Je m’intéresse à l’écologie évolutive et en particulier à l’évolution des systèmes de reproduction, à l’adaptation et aux interactions de ces deux processus. En effet, les modèles théoriques ainsi qu’un certain nombre d’observations en populations naturelles soulignent que le système de reproduction devrait avoir un effet majeur sur les processus évolutifs et démographiques en populations naturelles. Lors de ma thèse, j’aborde ces thèmes sous divers angles à partir d’une Brassicacée tolérante et hyper-accumulatrice aux métaux lourds, Noccaea caerulescens, et à partir de modèles théoriques. Dans un premier temps, je m’intéresse à la variation du système de reproduction en populations naturelles. Comment s’organisent les flux de gènes entre populations ou sous-populations, et entre individus d’une même population ? Je me suis particulièrement intéressée à l’influence de la pollution des sols sur le taux d’autofécondation chez N. caerulescens, aux flux de gènes entre populations vivant dans les mines et populations vivant sur des sols non contaminés, et à la structure à l’intérieur des populations. Afin de mieux comprendre les facteurs influençant le système de reproduction, j’ai ensuite testé l’effet de la densité en plantes sur le taux d’autofécondations en populations naturelles. Dans un second temps, je teste les interactions existant entre adaptation à des milieux potentiellement très toxiques et système de reproduction. Plus spécifiquement, je teste si la dépression de consanguinité dépend du niveau de stress que subissent les populations, en interaction avec l’histoire des pressions de sélection qu’on subies les populations par le passé. Enfin, à l’aide de simulations, j’étudie comment la variation interannuelle du système de reproduction peut influencer la probabilité d’adaptation de populations faisant face à un changement environnemental. / During my PhD, I focused on the evolution of mating system, adaptation and the mutual influences of both processes. I have been studying different aspects of this interaction using a hypertolerant, hyperaccumulator plant species, Noccaea caerulescens. This species grows on former mines and non-contaminated soils in Europe and in particularly in the Cévennes, and it is an excellent model to study the interaction of local adaptation in a heterogeneous environment and mating system. Firstly, I finely characterized N. caerulescens mating system in natural population, and see how metal pollution affects the variation of mating system in the Cévennes region. I showed that contrary to a couple of classical results (Antonovics 1968), in this system, metallicolous populations have lower self-fertilization rates than nonmetallicolous populations (article submitted). I then tested our best potential factor potentially explaining the variation of mating system in natural populations: plant density. In two different measures, with two different methods, density seems to have no or only a weak effect on self-fertilization rates in Noccaea caerulescens (article in prep). In a second project, I test the interaction between inbreeding depression, stress and the history of adaptation to a given environment using Noccaea caerulescens. Inbreeding depression is known to vary with environment and, sometimes, stress. Both experimental data (Long et al 2013) and theoretical models (Ronce et al 2009) stress the importance of the effect of the history of selection and adaptation in populations on the magnitude of inbreeding depression. Since we have populations of Noccaea caerulescens that are adapted to different levels of pollution, since different levels of pollution impose differential stress on the two ecotypes (strong polution is not good for nonmetallicolous plants) and since the species is self-compatible, this seems like an excellent system to test predictions on the interaction of inbreeding depression and mating system.

