Bien que les principales indications pour l’utilisation des antibiotiques en alimentation animale sont d’ordre curative et préventive, il est reconnu que leur utilisation permet également l’amélioration des performances de croissance, ce qui leur a valu leur appellation de « facteurs de croissance ». Les antibiotiques facteurs de croissance (AFC) permettent de maintenir une concentration constante d’antibiotiques chez l’animal afin de pouvoir contrôler la flore intestinale et donc prévenir ou minimiser certains problèmes de santé. Plusieurs pratiques reliées à l’utilisation des antibiotiques en élevage pour améliorer les performances zootechniques ont par contre été remises en question face à l’émergence de l’antibiorésistance et ce, notamment du point de vue de la santé publique et de la sécurité sanitaire des aliments. Depuis 1999, le retrait des antibiotiques dans les élevages de poulets de chair en Europe a été associé à la résurgence d’entérite nécrotique, une maladie intestinale causée par la bactérie Clostridium perfringens. Alors que la prévention de cette maladie semblait bien maîtrisée, le retrait des antibiotiques a montré que peu de solutions de remplacement sont disponibles pour prévenir cette maladie. C’est donc avec l’objectif principal d’identifier des alternatives efficaces qu’a été tout d’abord réalisé une méta-analyse pour distinguer les alternatives aux AFC les plus fréquemment étudiés et évaluer numériquement leur effet dans l’améliorations des performances de croissance. Cette métaanalyse fut suivie par des essais pratiques. Ces derniers, ont été testé l’impact du remplacement des AFCen station expérimentale sur les performances de croissance, et la santé digestive des poulets grâce à divers indicateurs (tels que le dosage de pH et humidité de litière, l’histomorphométrie des cryptes et villosités intestinales, les mesures des concentrations des acides gras à chaine courte dans les caeca et des indicateurs sériques). Les alternatives étudiées étaient des acides organiques, des prébiotiques synthétique et naturels (Avoine nue), des probiotiques et des produits phylogéniques et des huiles essentielles. La présente étude a permis de quantifier l'effet des alternatives aux AFC sur les performances de croissance à travers les divers modèles actuels établis par notre méta-analyse. En plus, elle nous a permis de comparer ces alternatives aux AFC et de caractériser leur effet sur les performances de croissance et la santé digestive des poulets de chair élevés sans antibiotiques au Québec. / Although the principal use of antibiotics in animal feed is therapeutic and prophylaxic, it has been known for a long time that their use also improves growth performance, which has earned them the designation of "growth promoters ". Antibiotics (AGP) help maintain a constant concentration of antibiotics in the gut in order to control the intestinal flora and therefore prevent or minimize certain health problems. An important global problem in recent years is the development of antibiotic resistance. This made questioned several practices related to antibiotic use in animal production to improve zootechnical performance, particularly from the point of view of food safety and public health. Since 2006, antibiotic withdrawal from broiler chickens in Europe has been associated with the resurgence of necrotic enteritis, an intestinal disease caused by the bacteria Clostridium perfringens. While the pathogenesis of the disease seemed to be well understood, the absence of preventive infeed antibiotics has underlined that few alternatives are available to prevent this disease. In this context, this thesis goal was to study the alternatives to AGP first with a meta-analysis, to distinguish which AGP alternatives are the most studied and likely to improve growth performance. This meta-analysis was then followed by field trials wherethe impact of the AGP replacement were tested in animal husbandry in Quebec. Growth performances, as well as chickens digestive health of were evaluated usingvarious markers (such as litter pH and moisture, intestinal crypts and villi histomorphometry, cecal short chain fatty acids concentrations and measurements of seric blood indicators). Tested alternatives included organic acids, synthetic and natural prebiotics (naked oats), probiotics, phytogenic herbal products and essential oils. The current study made it possible to quantify the effect of alternatives to AGP on growth performance through the various current models established by our meta-analysis. In addition, it has enabled us to better document, from a scientific point of view, to compare these alternatives and to characterize their effect on the digestive health of broilers raised without antibiotics in Quebec.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2009 . / Titre de l'écran-titre (visionné le 16 juin 2009). Bibliogr.

