L'industrie viti-vinicole est affectée par la présence d’Ochratoxine A (OTA) dans ses produits en raison de la contamination des raisins par des souches fongiques d'Aspergillus section Nigri, notamment A. carbonarius. Le vin et le jus de raisin sont considérés comme les deuxièmes contributeurs en Europe à l'ingestion par les consommateurs de cette mycotoxine ayant des effets néphrotoxiques, neurotoxiques et tératogènes. L'objectif principal de ce travail est de proposer des méthodes alternatives aux traitements phytosanitaires chimiques pour prévenir la contamination en OTA dans les raisins et le vin, dans le respect de l'environnement et de la santé des producteurs et consommateurs. Différents traitements ont été comparés en station expérimentale après contamination artificielle du cépage Mourvèdre par une souche d’A. carbonarius fortement productrice d’OTA (CP-OTA) isolée de raisin : un fongicide chimique (Scala®) servant de témoin conventionnel et 3 traitements alternatifs, un extrait de plante agissant comme éliciteur (Stifénia®), et Saccharomyces cerevisiae et Trichoderma atroviride utilisés comme agents biologiques antagonistes. Deux parcelles non traitées ont servi de témoins non traités, l'une a été artificiellement contaminée. Une réduction significative de la teneur en OTA dans les jus (de 38 à 42 %) a été observée pour les traitements avec le fongicide chimique, la levure en tant qu’agent biologique et l’éliciteur Stifenia permettant une amélioration notable de la qualité sanitaire des jus et une réduction en dessus de la norme à 2 g/Kg. Les dénombrements microbiologiques et la Q-PCR utilisant des amorces spécifiques d’A. carbonarius ont montré les plus fortes réductions de son occurrence dans les jus de raisin et les rafles après traitement avec l’éliciteur. L’analyse des résultats de PCR-DGGE a permis de bien de discriminer les différents traitements par rapport à des modifications d’écosystèmes. Des espèces des genres Penicillium et Fusarium non productrices d’OTA ont été isolée des baies traitées par le Stifénia® alors qu’elles n’ont pas été mises en évidence sur les autres parcelles. Les deux traitements biologiques et le traitement par éliciteur ont considérablement augmenté l'épaisseur des peaux de baies (quantités de cire et de cuticule et épaisseur de la peau de la baie). Ceci pourrait être due à des mécanismes de résistance des baies de raisin à certains agents pathogènes et pourraient expliquer simultanément la réduction d’OTA ainsi que l'amélioration de la qualité globale du jus de raisin, qui présentent notamment des teneurs en polyphénols augmentées. Le trans-6-nonenal et trans-2-octenal, rencontrés à plus haute concentration dans les feuilles traitées au Stifénia® lors de l’analyse des profils des composés organiques volatils (COV) des feuilles ont montré une activité antifongique sur la croissance et toxinogenèse du CP-OTA alors qu’aucune activité antifongique de la poudre Stifénia® n’a pu être mesurée. Cela pourrait expliquer en partie le mode d'action de défense de la plante suite au traitement éliciteur par production au niveau des feuilles des COV induisant des modifications métaboliques sur le CP-OTA et engendrant les teneurs d’OTA réduites dans les raisins. Suite aux modifications d’écosystème obtenus, l’autre possibilité envisagée de défense induite par le Stifénia serait la promotion de souches microbiennes antagonistes des souches fongiques mycotoxinogènes. Lors de test d’antagonisme, certaines souches des genres Penicillium et Fusarium, isolées sur parcelles traitées au Stifenia, ont eu un effet positif de réduction de la croissance et toxinogenèse du CP-OTA. C'est notamment le cas pour Penicillium adametzioides qui présente la meilleure réduction de toxinogenèse du CP-OTA. Le traitement par éliciteur présente donc de très bonnes alternatives aux traitements phytosanitaires chimiques pour lutter contre les champignons toxinogènes ainsi que des potentialités de nouveaux agents biologiques. / The grape and wine industry is affected by the presence of Ochratoxin A (OTA) in its products because of contamination of grapes by strains of Aspergillus section Nigri. Grapes and wine are considered as the second contributors in Europe to the ingestion of this mycotoxin with nephrotoxic, neurotoxic and teratogenic effects. The main objective of this work is to provide non-chemical alternative methods to control OTA contamination in grapes and wine, in respect with environment and health of producers and consumers. Different treatments were compared in experimental vineyard PECH-ROUGE of INRA and IFV, Narbonne, France on near parcels after artificial contamination of the Mourvèdre grape cultivar by A. carbonarius: (OTA producing fungus; OTA-PF) a chemical fungicide (Scala®); Saccharomyces cerevisiae and Trichoderma atroviride as antagonists; and a plant extract as elicitor (Stifénia®). Two untreated parcels served as controls, one was artificially contaminated. A significant reduction (38 - 42%) was observed in the OTA juice content by the chemical, yeast bioagent and elicitor treatments with juice safety improvement under the standard at 2 g/Kg. The microbiological enumeration and Q-PCR using universal and specific primers for A. carbonarius had shown the highest reduction of its occurrence on grapes and stems from elictor treatment. The DGGE gave an overview on their effect on the fungal ecosystem, that showed higher similarity between the non-contaminated and elicitor treatment (76%) followed by yeast one and the lowest treatment was the contaminated one. The results obtained from traditional methods of isolation showed that the elicitor treatment had a higher proportion of fungal species from Penicillium and Fusarium genera not isolated in the other treatments. The two biological treatments and one elicitor treatment significantly increased the thickness of the berry skins