Les techniques dosimétriques externes, telles que les dosimètres portatifs et compteurs Geiger-Müller, sont largement utilisées dans la détection et l’interprétation de dose reçue par les employés du secteur nucléaire. Toutefois, ces techniques ne permettent pas de caractériser une contamination interne, telle que celle causée par des émetteurs alpha. Actuellement au Canada, les techniques de dosimétrie biologique sont orientées sur l’analyse d’urine, de frottis nasaux et, dans de rares cas, de sang, de tissus et exceptionnellement de matières fécales. Les matières fécales, quant à elles, procurent une voie différente et complémentaire aux autres types de prélèvement, en raison de l’interaction entre le système respiratoire et le système digestif. Il n’existe aucune procédure officielle au Canada sur ce genre d’échantillon. Une nouvelle méthodologie, basée sur la fusion boratée couplée à une méthode d’extraction, a été développée dans le cours de ce mémoire, ce qui devrait permettre de résoudre ce problème. / External dosimetric techniques, such as portable dosimeter and Geiger-Müller counter, are largely use in the detection and interpretation of received dose by employees of the nuclear sector. However, those techniques are inefficient for characterising internal contamination, such as alpha emitters. As for the moment, the techniques used in Canada for bioassay are oriented towards urine, nasal swabs sampling and on rare occasion; blood and tissue, exceptionally fecal samples. The fecal samples offer a different and complementary approach to other bioassays due to the interaction between the respiratory tract and the gastrointestinal tract. However, there is no official methodology for fecal analysis in Canada. For this thesis, a new methodology based on borated fusion coupled to column chromatography was developed to remedy this problem.

L'échinococcose alvéolaire, qui peut être fatale si le diagnostic est tardif, est une zoonose émergente. Elle est due à un cestode, Echinococcus multilocularis, dont le cycle fait intervenir le renard roux, Vulpes vulpes, comme hôte définitif et les campagnols prairiaux (Microtus arvalis et Arvicola terrestris) comme hôtes intermédiaires. Relativement peu de données sont actuellement disponibles sur les facteurs écologiques qui peuvent moduler l'intensité de la transmission du parasite entre ses hôtes aux fenêtres d'observation régionales et locales. Dans ce contexte, nous avons conduit une étude du fonctionnement du cycle d'Em à différents niveaux de perception, dans le département français des Ardennes, considéré comme une région de nouvelle endémie. La prévalence vulpine, estimée à 53 % pourrait être expliquée par une densité relativement élevée de renards et une importante consommation de M. arvalis de leur part. A une étendue régionale (900 km²) et un grain local (1 km²), la prévalence vulpine et la distribution des charges parasitaires apparaissent très hétérogènes, avec un gradient croissant nord-sud très marqué. La majorité de la biomasse parasitaire est concentrée sur quelques individus et sur quelques kilomètres carrés. Les caractéristiques du paysage et les densités de rongeurs hôtes intermédiaires semblent influencer les prévalences vulpines. Enfin, à une étendue locale (90 km²) et un grain micro-local (1000 m²), les lisières semblent particulièrement favorables à la transmission parasitaire, puisque c'est dans ce milieu que coïncident des densités élevées de fèces de renards et de rongeurs et, donc, que les contacts entre oeufs et hôtes intermédiaires sont les plus probables.