Les pointes épileptiques intercritiques (IES) représentent une signature neuronale de l'activation transitoire hypersynchrone et excessive d'un grand ensemble de neurones corticaux hétérogènes. Elles sont considérées comme la signature de l’épileptogénicité du réseau neuronal sous-jacent. Dans cette étude, des changements sur la configuration neurale ont été observés chez des modèles animaux et humains au cours de l'IES. Pour la première fois, ces changements ont été détectés à l'aide de la spectroscopie optique rapide (FOS), qui correspond aux variations de la lumière diffusée par le tissu neural pendant l'activation. Ces chages [i.e. changements] sont associés à des mécanismes cellulaires plutôt qu'à des réponses hémodynamiques à haute résolution spatiale et temporelle. Pour étudier le mécanisme IES, une analyse simultanée multimodale des changements optiques rapides (FOS) et électriques (EEG/ECoG: temps et fréquence) a été développée chez des modèles animaux (15 rats) et humains (IES frontales,3 enfants). Pour évaluer de manière indépendante nos méthodes, un potentiel évoquant somatosensoriel et une réponse optique ont été conçus dans des modèles animaux et humains (5 volontaires sains).Les résultats suggèrent une relation entre la (dé)synchronisation et les changements optiques quel que soit le modèle épileptique. Nous avons démontré que cette approche multimodale non invasive multi-échelles (FOS, ECoG / EEG) permet d'étudier la physiopathologie de l'IES chez les patients et de mieux comprendre les mécanismes qui propulsent les neurones vers l'hypersynchronisation chez les modèles épileptiques humains et animaux / Interictal epileptic spikes (IES) represent a signature of the transient synchronous and excessive discharge of a large ensemble of cortical heterogeneous neurons and are widely accepted diagnostically as a signature of an epileptic underlying network. In this study, changes on neural configuration were observed in an animal and human models during the IES. For the first time, these changes were detected using Fast Optical Spectroscopy (FOS), which correspond to variations of scattered light from neural tissue during activation. These chages [i.e. changes] are associated with cellular mechanisms rather than hemodynamic responses with high spatial and temporal resolution. To investigate IES mechanism, a multimodal simultaneous analysis of the fast optical (FOS) and electrical (EEG/ECoG: time and frequency domain) changes was developed in both animal (15 rats) and human models (frontal IES, 3 children). To independently evaluate our methods, a control somatosensory evoked potential and optical response was designed in both animal and human models (5 healthy volunteers). The results suggest a relationship between (de)synchronization and optical changes whatever the epileptic model. This also proposed that changes in the fast optical signal which reflect changes in membrane configuration, are associated with the complex perturbations of the neuronal activation of the epileptic networks. We demonstrated that this non-invasive multiscale multimodal approach (FOS, ECoG/EEG) is suitable to study the pathophysiology of the IES in patients and shed new light on the mechanisms that propel neurons to the hypersynchronization in both animal and human epileptic models

Un grand nombre de paramètres environnementaux affectent les insectes, et l’identification des éléments impliqués dans l’adaptation aux stress est cruciale. La nutrition est une clé de cette adaptation : elle contrôle la santé des organismes, et par conséquent affecte leur tolérance au stress. Le microbiote intestinal module lui aussi les processus physiologiques des organismes, notamment en agissant sur le phénotype nutritionnel de l’hôte. Cependant, nous ignorons encore la capacité de ce microbiote à modifier la tolérance au stress de l’hôte. A travers la manipulation du microbiote et de la nutrition, nous avons testé les effets de l’interaction microbiote-nutrition chez Drosophila melanogaster en nous concentrant sur la tolérance au stress. Nous avons montré une nette dépendance des mouches à l’accès aux levures pour maintenir un développement et un métabolisme normal.A l’inverse, l’altération du développement générée par les substrats nutritionnellement pauvres ou par la surpopulation larvaire était bénéfique pour la tolérance au stress. Nous avons démontré que le microbiote peut partiellement compenser les effets d’une privation en levures, mais n’a pas d’effet quand elles sont en excès. Pour la thermotolérance, nous avons constaté que les effets du microbiote étaient très variables, et avons attribué cette variabilité à la présence ou l’absence des levures. Les assemblages de microorganismes environnementaux étaient modifiées par la composition du substrat, mais le microbiote intestinal était étonnamment stable. Ces résultats témoignent de l’importance des facteurs nutritionnels et du microbiote à moduler le développement et le phénotype des Drosophiles. / A large number of environmental parameters constrain insect species, and identifying the elements involved in the adaptation to stressful conditions is crucial. Nutrition is a key factor of this adaptation: it largely controls health of organisms and therefore their stress tolerance. In addition, it is now established that microbiota (i.e. the whole microbial community associated with a host) is much involved in physiological processes of organisms. In particular, gut microbiota is able to modulate host’s nutritional phenotype, resulting in complex dietary-dependent effects. Whether or not gut microbiota can act on stress tolerance is not clear. Thus, using experimental manipulation of microbiota and nutrition, we investigated the outcome of the microbiota-nutrition relationship on Drosophila melanogaster, with a special focus on stress tolerance. We showed a clear dependency of flies on yeasts availability to maintain a normal development, metabolism, and size. Conversely, impaired development resulting from artificial poor diets or from larval crowding was often beneficial for stress tolerance. We demonstrated that microbiota could partially compensate for the absence of yeast resource, but no effects were found in rich food contexts. We observed variable importance of microbiota on thermal tolerance, and attributed this variation to the presence or absence of yeasts. Environmental microorganisms communities were modified by diet composition but gut microbiota was surprisingly stable. Together, these findings highlight the importance of nutritional factors and microbiota in developmental and phenotypical plasticity of fruit flies.