Thèse (LL.D.)--Université Laval, 2009. / Bibliogr.: f. 495-557. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Le phosphore (P) des aliments pour les porcs est partiellement retenu (30-35%) en raison de l’absence de phytase endogène dans leur tube digestif ; le restant étant excrété et potentiellement à risque pour l’environnement par des phénomènes d’eutrophication. Il est ainsi courant d’ajouter des phosphates dans les aliments pour combler les besoins en P, lesquels constituent une ressource naturelle limitée et parfois coûteuse. Ainsi, la réduction du P alimentaire est prioritaire pour la production porcine depuis plusieurs années. Une des voies pour y arriver est l’augmentation de son efficacité d’utilisation par l’animal. Cette augmentation peut être liée aux modifications nutritionnelles (ex. : phytases exogènes) ou aux adaptations digestives et métaboliques de l’animal en réponse à une carence soit par exemple en utilisant des stratégies de déplétion-réplétion. Ceci consiste à alimenter un animal au-dessous de ses besoins en P durant une certaine période (déplétion) et avec un aliment non carencé (réplétion) par la suite. L'impact d’une telle stratégie sur les performances de croissance, la minéralisation osseuse, les propriétés mécaniques des os, la concentration plasmatique de P et Ca et des transporteurs intestinaux et rénaux liées au métabolisme phosphocalcique ont été étudiés dans la présente thèse. Deux essais ont été effectués avec des porcs en croissance recevant un régime témoin (C) avec des apports adéquats de P et Ca ou un régime faible (L) apportant 60% des besoins. Dans le premier essai, 60 mâles castrés [poids vif (PV) initial 14 ± 1,6 kg] ont été alimentés pendant quatre phases de 28 jours avec différentes séquences d’alimentation [CCCC, CLCC, CCLC, CCCL, LCLC ou LLLL]. Dans le deuxième essai, 80 mâles castrés [PV initial 24 ± 3,0 kg] ont été alimentés pendant trois phases de 28 jours avec les séquences suivantes : CCC, CLC, LCC, LLC ou LLL. Dans les deux essais, la consommation journalière individuelle moyenne d’aliment et le poids vif ont été enregistrés et le corps entier et vertèbres lombaires (L2-L4) scannées au début et à la fin de chaque phase de croissance par absorptiométrie aux rayons X (DXA) afin de mesurer leur teneur corporelle en protéines, lipides, P et Ca ainsi que leur contenu minéral osseux (CMO) et densité minérale osseuse (DMO). Des échantillons de sang ont été prélevés pour déterminer les concentrations plasmatiques de P, Ca et vitamine D3 ainsi que des échantillons post-mortem de jéjunum et de rein afin d'étudier l'expression génique et protéique des transporteurs de P, Ca et vitamine D3. Le fémur et le métacarpe ont été aussi collectés pour étudier leurs propriétés mécaniques par des tests de flexion. Le P digestible et le Ca total ont été déplétés respectivement de 36% et 22% dans le premier essai. Dans cet essai, la déplétion a réduit la minéralisation osseuse et les performances de croissance des animaux CCCL et LLLL et les porcs réplétés CCLC ont présenté des performances similaires aux CCCC. Les porcs CCLC et CLCC ont récupéré leur contenu minéral osseux (CMO) à la fin de l'essai grâce à une utilisation plus efficace de P et Ca alimentaires. Dans le deuxième essai, la réduction du P digestible et Ca total alimentaire a été de 35% et 42%, respectivement. La déplétion dans cet essai a réduit les performances de croissance, le CMO et les propriétés mécaniques des os. Dans la dernière période, l’efficacité d’utilisation du Ca alimentaire a été supérieur chez les porcs LLL mais inférieur chez les animaux réplétés (CLC, LCC et LLC) par rapport aux CCC, et donc n’ont pas pu rattraper la minéralisation à la fin de l’expérience. Comparativement aux porcs témoins, les transporteurs intestinaux et rénaux de Ca des porcs déplétés ont été surexprimés dans la deuxième phase, tandis que ceux du P ont été sous-exprimés chez les réplétés, soit une réponse de type parathormone. Les différents os du squelette répondent différemment aux modifications alimentaires de P et Ca, avec notamment les vertèbres qui sont plus sensibles à la déplétion-réplétion en P comparativement au squelette entier. Les performances de croissance, les propriétés mécaniques des os et la concentration plasmatique de P et Ca ne sont pas de bons indicateurs de la minéralisation corporelle. En somme, une déplétion en P alimentaire améliore son utilisation digestive et métabolique, laquelle peut être maintenue même pendant la réplétion. Cependant, une carence