L’équilibre de l’écosystème microbien du caecum (Ca) et du colon ventral droit (Cn) équin peut être rompu par un changement brusque d’aliments et par une ration riche en amidon, et conduire à l’apparition de coliques. Chez des chevaux soumis à ces deux pratiques alimentaires, nous avons étudié les modifications de ces écosystèmes, de l’écosystème microbien fécal et de paramètres sanguins. Nous avons également testé la supplémentation composée de Saccharomyces cerevisiae et de microalgues Schizochytrium limacinum dans le cadre d’une collaboration avec Alltech. Nous avons montré que les écosystèmes microbiens du Ca et du Cn, stables lors d’un régime foin, pouvaient être rapidement modifiés par le stress provoqué par les deux pratiques alimentaires. Chez les chevaux supplémentés certains taxons bactériens potentiellement fibrolytiques ont augmenté dans le Ca et le Cn, et les dysbioses résultant d’un régime riche en amidon ont été limitées. Nous avons identifié plusieurs paramètres fécaux et sanguins reflétant les variations de l’écosystème microbien du Ca et Cn lors d’un changement de régime: les groupes bactériens fonctionnels, les abondances relatives de taxons bactériens (la famille XIII de Clostridiales, Succinivibrionaceae et des genres appartenant à Ruminococcaceae, Lachnospiraceae ou Prevotellaceae), les proportions et le ratio d’AGV, la concentration de valerate, les lipopolysaccharides fécaux ainsi que le beta-hydroxybutyrate sanguin. Ces paramètres semblent prometteurs pour diagnostiquer les dysbioses du gros intestin équin et prévenir l’apparition des coliques chez le cheval. / The balance of the microbial ecosystem of the caecum (Ca) and the right ventral colon (Cn) of the horse can be disturbed by an abrupt change of feed and by a high-starch diet, and lead to appearance of colic. We investigated the alterations of these ecosystems, of the faecal microbial ecosystem and of blood parameters in horses subjected to these two dietary practices. In addition, we tested a supplementation combining the yeast Saccharomyces cerevisiae and the microalgae Schizochytrium limacinum, in a context of partnership with Alltech. We showed that the Ca and Cn microbial ecosystems were stable under a hay diet, and can rapidly be modified under a stress caused by the two dietary practices. In supplemented horses, some potential fibrolytic bacterial taxa increased in the Ca and Cn, and the dysbiosis resulting from a high-starch diet were limited. We identified several faecal and blood parameters reflecting the variations of the Ca and Cn microbial ecosystem under a change of diet: the bacterial functional groups, the relative abundances of bacterial taxa (family XIII of Clostridiales, Succinivibrionaceae and genera belonging to Ruminococcaceae, Lachnospiraceae or Prevotellaceae), the proportion of acetate and propionate, the VFA ratio, the valerate concentration, the faecal lipopolysaccharides and the blood beta-hydroxybutyrate. These parameters appeared promising to diagnose dysbiosis in the proximal hindgut and thus prevent colic appearance in horses.

Les canidés et félidés peuvent être hôtes définitifs d’Echinococcus multilocularis, Toxoplasma gondii ou Toxocara spp., parasites responsables de zoonoses transmissibles par l’alimentation. La consommation crue de fruits et légumes porteurs de leurs œufs ou oocystes peut être source de contamination humaine. Cette étude visait à évaluer et caractériser le risque d’exposition humaine lié au dépôt de fèces de chats, chiens et renards dans les terrains potagers localisés en régions d’endémie. Ce dépôt s’est avéré important dans certains potagers des Ardennes. De plus, l’ADN d’E. multilocularis et Toxocara spp. a été détecté dans 1/3 des fèces collectées et 23 % des rongeurs piégés autours des potagers ont été trouvés infectés par au moins un des parasites d’intérêt, confirmant le risque d’exposition des hôtes intermédiaires. Parallèlement, l’identification précise des facteurs responsables du dépôt de fèces de carnivores a été conduite sur 192 potagers familiaux ou professionnels des Ardennes et de la Moselle. Au total, 1016 