identify all the biological actors involved, as well as environmental factors modulating their activity. Freshwater lakes are a major source of methane because environmental conditions occurring in these ecosystems favor methanogenesis over other terminal processes of anaerobic degradation of organic matter. In this thesis, studies of communities involved in the biogeochemical cycling of methane were carried out in the water column and anoxic sediment of Lake Pavin (Auvergne), the unique French meromictic lake. This ecosystem has been selected as study site due to the high concentrations of methane in its deep water layer which contrast with the very low emission of this gas in the atmosphere. These geochemical observations suggest an intense activity of production and consumption of methane, providing an appropriate framework for studying the communities involved. Molecular approaches to characterize the spatial structure, composition, activity areas and factors (bottom-up and top-down) potentially involved in the regulation of methanogens and methanotrophs were, in this work, systematically associated to cultural and microcalorimetric approaches to acquire data on the physiology of microorganisms involved in the methane cycle. The results show that methanogens are distributed throughout the permanent anoxic water column (monimolimnion) and mainly in the superficial layer of the sediment situated under the monimolimnion. This metabolic group, mainly represented by species affiliated to Methanosaetaceae and Methanoregulaceae, is particularly active in the benthic zone which would be the main source of methane in this ecosystem. A new species of methanogen, Methanobacterium lacus, was isolated from these sediments and described. It enhances to the small number of methanogenic species isolated to date from freshwater lakes. The ecophysiological study of this strain suggests that the temperature could partly explain the low representation of Methanobacteriales in this ecosystem. A part of the methane appears to be directly consumed in the anoxic zone (pelagic and benthic). The existence of this process of anaerobic oxidation, supported by microcalorimetric approaches, could be in deep sediments, dependent on archaeal candidate lineages whose physiology remains enigmatic. The gradual replacement of methanogens by two archaeal candidate lineages (MBG-D and MCG) along the sedimentary profile suggests that they live in contrasted niche. The putative regulation of the archaeal communities by virus was analyzed. This study has reported the first observations of archaeovirus-like particles in a non-extreme environment (in term of temperature, pH and salinity) and virus-like particles which might represent new viral families. An intense viral activity in these sediments is suggested by i) the important number of visibly infected cells and ii) the concomitant change of the viral and prokaryotic communities with depth. While a fraction of methane is probably oxidized anaerobically, the consumption of this metabolite is mainly dependent on the activity of aerobic methanotrophs dominated by species affiliated to the genus Methylobacter, one of the main types of methanotrophs found in freshwater environments.These methanotrophs have a large area of activity, extending around both sides of the red/ox interface in the water column. This wide distribution may partly explain the low quantity of methane released by the Lake Pavin. (...)

Ce travail de thèse est consacré à la synthèse et l’évaluation biologique de nouveaux nitromidazoles à potentialités anti-infectieuses. Dans les trois premiers chapitres, nous avons abordé les propriétés biologiques des 5-nitroimidazoles, et la synthèse de nouveaux composés fonctionnalisés en positions 2 et 4 dans le but d'améliorer l'activité sur les souches résistantes au métronidazole, le 5-nitroimidazole de référence, tout en contrôlant au mieux la mutagénicité. Nous avons développé une méthode de couplage régiosélectif de Suzuki-Miyaura en position 4 du 2,4-dibromo-1-méthyl-5-nitro-1H-imidazole, suivi d’un deuxième couplage de Suzuki-Miyaura ou de Sonogashira par méthodologie « one-pot » séquentielle en position 2. Cette méthodologie nous a permis d’obtenir 30 nouveaux composés qui ont été testés pour leur propriétés antibactériennes et antiparasitaires. Une dizaine de composés ont été synthétisés par méthodologie TDAE sur le 4-[4-(chlorométhyl)phényl]-1,2-diméthyl-5-nitro-1H-imidazole. Dans le dernier chapitre, nous avons initié un travail de pharmacomodulation en série imidazooxazole, motif bien connu pour ses propriétés antituberculeuses et antileishmaniennes. Nous avons présenté la synthèse et l’évaluation biologique de dérivés 5-nitroimidazooxazoles et 7-nitro-2,3-dihydroimidazo[5,1-b]oxazoles. La synthèse de dérivés 6-nitroimidazooxazoles fonctionnalisés en position 5 est en cours de développement et nous avons présenté quelques essais de CH-arylation sur le 2-méthyl-6-nitro-2,3-dihydroimidazo[2,1-b]oxazole. / We have developed in this work the synthesis and the biological evaluation of novel nitromidazoles with anti-infectious potentialities. In the first three parts, we discussed the biological properties of 5-nitroimidazole scaffold, and the synthesis of new compounds functionalized at 2- and 4-position in order to improve the activity on metronidazole-resistant strains, while controlling mutagenicity. We developed a regioselective Suzuki-Miyaura cross- coupling reaction at 4-position of 2,4-dibromo-1-methyl-5-nitro-1H-imidazole, followed by a second Suzuki-Miyaura or Sonogashira cross-coupling reaction at 2-position by a "one-pot" sequential process. This methodology has enabled us to obtain 30 new products which were tested for their antibacterial and antiparasitic properties. Twelve compounds were synthesized by TDAE methodology on {4- [4- (chloromethyl) phenyl]} -1,2-dimethyl-5-nitro-1H-imidazole. In the last part, we initiated a work of pharmacomodulation in imidazooxazole series, scaffold well-known for its antituberculous and antileishmanial properties. We have described the synthesis and the biological evaluation of 6-functionalized 5-nitroimidazooxazole and 7-nitro-2,3-dihydroimidazo [5,1-b]oxazole derivatives. We have presented some CH-arylation assays on 2-methyl-6-nitro-2,3-dihydroimidazo[2,1-b]oxazole to obtain 5-functionalized 6-nitroimidazooxazole derivatives.

Titre de l'écran-titre (visionné le 16 janvier 2024) / La biodésinfection anaérobie du sol (BDA) est une alternative écologique à la fumigation des sols dans la culture du fraisier. Cette étude avait pour objectifs (1) d'évaluer la phytotoxicité de la BDA, (2) d'évaluer la phytotoxicité post-BDA, (3) de caractériser les profils d'acides gras volatils (AGVs) produits au cours de la BDA et (4) de déterminer la phytotoxicité et la fongitoxicité des AGVs. La BDA a été réalisée in vitro avec du sol contenant des graines de plantes adventices (oseille crépue, amarante de Powell); le sol ayant été amendé avec l'une ou l'autre des matières organiques (MO) suivantes: mélasse, drêche de brasserie, marc de pomme et résidus d'élagage de framboisiers. Par la suite, des graines d'avoine ou de navet fourrager ont été semées dans chaque sol traité et les concentrations en AGVs (acide acétique, butyrique, isobutyrique, propionique et isovalérique) ont été déterminées par HPLC. Les concentrations les plus élevées d'AGVs ont été observées dans les sols amendés en mélasse ou marc de pomme. La BDA réalisée avec la mélasse a provoqué l'effet phytotoxique le plus important tuant 100% des graines de plantes adventices. La BDA réalisée avec la mélasse ou le marc de pomme a montré la plus forte phytotoxicité post-BDA. Enfin, la phytotoxicité et la fongitoxicité des AGVs ont été évaluées en exposant les graines et le champignon Verticillium dahliae à différentes concentrations d'AGVs en solution ou sous forme de vapeur. Certains AGVs (en solution ou sous forme de vapeur) se sont avérés phytotoxiques. Tous les AGVs sous forme de vapeur se sont révélés fongitoxiques envers V. dahliae. Cette étude montre que la BDA a des effets phytotoxiques dont l'intensité varie selon la MO utilisée. Elle montre également que la MO utilisée influence les profils en AGVs produits au cours de la BDA dont certains sont phytotoxiques et fongitoxiques.