similaire ou plus importante en P qu’en Ca semble nécessaire pour engendrer des adaptations menant à une meilleure efficacité d’utilisation de P. En conclusion, la déplétion-réplétion en P est une stratégie prometteuse pour réduire le P alimentaire mais demande d’être encore affinée, notamment par une meilleure compréhension des régulations. / Phosphorus (P) in pig feed is partially retained (30-35%) due to the absence of endogenous phytase in its digestive tract; the remainder being excreted and potentially at risk for the environment by eutrophication phenomena. It is thus common to add phosphates in feed to fulfill P requirements, which constitutes a limited and sometimes costly natural resource. Thus, the reduction of dietary P supply has been a priority for the pig production industry for several years now. One way to achieve this objective is to increase its utilization efficiency by the animal. This increase may be related to nutritional changes (e.g., exogenous phytases) or to digestive and metabolic adaptations of the animal in response to dietary deficiencies such as the depletion-replication strategy. This involves feeding an animal below its P requirements for a certain period (depletion) followed by a non-deficient diet (repletion) thereafter. The impact of this strategy on growth performance, bone mineralization and mechanical properties, plasmatic P and Ca concentration and intestinal and renal transporters related to phosphocalcic metabolism have been studied in this thesis. Two trials were performed with growing pigs receiving a control (C) or a low (L) diet, which supplied 100% and 60% of the P-Ca requirements, respectively. In the first trial, sixty castrated male pigs (initial body weight (BW) 14 ± 1.6 kg) were fed during four 28-days feeding phases with different feeding sequences [CCCC, CLCC, CCLC, CCCL, LCLC or LLLL]. In the second trial, 80 castrated male pigs [initial BW 24 ± 3.0 kg] were fed during three 28-days phases with the following sequences: CCC, CLC, LCC, LLC or LLL. In both trials, individual average daily feed intake and weekly BW were recorded, and whole-body and lumbar vertebrae (L2-L4) were scanned at the beginning and at the end of each growing phase with dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) to measure whole-body mineral, protein, lipid, P and Ca contents and bone mineral content and density (BMC, BMD; respectively). Blood samples were collected to determine P, Ca and vitamin D3 plasmatic concentrations, and samples of mid-jejunum and kidney were collected post-mortem to study the gen and protein expression of P, Ca and vitamin D3 transporters. Moreover, femur and metacarpal were also collected to study their mechanical properties by the bending test. In the first trial digestible P and Ca depletion was 36% and 22%, respectively. Depletion of this trial reduced bone mineralization and growth performances of CCCL and LLLL pigs, and CCLC pigs had similar performances than CCCC pigs. Both CCLC and CLCC pigs recovered BMC at the end of the trial as a result of a higher dietary P and Ca utilization efficiency. In the second trial, dietary digestible P and Ca reduction was 35% and 42%, respectively. Depletion in this trial reduced growth performance, BMC and bone mechanical properties. In the last phase and compared to control pigs, the utilization efficiency of dietary Ca was higher in LLL and lower in repleted pigs (CLC, LCC, LLC) which were not able to recover bone mineralization at the end of the trial. Compared to control pigs, the intestinal and renal Ca transporters of depleted pigs were overexpressed in the second phase, whereas those of P were under-expressed in the repleted pigs, probably due to the synthesis of parathormone. The different bones of the skeleton respond differently to dietary P and Ca modifications, where vertebrae are more susceptible to P depletion-repletion compared to the whole skeleton. Growth performance, bone mechanical properties and plasma concentration of P and Ca are not good indicators of body mineralization. In summary, a depletion in dietary P improves its digestive and metabolic utilization, which can be maintained even during repletion. However, a similar or greater deficiency in P than in Ca seems necessary to develop adaptations leading to a better P utilization efficiency. In conclusion, a dietary P depletion-replication is a promising strategy for reducing P supply but further refinement is needed, in particular through a better understanding of the regulations involved.