fèces de carnivores (59% de chats, 31% de renards et 10% de chiens) ont été collectées au cours de huit sessions de prospection. Par modélisation, nous avons montré que la présence d’une clôture limite très efficacement le dépôt de fèces de renard, tandis que la présence de rongeurs ou d’arbres fruitiers à proximité le favorise. Enfin, la mise au point d’une méthode sensible a permis la détection de l’ADN d’E. multilocularis et Toxocara spp dans 42 % et 12 % des terrains potagers. Au final, l’exposition humaine aux parasites étudiés semble élevée dans certains potagers. Des mesures de prévention basées sur les résultats de l’étude sont proposées. / Canids and Felids can be definitive hosts of Echinococcus multilocularis, Toxoplasma gondii and Toxocara spp., which are food-borne parasites responsible of zoonoses. The consumption of raw fruit or vegetables carrying their eggs or oocysts can be source of human contamination. This study aimed to assess and characterize the risk of human exposure linked to the faecal deposition by cats, red foxes and dogs in kitchen gardens located in endemic areas. This deposit was found to be important in some kitchen gardens located in the Ardennes region. Furthermore, DNA of E. multilocularis and Toxocara spp were detected in 1/3 of the collected faeces and 23% of the rodents trapped in kitchen gardens proximity were found infected with at least one of the canids or felids parasites, confirming the risk of intermediate host exposure. Concurrently, the accurate identification of factors responsible for carnivore faeces deposit was conducted from eight prospection sessions of 192 kitchen gardens, family or professional ones, located in the Ardennes and Moselle regions. A total of 1016 carnivore faeces (59% from cats, 31% from foxes and 10% from dogs) were collected. By using models to test the effect of various variables on faeces deposit, we showed that fencing efficiently limits fox faeces deposit whereas presence of rodents or fruit trees in the vicinity increases it. Finally, thanks to the development of a sensitive method, E. multilocularis and Toxocara spp. DNA was detected in 42% and 12% of the kitchen gardens. In conclusion, the human exposure to canids and felids foodborne parasites seems high in certain kitchen gardens. Prevention methods are proposed based on our results.

Les objectifs de cette étude consistaient d'une part à étudier l'écologie de deux cerf tropical de taille moyenne, le cerf de Bawean Axis kuhlii et le Muntjac Muntiacus muntjac dans la réserve naturelle et sanctuaire de la vie sauvage de l'île de Bawean et le parc national d'Ujung Kulon respectivement, et d'autre part de mettre à jour leur statut de conservation. Nous avons utilisé pour la première fois une nouvelle technique de contrôle, les caméras-pièges, associées à aux méthodes écologiques classiques afin d'évaluer la taille des populations, d'examiner l'utilisation de l'habitat, d'estimer le domaine utilisé et d'identifier les patrons d'activité. Les résultats montrent que si les caméra-pièges sont couteuses au départ, elles ont facilité le recueil de données sur le terrain et ont fourni beaucoup d'informations pour les analyses ultérieures. De plus, la méthode des caméra-pièges a permis d'acquérir un plus grand nombre d'informations sur espèces étudiées mais aussi sur les autres espèces présentes sur les sites, que les autres méthodes employées. Pour l'estimation des tailles de population nous avons utilisé un modèle de rencontre aléatoire (REM), une technique efficace pour évaluer la densité d'espèce élusives, rares et dont les individus ne sont pas reconnaissables individuellement. Ce qui ne peut être obtenu par la technique de capture-recapture photographique qui requière que les individus soient identifiables et donc une grande qualité photographique. Les résultats ont été comparés avec ceux obtenus par la technique de comptage de tas de fèces. Les deux méthodes ont fourni des évaluations de densité de population semblables, plus élevées durant la saison sèche et une taille de population estimée entre 227 et 416 cerfs de Bawean. L'étendue