Les macrophages jouent un rôle clé dans l'athérosclérose. Après la captation massive des LDL oxydées (oxLDL), les macrophages sous-endothéliaux sont chargés en cholestérol et se transforment ainsi en cellules spumeuses qui contribuent à la formation de la plaque d'athérome. Les oxystérols, produits d'oxydation du cholestérol, sont retrouvés en quantité importante dans les oxLDL. Au niveau cellulaire, ils sont impliqués dans la régulation de l'homéostasie du cholestérol, l'induction du stress oxydatif cellulaire et de la cytotoxicité. Notre travail montre que le cholestérol, associé aux LDL et d'origine cellulaire, est fortement oxydé par les macrophages lors d'une exposition aux oxLDL. Les principaux produits d'oxydation sont le 7-cétocholesterol et 7α/β-hydroxycholestérol. De plus, nous démontrons que ces oxystérols sont exportés hors des macrophages via les HDL, mais pas l'apoA1. Nous avons aussi caractérisé les oxystérols formés dans les HDL suite à des modifications oxydatives et les HDL issues de patients diabétiques. Nous avons en outre montré que ces modifications sont associées à une diminution de la capacité des HDL à exporter les oxystérols. / Macrophages play a key role in atherosclerosis. After massive uptake of oxidized LDL (oxLDL), subendothelial macrophages are overloaded with cholesterol thereby leading to the formation of foam cells, which is one characteristic of atherogenesis. Oxysterols, the oxidation products of cholesterol, are one of major components of oxLDL; they are involved in the regulation of cholesterol homeostasis, induction of cellular oxidative stress and cytotoxicity. Our works show that both LDL derived-cholesterol and cellular cholesterol can be strongly oxidized in human THP1 and murine RAW macrophages, especially during exposure of oxLDL. The major oxidative products are 7-ketocholesterol and 7α/β-hydroxycholesterol. Moreover, we demonstrate that both oxysterols derived from LDL cholesterol and cellular cholesterol can be exported to HDL, whereas not to apoA1. Then, we studied the functionality of modified HDL and diabetic HDL on oxysterols efflux. A decrease of oxysterols efflux was observed with oxidized and glycoxidized HDL. Compared to the HDL of healthy controls, the HDL of diabetic subjects are less efficient to efflux oxysterols. Taken together, the increased production of oxysterols in presence of oxLDL and their lower efflux by modified HDL support the detrimental role of these oxidative compounds in pathophysiological conditions like diabetes.