"Thèse en cotutelle, Doctorat en sciences animales, Université Laval, Québec, Canada, Philosophiæ doctor (Ph. D.) et Université Paris-Saclay, Saint-Aubin, France" / L'amélioration de l'utilisation du phosphore est un des enjeux majeurs de durabilité de la filière porcine. Les objectifs de cette thèse de doctorat sont 1) de développer un nouveau modèle mécaniste de prédiction des besoins en phosphore et calcium chez le porc en croissance et 2) de rechercher des stratégies nutritionnelles permettant une utilisation du phosphore plus efficiente. Afin de développer le modèle de prédiction, un essai a d'abord été réalisé pour actualiser les connaissances sur l'évolution dynamique de la composition chimique en phosphore et calcium des tissus mous au cours de la croissance du porc. Dans le modèle proposé, le dépôt de phosphore et de calcium dans les os est considéré comme indépendant du dépôt protéique, ou du dépôt de tissus mous. Son analyse de sensibilité montre que le potentiel de dépôt de calcium dans les os est le facteur qui influe le plus sur la variabilité des besoins en calcium et phosphore, suivi du dépôt protéique pour le besoin en phosphore à 30 et 60 kg de poids vif. Concernant la recherche de stratégies nutritionnelles, un essai a été mis en place pour tester l'effet d'une séquence de déplétion et de réplétion des apports en phosphore et calcium sur l'efficience d'utilisation de ces minéraux chez les porcs en croissance. Un second essai a été réalisé pour évaluer l'effet d'une alimentation sans phosphate avec ajout de phytase microbienne. L'efficience d'utilisation du phosphore a été améliorée avec ces deux stratégies. Néanmoins, les performances zootechniques ont été légèrement diminuées en début de croissance (second essai), ce qui est probablement dû à un excès de calcium soluble. Les stratégies proposées dans cette thèse ouvrent des voies très pertinentes pour réduire les apports et diminuer les rejets en phosphore. Le nouveau modèle introduit dans cette thèse, associé à de nouvelles stratégies d'amélioration de l'utilisation du phosphore, permettrait de diminuer les intrants en phosphate minéral pour l'alimentation des porcs et de réduire les excrétions en phosphore sans diminuer les performances de croissance ou la santé osseuse des animaux. Les effets pourraient être encore plus important lors de l'application de ces solutions avec des systèmes d'alimentation de précision. / Improving phosphorus use is one of the major issues for the sustainability of the swine industry. The objectives of this PhD thesis were 1) to develop a new mechanistic model to predict the phosphorus and calcium requirements in growing pigs, and 2) to investigate nutritional strategies for a more efficient use of phosphorus. In order to develop the prediction model, a trial was first carried out to update the knowledge on the dynamic changes of the chemical composition of soft tissues during pig growth. In the proposed model, phosphorus and calcium deposition in bone is considered to be independent of protein deposition, or soft tissue deposition. Sensitivity analysis of the model shows that the potential for calcium deposition in bone has the greatest influence on the variability of calcium and phosphorus requirements, followed by protein deposition for phosphorus requirement at 30 and 60 kg of body weight. Regarding the research of nutritional strategies, a trial was first set up to test the effect of a dietary phosphorus and calcium depletion-repletion sequence on the efficiency of use of these minerals in growing pigs. A second trial was carried out to evaluate the effect of a phosphate-free diet with the addition of microbial phytase. Phosphorus utilisation efficiency was improved in both strategies. However, the zoo technical performance decreased slightly at the beginning of growth in the second trial, which is probably due to an excess of soluble calcium. The strategies proposed in this thesis provide very relevant ways to reduce phosphorus supplies and to decrease phosphorus excretion. The new model introduced in this thesis, combined with new strategies to improve phosphorus use, would allow to reduce inorganic phosphate supply to pigs, and to reduce phosphorus excretion without decreasing growth performances or bone health of animals. The effects could be even greater when applied with precision feeding systems.