de l'aire utilisée par le cerf de Bawean est apparue considérablement plus réduite que lors des précédentes estimations, le comptage de tas de fèces ayant fourni des données complémentaires aux images issues des caméra-pièges. Les deus espèces de cervidés ont essentiellement été relevées dans des habitats de forêt secondaire. L'analyse faite par la méthode de l'entropie maximale (Maxent) a montré que les variables anthropogéniques (pour les deux espèces) et climatiques (Muntjac seulement) sont les prédicteurs principaux pour l'utilisation de l'habitat. Enfin, en utilisant les indicateurs horaires fournis par les caméra-pièges, les patrons d'activité ont été examinés en relation avec le sexe et les conditions environnementales. Bien qu'il soit considéré comme espèce nocturne, l'essentiel des clichés de cerf de Bawean ont été pris durant le jour, et l'activité nocturne dépend de la luminosité. Le muntjac a également témoigné d'une certaine activité diurne avec les plus forts pics situés après le lever et avant le coucher de soleil, alors que l'activité nocturne n'est pas apparue liée à la luminosité. Il n'a pas été observé de différences entre mâles et femelles pour les deux espèces. Alors que le statut du muntjac est classé "peu préoccupant" par UICN, même si des mesures locales de conservation devraient être prises dans la zone d'étude, le cerf de Bawean devrait être maintenu dans la catégorie "en danger critique" car cette population qui apparaît toujours aussi réduite est toujours soumise à une perte d'habitat par déforestation illégale et à des perturbations par les chiens et les chasseurs. / The aim of this study was to investigate the ecology of two medium-sized tropical deer, the Bawean deer Axis kuhlii and the red muntjac Muntiacus muntjac in Bawean Island Nature Reserve and Wildlife Sanctuary and Ujung Kulon National Park respectively, and to update their conservation status. We used for the first time a new monitoring technique, camera trapping, together with classical ecological field methods for estimating population size, investigating habitat use, predicting range, and identifying activity pattern. Results show that camera traps were initially expensive but they lightened the field work and provided much information for further analyses. Moreover, camera trapping provided a higher number of records and accurate species identification than other methods. For estimating population size we used a random encounter model (REM), a technique accurate for estimating density of elusive, rare and unmarked species contrary to photographic capture-recapture techniques which require both unique mark and good photographs for individual recognition, and compared the results with those obtained by faecal pellet group count. Both methods provided similar population density estimates, higher in the dry than in the wet season, and a population size of ca. 227-416 deer. The range of Bawean deer established dramatically narrower than previously reported, faecal pellet group count bringing additional data to camera trapping. Both deer species were mainly recorded in secondary forests; Analysis with Maximum entropy model (Maxent) showed that anthropogenic (for both species) and climatic (for red muntjac only) variables were the main predictors of habitat use. Finally, using time data recorded by camera traps, we investigated the activity pattern related to sex and environmental conditions. The believed nocturnal Bawean deer was predominantly photographed during the day, and its nocturnal activity was linked to luminosity. Red muntjac also showed some diurnal activity with higher peaks after sunrise and before sunset, and a nocturnal activity which was not influenced by luminosity. No difference was observed between males and females for both species. Whereas red muntjac is listed "Least concern" by IUCN even if local conservation measures should be undertaken in our study area, Bawean deer should remain "Critically endangered" as the population is still small and the main threats, habitat loss due to illegal logging and human disturbance by dogs and hunters, are ongoing.