Contrairement à la majorité des mammifères, la plupart des poissons ne possèdent pas de chromosomes sexuels hétéromorphes (type XY/XX). Chez un grand nombre de poisson la labilité du sexe est extrêmement prononcée. Cela se traduit par le fait que le déterminisme du sexe peut être sous l’influence de variables environnementales. C’est le cas chez l’anguille où la proportion de mâle augmente avec le nombre d’individus présents en un lieu donné. Cette thèse a pour but de mieux comprendre les facteurs qui régissent la destiné sexuelle des individus. Ainsi, les relations inter-individuelles et la croissance ont été étudiées afin d’évaluer leur possible rôle dans le déterminisme du sexe. Les résultats acquis au cours de cette thèse suggèrent que la densité per se ne serait pas le facteur primordial influençant le déterminisme du sexe, mais plutôt l’estimation faite par les individus de la qualité du milieu. / Contrarily to most mammals, the majority of fish doesn’t have heteromorphic sexual chromosomes (type XY/XX). In most fish, the gonad development is extremely labile and for some of them, the sex can be influenced/determined by environmental factors. This is observed in eel, where the proportion of males increases with the number of individuals at a given location. The goal of this thesis is to better understand processes that act upon sex determination in eel. Thus, inter-individual relationships as well as the growing potential of each fish were studied to evaluate their possible role in sex determination. The findings gathered throughout this thesis support the hypothesis of a metagametic (environmental) sex determination and also suggests that the estimation of the quality of the environment, made by juveniles’ eels, is one of the key factors influencing sex determination.

Les saumures naturelles sont des ressources en eau de plus en plus convoitées et utilisées par les industriels, que ce soit pour la production d’eau potable (dessalement de l’eau de mer…) ou pour la récupération de substances valorisables (le lithium, le potassium, le magnésium, la silice …). Les saumures industrielles sont aussi souvent utilisées dans différents procédés comme fluides caloporteurs ou lors d’extraction de minerai (phosphore, alumine…). Cependant, ces solutions aqueuses complexes présentent des propriétés thermodynamiques qui s’écartent de celles des solutions aqueuses diluées (dites idéales). Des approches de calcul spécifiques sont alors nécessaires pour pouvoir déterminer ces propriétés. Cette étude s’intéresse au calcul des propriétés thermodynamiques d’excès (coefficient osmotique, capacité calorifique, densité …) de ces systèmes. Celles-ci dépendent toutes de la dérivée de l’énergie libre de Gibbs d’excès (G^ex) par rapport à la concentration en sels dissous, à la température ou à la pression. Suite à une revue bibliographique des différents modèles thermodynamiques permettant de calculer l’énergie libre de Gibbs d’excès, le modèle de Pitzer a été sélectionné pour décrire les propriétés d’excès d’un système contenant c cations, a anions et n espèces neutres. Les propriétés thermiques et volumiques ont été, dans un premier temps, établies pour un système contenant des espèces neutres avant d’être implémentées dans le logiciel PhreeqC, logiciel de géochimie qui permettait déjà le calcul du coefficient osmotique, de l’activité de l’eau et du coefficient d’activité. Le logiciel issu de cette modification, PhreeSCALE, permet désormais, lorsque les paramètres d’interaction de Pitzer sont connus, de calculer les propriétés d’excès telles que le coefficient osmotique, la capacité calorifique ou la densité d’une saumure en tenant compte de la spéciation exacte de la solution. Dans le cas où les paramètres d’interaction sont à déterminer, PhreeSCALE peut être couplé à des logiciels d’optimisations pour établir de nouveaux jeux de paramètres, calés sur les propriétés mesurées des solutions. Les applications de cette étude s’appuient sur plusieurs systèmes qui sont soit des saumures industrielles, soit des saumures naturelles. Le système NaOH-H2O a été sélectionné en raison des salinités élevées dans l’eau (jusqu’à 29 mol.kgw-1 à 25°C). Pour représenter au mieux l’ensemble des propriétés sur toute la gamme de concentrations, la dissociation partielle de l’espèce NaOH a dû être prise en compte. Les autres systèmes étudiés sont des saumures chlorurées, plus caractéristiques des saumures naturelles. Une approche par étape a permis d’établir les paramètres d’interaction pour cinq systèmes binaires (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2 et BaCl2). Puis, des systèmes ternaires et un système quinquénaire composés de ces cinq électrolytes, ont été étudiés. Dans chaque cas, la capacité calorifique et la densité ont été déterminées. Finalement des abaques, tenant compte des conditions de température et de pression, ont pu être tracées pour le système NaCl-H2O. / Natural brines are water resources that are increasingly sought and used by industrialists both to produce drinking water (e.g. seawater desalinisation) or retrieve economically exploitable substances (lithium, potassium, magnesium, silica, etc.). Industrial brines are often used in various processes as coolants or in ore processing (phosphorus, alumina, etc.). However, the thermodynamic properties of these complex aqueous solutions differ somewhat from those of so-called "ideal" diluted aqueous solutions. Specific calculation methods must therefore be used to determine these properties. This study focuses on calculating the thermodynamic excess properties of these systems (osmotic coefficient, heat capacity, density, etc.). All of these depend on the derivative of the excess Gibbs free energy (G^ex) in relation to the concentration of dissolved salt, temperature or pressure. A literature survey of thermodynamic models capable of calculating excess Gibbs free energy was done and the Pitzer model was chosen to describe the excess properties of a system containing c cations, a anions and n neutral species. Thermal and volumetric properties were determined for a system containing neutral species and these were then added to PhreeqC, a geochemical model that makes it possible to calculate the osmotic coefficient, water activity, and the activity coefficient. The resulting model, PhreeSCALE, now makes it possible, when the Pitzer interaction parameters are known, to calculate excess properties such as the osmotic coefficient, the heat capacity, and the density of a brine, taking into account the precise speciation of the solution. If the interaction parameters must be determined, PhreeSCALE can be coupled with optimisation software to determine new parameter sets based on properties measured in solution. The applications of this study are based on several systems that are either industrial or natural brines. The NaOH-H2O system was chosen because of its high salinities in water (up to 29 mol.kgw-1 at 25 °C). To best represent all of the properties over the entire range of concentrations, the partial dissociation of the NaOH species had to be considered. The other systems studied are chloride brines, which are more like natural brines. A multi-step approach made it possible to determine the interaction parameters for five binary systems (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2, and BaCl2). Ternary systems and one quinary system made up of all five electrolytes were then studied. In each case, the heat capacity and the density were determined. Charts taking into account temperature and pressure conditions were drawn for the NaCl-H2O system.

Afin de mieux prévoir le type d’éruption (effusif ou explosif) des volcans d’arc, il est primordial d’étudier les vitesses d’ascension du magma dans le conduit volcanique. Un moyen d’appréhender ces modalités d’ascension est de déterminer les cinétiques des processus intervenant lors de la remontée magmatique. Ainsi, nous avons choisi d’étudier les cinétiques de cristallisation (vitesses de nucléation et de croissance) des microlites de plagioclase par une approche expérimentale, puis théorique, à partir de compositions synthétiques reproduisant le verre rhyolitique interstitiel du magma de la Montagne Pelée et son analogue simplifié (haplotonalite). Nos résultats révèlent que le magma décomprimé à partir de 200 MPa selon différentes vitesses de décompression (ΔP/Δt = 1200, 150 et 30 MPa/hr) jusqu'à une pression finale donnée entre 160 et 25 MPa, montre différentes modalités de cristallisation des plagioclases. En particulier, plus la vitesse de décompression est lente, plus la densité numérique de cristaux est élevée. Les vitesses de nucléation des plagioclases varient de 3.8E-03 à 1.5E-02 mm-2, tandis que celles de croissance variant peu, sont de l’ordre de 10-6 mm.s-1. La modélisation de la cristallisation nous a permis de i) mieux contraindre l’énergie d’interface plagioclase/haplotonalite, en déterminant des paramètres de forme et de rugosité du nucleus à appliquer à la théorie classique de la nucléation ii) démontrer que la vitesse de croissance des plagioclases est