Ce projet a consisté en le développement, l'implantation et l'évaluation d'interventions visant la consommation d'au moins cinq portions de fruits et de légumes par jour chez des personnes ayant l'intention d'adopter ce comportement mais ne le faisant pas. Tout d'abord, une revue systématique de la littérature a été réalisée afin d'identifier les déterminants de la consommation de fruits et de légumes (CFL). Un total de 23 études a été identifié. Les déterminants les plus fréquents étaient l'habitude, l'intention, le sentiment d'efficacité personnelle et la connaissance. La régulation du comportement est aussi apparue comme un déterminant mais n'a été testée que dans une étude. Prenant en considération ces résultats et le degré élevé de motivation de la population visée, le sentiment d'efficacité personnelle ainsi que la planification de l'action et de la gestion de l'action ont été les cibles principales des interventions. Ensuite, 319 participants âgés de 20 à 65 ans ont été aléatoirement distribués dans quatre groupes : 1) une intervention basée sur la planification de l'action et de la gestion de l'action (PA); 2) une intervention basée sur le développement du sentiment d'efficacité personnelle (DEP); 3) une intervention combinant ces deux approches (IC); et 4) un groupe témoin. Un total de 163 participants a retourné les questionnaires avant et après l'intervention et à trois mois de suivi. À trois mois de suivi, comparée au groupe témoin, la CFL a augmenté de façon significative dans les groupes PA et IC (respectivement, 1,5 et 1,9 portion par jour). La plupart des variables psychosociales ont significativement augmenté, à l'exception du sentiment d'efficacité personnelle associé à la consommation de légumes. De plus, le changement de CFL est apparu médié par le changement d'intention de consommer des fruits et le changement dans la planification de l'action de consommer des légumes. En conclusion, les interventions basées sur la planification de l'action et de la gestion de l'action sont apparues efficaces pour augmenter la CFL, qu'elles soient associées ou non au DEP. Les interventions futures devraient privilégier cette approche pour favoriser le passage de l'intention à l'action de consommer des fruits et des légumes.

Une gestion précise des apports de phosphore (P) aux volailles est un enjeu important dans le domaine de la production avicole où il demeure un nutriment essentiel pour les performances des oiseaux, mais se doit d’être utilisé de façon précise pour nourrir les plantes afin d’éviter les problèmes environnementaux qui y sont associés. Le but de ce travail de maîtrise était de simuler le devenir du P alimentaire chez le poulet de chair à l’aide de la modélisation mécaniste en 1) évaluant la digestibilité iléale du P chez le poulet de chair à l’aide de l’outil de méta-analyse, 2) simulant la croissance des tissus protéique et lipidique et 3) en estimant la répartition de ces minéraux dans les différents tissus pour moduler l’excrétion du P selon les objectifs de production (ex. : optimisation des performances, diminution de l’excrétion de P). Dans un premier temps, la méta-analyse a permis d’étudier les interactions entre le calcium (Ca), les différentes formes de P et la phytase microbienne (PhytM). De façon générale, les rations riches en P phytique (PP) et en Ca ont montré une réponse plus élevée en termes de P digestible à la PhytM. Dans un deuxième temps, le modèle a permis d’estimer la répartition du P et du Ca dans les différents tissus, et ce, selon différents apports phosphocalciques. Ces simulations ont accentué l’importance d’un ratio Ca:P équilibré pour une utilisation optimale des deux minéraux par les poulets de chair et ce ratio doit être mis en lien avec l’apport de P donné aux oiseaux. En effet, considérant que les deux se déposent ensemble au niveau de l’os sous la forme d’hydroxyapatite, si le premier est apporté en excès par rapport à l’autre, il sera excrété et ainsi perdu engendrant une perte économique pour le producteur. Ce travail de maîtrise a donc permis d’avoir une meilleure compréhension des mécanismes contrôlant l’utilisation digestive et métabolique de P en lien avec les apports de Ca et de phytase microbienne et de développer un modèle mécaniste permettant de simuler le devenir métabolique du P et du Ca chez le poulet de chair. Les connaissances générées contribuent au développement d’outil d’aide à la formulation répondant aux enjeux de la durabilité de la production avicole.