La tuberculose bovine est une maladie infectieuse contagieuse causée par Mycobacterium bovis. Cette maladie touche les bovins et de nombreuses espèces de mammifères domestiques et sauvages, ainsi que l’homme. La circulation de la bactérie dans des systèmes multi-hôtes variés favorise l’entretien de la maladie et la contamination des bovins vivant à proximité des animaux sauvages infectés. En marge de la transmission directe de M. bovis par voie respiratoire, la transmission indirecte aux bovins, liée à l’inhalation ou à l’ingestion de matrices environnementales contaminées par un animal infecté excréteur, est suspectée dans plusieurs régions du monde. L’existence de réservoirs environnementaux où le bacille M. bovis est capable de persister, pourrait donc être un facteur important de la réémergence puis du maintien de la maladie dans les systèmes multi-hôtes.En Côte d’Or, département fortement touché par la tuberculose bovine depuis 2004, la transmission indirecte de la bactérie entre la faune sauvage infectée et les bovins est suspectée dans plusieurs élevages. Pour évaluer la présence et la survie de cette bactérie dans l’environnement, nous avons analysé un grand nombre d’échantillons prélevés dans des zones partagées par les bovins et/ou la faune sauvage infectés dans le but de déterminer la distribution environnementale de M. bovis. Pour ce faire, nous avons développé ou modifié des systèmes de détection moléculaire adaptés aux matrices environnementales complexes. Nous avons également évalué l’impact de la température et des propriétés physico-chimiques de deux sols sur la survie de M. bovis, ainsi que le rôle de la mésofaune du sol (lombrics en particulier) dans la dissémination de la bactérie à partir de matière organique contaminée. L’étude environnementale a mis plus particulièrement en évidence la contamination de deux biotopes: les zones humides des pâtures et les sols de terriers de blaireaux. De plus, les études expérimentales ont montré que M. bovis pouvait survivre plusieurs mois dans le sol à 4°C et que les lombrics pouvaient disséminer la bactérie dans le sol, voire jouer un rôle potentiel de vecteur pour les animaux qui les consomment. Ces résultats apportent de nouvelles connaissances sur la persistance et la circulation de M. bovis dans l’environnement en Côte d’Or et permettront de proposer des améliorations aux mesures de biosécurité déjà existantes dans les élevages bovins. / Bovine tuberculosis is an infectious disease caused by Mycobacterium bovis. This disease affects cattle, and many species of domestic and wild mammals, and humans. The circulation of the bacteria in various multi-host systems promotes the maintenance of the disease and the contamination of cattle in the vicinity. Beside direct transmission of the bacteria through the respiratory route, indirect transmission, through inhalation or ingestion of environmental matrices contaminated by an infected animal excretory, is suspected in several countries. Environmental contamination with M. bovis appears to be a crucial factor in the persistence of the infection in multi-host systems.In Côte d'Or, a French department affected by bovine tuberculosis since 2004, the indirect transmission of the bacteria from infected wildlife to cattle is suspected in several cases. To assess this type of transmission of the bacillus, we evaluated the environmental contamination with M. bovis on a large number of samples taken in areas shared by cattle and / or wildlife infected. For this purpose, we developed or modified molecular detection systems adapted for environmental complex matrices. We also assessed the impact of physicochemical properties of both soil and temperature on survival of M. bovis and the role of earthworms in the spread of the bacteria from contaminated organic material. The environmental study showed the contamination of two media in particular: wetlands pastures and soil badger setts. Moreover, experimental studies have shown that M. bovis can survive in soil for several months at 4 ° C and the worms could spread the bacteria in the soil, or even play a potential role for vector animals that consume them. These results will propose improvements to existing biosecurity measures on cattle farms and provide new knowledge about the persistence and circulation of M. bovis in the environment in Côte d'Or.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Cette thèse présente une vue d'ensemble complète de trois études qui ont évalué le potentiel d'utilisation du frass, matériau résiduel résultant de la bioconversion de la matière organique par les larves de la mouche soldat noire (LMSN), comme amendement organique en horticulture. Au cours de la première étude, des essais in vitro de superposition de cultures ont révélé la présence de microorganismes produisant des composés inhibant la croissance mycélienne des sept agents phytopathogènes (champignons/oomycètes) importants dans les extraits du frass et les extraits du régime de référence Gainesville (GV). Parmi les bactéries/champignons isolé(e)s du régime GV et du frass, la bactérie Bacillus velezensis, utilisée comme agent de lutte