limitée soit par la diffusion, soit par les mécanismes à l’interface iii) et qu’une croissance des plagioclases par diffusion n’est pas systématiquement contrôlée par l’élément diffusant le plus lentement, et qu’elle dépend étroitement de la nucléation. Aussi, nous avons révélé l’importance de la composition du liquide silicaté sur les cinétiques de cristallisation, en particulier l’effet inhibiteur sur la nucléation de l’ajout de quelques ppm d’arsenic dans le liquide silicaté. / Magma ascension rate in volcanic conduit plays an important role in determining eruption dynamics of arc volcanoes (effusive or explosive). Investigating the kinetics of processes such as decompression induced crystallization may provide crucial information on the modality of magma ascent. We performed decompressioninduced isobaric crystallization-timed experiments starting with Mt Pelée rhyolitic glass composition and its simplified analogue (haplotonalite) to study plagioclase crystallization (nucleation and growth) kinetics. Our results reveal that a melt depressurized from 200 MPa to a given final pressure from 160 to 25 MPa according to different decompression rates (ΔP/Δt = 1200, 150 and 30 MPa/hr), shows various modalities of crystallization of plagioclases. In particular, the slower the decompression, the higher the numerical density. The crystallization modeling i) provides new constraints on the plagioclase/haplotonalite interfacial energy that controls the nucleation kinetics, by determining shape and roughness parameters ii) reveal that plagioclase crystallization is either controlled by diffusion or crystal/melt interfacial mechanisms, iii) demonstrates that plagioclase diffusion-controlled growth rate is not systematically controlled by the slowest diffusion element, and it closely depends on nucleation. Also, we revealed the importance of melt composition on crystallization kinetics, in particular the inhibitive effect on nucleation of trace arsenic addition in the melt.

Orientador: Antonio Carlos Dias Ângelo / Banca: Adelino de Aguiar Coelho / Banca: Sergio Gama / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Fases intermetáclicas ordenadas têm sido utilizadas na eletrocatálise devido sua alta estabilidade físico-química e a reprodutibilidade de sua estrutura ordenada por todo o corpo do material. A configuração geométrica e a densidade eletrônica do metal ativo nas reações são a razão pela qual o CO envenena a superfície catalisadora causando uma redução na eficiência e impedindo que sistemas geradores de energia, como as células a combustível, conquistem o mercado. O grande diferencial dos compostos intermetálicos é que a disposição geométrica e a densidade eletrônica podem ser variadas de modo a não mais favorecer às fortes adsorções do monóxido de carbono. Para comprovar a eficiência do processo de síntese e confirmar a formação bem sucedida dos compostos intermetálicos, uma criteriosa caracterização física das fases intermetálicas é fundamental e indispensável, antes de submetê-las a sistemas envolvendo a oxidação de combustíveis. No que diz respeito à caracterização superficial, estrutural, composicional e eletrônica, as fases intermediárias estarão bem caracterizadas se forem submetidas às técnicas de Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura com Detecção de Energia Dispersiva por Raios X (MEV-EDX) e Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios X (EFX). O objetivo deste trabalho foi obter as fases intermetálicas ordenadas Au'Sb IND. 2', AuCu, AuSn, Auln e caracterizá-las utilizando as técnicas acima citadas. Para a fusão foi utilizado um forno de arco voltaico com eletrodo não consumível de Tungstênio, sob atmosfera inerte de Argônio, seguido de um tratamento térmico em forno resistivo com temperatura pré-estabelecida para cada composto intermetálico. A caracterização física se deu através dos equipamentos Difratômetro Rint-Ultima (Kα, λ= 1,5406 Å), Microscópio BX51M OLYMPUS/INFINITY, equipamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Résumé: Les phases intermétalliques ordonnées ont été dans l'électrocatalysis à cause de sa haute stabilité physiochimique et les reproductibilité de sa structure ordonné par le corps entier de la matière. La configuration géométrique et la densité électronique du métal actif dans les réactions sont la raison par laquelle le CO empoisonne la surface catalysatrice en entraînant une réduction dans l'efficacité et en empêchant que des systèmes générateurs d'énergie, tels que les cellules à combustible, conquirent le marché. La