Titre de l'écran-titre (visionné le 24 novembre 2023) / L'objectif de ce travail était d'étudier l'effet d'une réduction de la teneur en protéine brute (PB) dans les aliments des poulets de chair sur le rendement et la qualité de la viande de poitrine dans une optique de réduction des émissions d'azote dans l'environnement. Pour ce faire, un total de 1,269 poussins mâles de la souche Ross 308 ont été placés dans un design expérimental en blocs complets randomisés et nourris d'un de trois régimes : un témoin (20,4 et 19,5 % de PB en croissance et en finition, respectivement), un régime réduit de 1,5 % (PB-1,5 %) et un régime réduit de 3,0 % (PB-3,0 %) en PB en phase de croissance et de finition, respectivement. À 35 jours, 108 oiseaux (36 poulets/groupe) ont été abattus et découpés pour évaluer le rendement de la carcasse et la qualité de la viande de poitrine. Les résultats ont montré que les régimes expérimentaux n'avaient d'impact significatif ni sur le poids corporel ni sur l'efficacité alimentaire. Cependant, ils significativement ont réduit (P < 0,001) l'ingéré total d'azote (-7,46 et -11,9 % pour PB-1,5 % et PB-3,0 %, respectivement). En termes de qualité de la viande de poitrine, les régimes expérimentaux n'étaient associés qu'à une tendance (P = 0,07) du pH ultime à augmenter (5,75, 5,79 et 5,81 pour le témoin, PB-1,5 % et PB-3,0 %, respectivement). Les filets de poitrine des groupes PB-1,5 % et PB-3,0 % présentaient des valeurs de l'indice de jaune et de perte d'eau après cuisson significativement (P < 0,001) inférieures à celles du témoin. De plus, la solubilité, l'index de l'activité et de la stabilité d'émulsion des fractions sarcoplasmiques et myofibrillaires des protéines musculaires n'ont pas été influencés par les régimes alimentaires. Par ailleurs, la baisse de PB était associée à une augmentation (P < 0,01) du rendement en poitrine (18,39, 19,21 et 19,61 % pour le témoin, PB-1,5 % et PB-3,0 %, respectivement). De plus, la teneur de la viande en protéines et en lipides intramusculaires n'a pas été affectée par les régimes expérimentaux. En conclusion, ce projet a démontré que la teneur en PB des régimes de croissance et de finition des poulets de chair pouvait être réduite de 3,0 % sans effets négatifs sur les performances ou sur la qualité de la viande tant que les besoins en acides aminés sont adéquatement couverts. / The objective of this work was to investigate the effect of reducing dietary crude protein (CP) content in broilers' diets to reduce nitrogen emissions on breast meat yield and quality. To achieve this, a total of 1,269 male chicks of the Ross 308 were placed in a randomized complete block design and fed one of three diets: a control (20.4 and 19.5% CP in the grower and finisher phase, respectively), a diet with 1.5% reduction (CP-1.5%) and a diet with a 3.0% reduction (CP-3.0%) of CP content in both, the grower and finisher phases. At 35 days, a total of 108 birds (36 chickens/group) was slaughtered and butchered to evaluate carcass yield and breast meat quality. The results showed that the experimental diets had no significant impact on body weight or feed efficiency. However, they significantly reduced (P < 0.001) total nitrogen intake (-7.46 and -11.9% for CP-1.5% and CP-3.0%, respectively). In terms of breast meat quality, the experimental diets were only associated with a tendency (P = 0.07) of the ultimate pH to increase (5.75, 5.79 and 5.81 for control, CP-1.5% and CP-3.0%, respectively). Breast fillets from the CP-1.5% and CP-3.0% groups showed lower yellowness and lower cooking loss values in comparison to the control group (P < 0.001). In addition, the solubility, the emulsion activity and stability indices of the sarcoplasmic and myofibrillar fractions of muscle proteins were not influenced by the experimental diets. Also, the reduction in CP was associated with a significant increase (P < 0.01) in breast yield (18.39, 19.21 and 19.61% for control, CP-1.5% and CP-3.0%, respectively). Moreover, the meat content of protein and lipid was not affected by the experimental diets. In conclusion, this study showed that the CP content in the grower and finisher diets of broiler chickens can be reduced by up to 3.0% without negative effects on performance or on meat quality as long as amino acid requirements are adequately met.