biologique, a montré une forte activité antifongique/anti-oomycète suggérant que cette bactérie présente dans le régime GV survive au processus d'élevage de LMSN et soit l'un des facteurs clés contribuant à l'activité antifongique/anti-oomycète du frass. Cela souligne l'importance des caractéristiques microbiennes de la matière première dans les propriétés antifongiques et anti-oomycètes du frass. La deuxième étude a comparé les caractéristiques du frass dérivé de deux régimes alimentaires différents : un régime à base de déchets de fruits/légumes/boulangerie complété par des déchets de brasserie (FVBB) et un régime GV. Les résultats ont démontré que les deux frass contenaient des éléments nutritifs essentiels, comparables aux engrais organiques disponibles commercialement. De plus, le frass provenant du régime FVBB ont présenté des effets d'antibiose, inhibant la croissance des pathogènes des plantes, tout en favorisant de meilleures performances des larves, une composition nutritionnelle et une réduction efficace des déchets. Dans la troisième étude, le potentiel du frass de LMSN à limiter le développement du flétrissement causé par Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL) chez les plants de tomate a été étudié. Le frass provenant des régimes GV et FVBB a été pasteurisé à 70°C (pendant 1 heure) ou non avant d'être incorporé dans le milieu de culture des plants de tomate. Les résultats ont révélé que le frass provenant du régime GV, pasteurisé ou non, réduisait significativement la gravité du flétrissement causé par FOL et la colonisation des racines par le champignon pathogène comparativement au frass provenant du régime FVBB et au groupe témoin sans frass, tout en étant comparables au compost. De plus, l'étude a identifié des différences dans les communautés microbiennes de la rhizosphère associées au type de frass et à la pasteurisation, certaines familles bénéfiques étant associées à une réduction de la gravité de la maladie. Les trois études démontrent collectivement le potentiel du frass de LMSN comme amendement organique efficace pour la gestion des agents pathogènes des cultures horticoles. Le choix du régime d'élevage des larves influence considérablement l'activité antifongique du frass et son efficacité globale dans la lutte contre les maladies des plantes. / This thesis presents a comprehensive overview of three studies evaluating the potential use of frass, the residual material resulting from the bioconversion of organic matter by black soldier fly larvae (BSFL), as an organic amendment in horticulture. In the first study, in vitro culture overlay assays revealed the presence of microorganisms producing compounds inhibiting mycelial growth of seven important plant pathogens (fungi/oomycetes) in frass extracts and Gainesville diet (GV) extracts, a widely used reference diet. Among the bacteria/fungi isolated from the GV diet and frass, the bacterium Bacillus velezensis, used as a biological control agent, showed strong antifungal/anti- oomycete activity suggesting that this bacterium is present in the GV diet survives the BSFL rearing process and is one of the key factors contributing to the antifungal/anti-oomycete activity of frass. This highlights the significance of feedstock microbial characteristics in the frass antifungal and anti- oomycete properties and suggests the possibility of exploiting frass to control horticultural plant pathogens. The second study compared the characteristics of frass derived from two different diets: a fruit/vegetable/bakery waste-based diet supplemented with brewery waste (FVBB) and a GV reference diet. Results demonstrated that frass derived from both diets contained essential nutrients and elements, comparable to commercially available organic fertilizers. Moreover, frass from the FVBB diet also exhibited antibiosis effects, inhibiting the growth of plant pathogens, while also promoting better larval performance, nutritional composition, and efficient waste reduction. In the third study, the potential of BSFL frass to limit the development of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL) in tomato plants was investigated. Frass derived from the GV and FVBB diets underwent pasteurization at 70°C (for 1 hour) and not before being incorporated into the growing medium of tomato plants. The results revealed that frass derived from GV diet, regardless of pasteurization, significantly reduced the severity of wilt caused by FOL and pathogen root colonization by the pathogenic fungus compared to frass derived from FVBB diet and the control group with no frass while being comparable with compost. Additionally, the study identified differences in rhizosphere microbial communities associated with the type of frass and pasteurization, with certain beneficial orders associated with the reduced disease severity. The three studies collectively demonstrate the potential of BSFL frass as an efficient organic amendment for plant pathogens management in horticultural crops. The choice of larval rearing diet significantly influences the frass antifungal activity and overall effectiveness in controlling plant diseases.