grande différence des composants intermétalliques c'est que l'humeur géométrique et la densité électronique peuvent être variées de sorte à ne plus favoriser aux fortes adsorptions du Monoxyde de Carbone. Pour prouver l'efficacité du processus de la synthèse la formation bien réussie des composants intermétalliques, il est fondamental et indispensable une rigoureuse caractérisation physique des phases intermétalliques, avant de les soumettre à des systèmes comprenant l'oxydation de combustibles. En ce qui concerne la caractérisation superficielle, structurale, compositionnelle et électronique, les phases intermétalliques seront bien caractérisées si elles sont soumises aux techniques de Diffraction de Rayons X (DRX), de Microscopie Électronique à Balayage avec Détection d'Énergie à Rayons X (MEB-EDX) et de Spectroscopie Photo-électronique à Rayons X (XPS). L'objectif de ce travail était obtenir les phases intermétalliques ordonnés Au'Sb IND. 2', AuCu, AuSn, Auln et les caractériser en employant les techniques mentionnées ci-dessus. Pour la fusion un four de arc voltaique a été utilisé avec électrode aucun consumable de Tungstène, sous atmosphère inerte d'Argon, suivre par un traitement thermique dans le four resistive avec pré-established de la température pour chaque composant intermétallique... (Résume complet accès életronique cé - dessous) / Mestre

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cette thèse porte sur l'analyse mathématique de modèles de compétition de plusieurs espèces microbiennes sur un seul nutriment dans un chémostat. L'objectif est de montrer la coexistence des espèces par divers mécanismes pour affirmer la biodiversité que l'on trouve dans les écosystèmes aquatiques et terrestres ainsi que dans les bioréacteurs. Nous nous somme intéressés principalement à trois mécanismes de coexistence :1- La compétition inter-spécifique entre les populations de micro-organismes et intra-spécifiques entre les individus de la même espèce.2- La floculation où l'espèce la plus compétitive inhibe sa propre croissance par la formation des flocs pour pouvoir coexister avec les autres espèces. En fait, ces bactéries en flocs consomment moins du substrat que les bactéries isolées puisqu'ils ont un moins bon accès au substrat, étant donné que cet accès au substrat est proportionnel à la surface extérieur du floc.3- La densité-dépendance dont le modèle peut être construit à partir du modèle de floculation en supposant que la dynamique de floculation est plus rapide que la croissance des espèces. Dans ce modèle densité-dépendant, le taux de croissance et le taux de prélèvement dépendent non seulement de la densité du substrat mais aussi de la densité de la biomasse.Enfin, nous avons étudié un modèle de digestion anaérobie à trois étapes avec dégradation enzymatique du substrat (matière organique) dont une partie peut être sous forme particulaire. L'analyse mathématique montre que ce modèle peut présenter la quadri-stabilité avec lessivage d'aucune, d'une ou de deux espèces selon la condition initiale. / This thesis focuses on the mathematical analysis of models of several species in competition on a single nutrient in a chemostat. The objective is to show the coexistence of microbial species by different mechanisms to affirm the biodiversity found in aquatic and terrestrial ecosystems as well as in bioreactors. We are interested mainly in three mechanisms of coexistence :1- The inter-specific competition between populations of micro-organisms and intra-specific between individuals of the same species.2- The flocculation where the species who wins the competition inhibits its growth by the formation of flocs to be able to coexist with the other species. In fact, these flocs consume less substrate than isolated bacteria since they have less access to the substrate, given that this access to the substrate is proportional to the outside surface of the floc.3- The density-dependence which the model can be construct from the flocculation model by assuming that the dynamics of flocculation is faster than the growth of the species. In this density-dependent model, the growth rate and removal rate depend not only on the density of substrate but also of the density of biomass.Finally, we studied a 3-step model of anaerobic digestion with enzymatic degradation of the substrate (organic matter) that can partly be under a solid form. The mathematical analysis shows that this model may exhibit the quadri-stability with washout of none, one or two species according to the initial condition.