« Thèse en cotutelle, Doctorat en sciences animales : Université Laval,Québec, Canada, Philosophiæ doctor (Ph. D.) et Université François-Rabelais,Tours, France) » / Chaque jour, la poule exporte environ 2 g de calcium (Ca) pour constituer la coquille. Le décalage entre la disponibilité du Ca alimentaire et le besoin pour la coquille contraint la poule à mobiliser son os médullaire. Ce processus a pour effet de fragiliser progressivement le squelette et conduit à la libération et l'excrétion urinaire de phosphore (P). La fin de carrière de la poule, marquée par une baisse de la qualité de coquille, est donc aussi propice à l'apparition d'ostéoporose. Face à ces enjeux, un meilleur pilotage de l'alimentation minérale représente un levier d'intérêt pour maintenir la qualité du squelette et de la coquille, et limiter les rejets en P, tout au long du cycle de production. Ceci implique d'identifier des stratégies optimisant l'utilisation des minéraux, en particulier au niveau digestif, siège de processus complexes qu'il convient de mieux comprendre. L'objectif de ce doctorat était donc d'améliorer nos connaissances quant aux mécanismes contrôlant l'utilisation digestive du Ca et du P et de les intégrer dans un modèle mécaniste de recherche. Si le carbonate de Ca particulaire et la phytase microbienne sont couramment utilisés dans l'alimentation des poules pondeuses, leurs effets, notamment combinés, sur la dynamique des flux digestifs de Ca et P sont peu connus. Un premier travail de méta-analyses des données de la littérature a permis de quantifier 1) l'effet du Ca particulaire pour améliorer l'utilisation du Ca par la poule et limiter la dégradation du squelette liée à l'âge et 2) l'effet de la phytase microbienne pour améliorer l'utilisation digestive du P, d'autant plus marqué que le régime est pauvre en P. Dans un second temps, l'interaction entre la taille des particules de Ca et la phytase microbienne a été étudiée à travers une expérimentation in vivo. Cette étude a montré que le Ca particulaire limite la formation de complexes entre le Ca et l'acide phytique favorisant ainsi l'action de la phytase microbienne. Ces travaux ont permis de formaliser des concepts qui ont été intégrés au sein d'un modèle mécaniste de recherche décrivant le devenir du Ca et du P dans le tube digestif de la poule pondeuse de façon dynamique à l'échelle de la journée. Ce modèle prend en compte les principales caractéristiques de l'aliment ainsi que le stade de calcification de la coquille, facteurs majeurs modulant l'utilisation digestive du Ca et du P. Ce travail contribue à mieux comprendre le devenir du Ca particulaire au niveau digestif et ses interactions avec le P et la phytase microbienne. Il ouvre des perspectives évidentes d'amélioration de l'utilisation du Ca et du P chez la poule pondeuse via des stratégies nutritionnelles adaptées. Le couplage du modèle digestif développé à un outil décrivant les flux métaboliques contribuera au déploiement d'une alimentation minérale de précision répondant aux multiples enjeux auxquels est confrontée la production i.e. qualité de coquille, intégrité du squelette et maîtrise des rejets de P. / Daily, the eggshell production requires more than 2 g of calcium (Ca), representing a challenge to the layinghen. Because of a gap between the availability of dietary Ca and the requirement for the eggshell, the hen mobilizes Ca from her medullary bone. This repeated bone mobilization leads to weak the skeleton and increases urinary excretion of phosphorus (P). The end of the laying period is thus, marked by a progressive degradation of the skeleton, but also by a decrease of the eggshell quality. In this context, optimizing mineral nutrition appears a key tool to maintain skeletal integrity, eggshell quality and to limit the P excretion throughout the production cycle. However, processes driving the digestive utilization of Ca and P are not well understood. The objective of this PhD was therefore to improve our knowledge concerning he digestive mechanisms of Ca and P utilization which was then integrated in a mechanistic and dynamic model of the fate of Ca and P into the digestive tract of the laying hen. Coarse limestone and microbial phytase are commonly used in the diet of laying hens. However, the way they impact the digestive flows of Ca and P as well as their interaction are not well understood in hens. Thus, we first realized two meta-analyses to quantify 1) the effect of coarse Ca to improve Ca utilization by the hen and to limit age-related skeletal degradation and 2) the effect of microbial phytase to improve digestive P utilization in a low P diet. Secondly, we studied how coarse limestone could impact phytase efficacy through an in vivo approach. Coarse limestone presented a lower propension than fine limestone to complex phytic acid, thus improving phytase efficacy. This work provided key concepts and quantifications to develop a mechanistic research model describing the fate of Ca and P in the digestive tract of the laying hen in a dynamic way and on a daily scale. This model integrates the main diet effects and the stage of eggshell calcification, known to be the main factors impacting the digestive use of Ca and P. This work improved our knowledge on the fate of coarse limestone and its interactions with P and microbial phytase, making possible the optimization of digestive utilization of these minerals. Further, by coupling the current model to a dynamic model describing the metabolic flows of Ca and P, it will possible to answer multiple challenges of the laying hen's production in terms of eggshell quality, skeletal integrity and reduction of P excretion.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Les objectifs de cette thèse étaient d'évaluer les effets d'un supplément combiné d'acide folique et de vitamine B12 sur les performances zootechniques en fermes laitières (première étude) et sur la cinétique du glucose en début de lactation (deuxième étude). Les traitements suivants ont été donnés par injections intramusculaires hebdomadaires de trois semaines avant le vêlage jusqu'à huit ou neuf semaines postpartum : pour la première étude 1) saline ou 2) acide folique et vitamine B12 et pour la deuxième étude 1) saline; 2) acide folique; 3) vitamine B12; ou 4) acide folique et vitamine B12. Pour la première étude, 805 vaches dans 15 troupeaux ont été impliquées. L'incidence de dystocie a été plus basse et la première insémination postpartum a eu lieu plus tôt pour les vaches multipares recevant le supplément que pour les vaches multipares ne le recevant pas. Le supplément n'a pas eu d'effet sur la production laitière. Toutefois, la concentration en gras du lait a diminué et celle en protéines a augmenté pour les vaches recevant le supplément. De plus, ces vaches ont perdu moins de poids corporel en début de lactation suggérant un effet du supplément sur la répartition de l'énergie. L'analyse économique a indiqué que ce supplément a été rentable pour la moitié des fermes à l'étude. Le supplément a augmenté la concentration en vitamine B12 du lait dans tous les troupeaux. Pour la deuxième étude, 24 vaches multipares ont été utilisées. Les concentrations plasmatiques de folates et de vitamine B12 des animaux témoins étaient plus élevées que ce qui a été rapporté dans la littérature. Étonnamment, le supplément d'acide folique a diminué le taux d'apparition du glucose à la neuvième semaine postpartum. L'ingestion, la concentration en glycogène hépatique et le pourcentage de glucose synthétisé provenant du propionate étaient semblables entre les traitements. Les résultats de ces études indiquent que, sous certaines circonstances, les apports d'acide folique et de vitamine B12 par la microflore du rumen semblent adéquats pour optimiser les performances des vaches. Cependant, il n'existe actuellement aucun moyen de prédire les apports en ces vitamines pour l'animal selon la ration reçue. / The objectives of this thesis were to evaluate the effects of a combined supplement of folic acid and vitamin B12 on performance in commercial dairy herds (first study) and on glucose kinetic in early lactation (second study). The following treatments were given by weekly intramuscular injections from three weeks before calving until eight or nine weeks postpartum: for the first study 1) saline or 2) folic acid and vitamin B12 and for the second study 1) saline; 2) folic acid; 3) vitamin B12 or; 4) folic acid and vitamin B12. For the first study, 805 cows in 15 herds were involved. The incidence of dystocia was lower and the first breeding postpartum occurred at an earlier time for multiparous cows receiving the vitamin supplement than for multiparous cows that did not. Vitamin supplement did not affect milk production. However, milk fat concentration decreased and milk protein concentration increased for dairy cows receiving the supplement. Moreover, these cows lost less body weight in early lactation suggesting an effect of the vitamin supplement on energy partitioning. The economic analysis showed that this supplement was profitable for half of the studied herds. The vitamin supplement increased vitamin B12 concentration in milk within each herd. For the second study, 24 multiparous cows were involved. Plasma concentrations of folates and vitamin B12 from controls were higher than previously reported in the literature. Surprisingly, the folic acid supplement decreased whole-body glucose rate of appearance at week nine postpartum. However, dry matter intake, liver glycogen concentration, and percentage of glucose synthesized from propionate were similar among treatments. Results from these two studies highlighted that, under some circumstances, supplies of folic acid and vitamin B12 from ruminal microflora seem to be adequate to optimize cow performance. However, it is not possible under the actual state of knowledge to predict supplies of these vitamins for the animal according to the diet.