in general (wax, cuticle layers and skin thickness), which could be related to the enhancement of the disease resistance of the grape berries to certain pathogens and could also simultaneously explain the OTA reduction and the grape juice quality improvement whith particular increasment of polyphenol contents. Further study was conducted in order to understand the Stifénia® mode of action because the reduction effect of the black aspergilli incidence and the OTA contamination while the isolated strains still have the high ability of producing OTA. Trans-6-nonenal and trans-2-octenal, which recognized in Stifénia® treatment leaves with the highest significant concentration regarding to their concentration with the chemical treatment during volatile organic compound (VOC) analyses, have antifungal activity against the OTA-PF growth and OTA production with low concentrations. No antifungal activity of the Stifénia® powder against the OTA-PF mycelial growth or toxigenesis were measured. That may partially explain the mode of action of plant defence by producing leaf VOCs that induce positive changes on the OTA-PF and its OTA contents in grapes. Due to ecosystem changes observed, an other potential effect of the induced defense with Stifénia treatment could be to promote fungal strains with antagonistic effect on A. carbonarius. In vitro antagonistic test was performed with Stifénia® non-Aspergillus isolates from Penicillium and Fusarium genera. Certain strains had a positive effect on mycelial growth reduction on OTA-PF and have also an effect on OTA production of OTA-PF. Penicillium adametzioides showed the highest reduction of toxigenesis of OPT-PF. This could be accomplished by applying as the elicitor one of the tested fungi with an antagonistic effect on OTA production, such as P. adametzioides. The Elicitor treatment therefore offers very good alternatives to chemical treatments to fight against toxigenic fungi directly or by giving new potential biological agents.

L'objectif de ces travaux est de contribuer à augmenter la connaissance sur la réutilisation des eaux de ruissellement de toiture. Une maison individuelle située en zone rurale et équipée d'une toiture en tuiles, et un bâtiment collectif situé en zone périurbaine avec une toiture terrasse bitumée, ont été étudiés. Les eaux de pluie collectées sont réutilisées dans l'habitat pour l'alimentation des chasses d'eau. Un suivi analytique a permis l'étude de la qualité de l'eau en plusieurs points des systèmes. Les eaux stockées sont clairement non potables et révèlent une contamination microbiologique très variable. Des pathogènes ont été quantifiés à plusieurs reprises. La qualité de l'eau distribuée ne peut donc pas être garantie au cours de l'année, d'où la recommandation d'une désinfection de l'eau avant distribution. Un suivi hydraulique a permis de déterminer les volumes d'eau potable substitués et les taux de couverture de besoins en eau. Un modèle du comportement hydraulique a été développé puis utilisé pour discuter le dimensionnement des cuves. En présence d'une désinfection, les installations ne sont économiquement pas rentables. En l'absence de désinfection, le bilan économique est positif mais la période de retour sur investissement supérieure à la durée de vie de l'installation. Une première analyse de cycle de vie a été réalisée pour comparer les deux échelles étudiées. Dans les deux cas, les processus les plus impactants sont liés aux consommations électriques de l'éventuelle désinfection ultra-violet et des pompes. En présence d'une désinfection, l'échelle du bâtiment collectif présente des impacts plus faibles. Une deuxième analyse de cycle de vie a été réalisée pour étudier la pertinence de la substitution de l'eau du réseau d'eau public par de l'eau de pluie à l'échelle d'un particulier. Elle n'est pas probante d'un point de vue environnemental. / The aim of this work is to contribute to knowledge on roof runoff reuse. A private house located in rural area with a tiled sloping roof and a research building located in suburban zone with a bituminous flat roof were studied. The collected rainwater is reused for toilet flushing. An analytical monitoring allowed the study of water quality in several points of the systems. Stored rainwater is clearly non drinkable and reveals a very variable microbiological contamination. Pathogenic agents were quantified on several occasions. Distributed water quality cannot thus be guaranteed over the year and a disinfection before distribution is recommended. A hydraulic follow-up made it possible to determine substituted volumes of drinking water by collected rainwater and water saving efficiencies. A model of the hydraulic behaviour of systems was developed then used to discuss dimensioning of the tanks. In the presence of disinfection, the installations are economically not profitable. In the absence of disinfection, the economic assessment is positive but the payback period is longer than the lifespan of the installation. A first life cycle assessment was carried out to compare the two studied scales. In both cases, the more impacting processes are related to electricity consumptions of possible ultra-violet disinfection and the pumps. In the presence of disinfection, the scale of the building presents weaker impacts. A second life cycle assessment was carried out to study the relevance of the substitution of drinking water by rainwater on a private individual scale. It is not convincing of an environmental point of view.

L'objectif du travail est de mettre en place des méthodes d'évaluation des risques microbiologiques et des bénéfices nutritionnels lors de la transformation des légumes, en vue d'une analyse risque-bénéfice. Le risque (industriel) considéré est l'altération des conserves de haricots verts due à la bactérie thermophile Geobacillus stearothermophilus, et le bénéfice nutritionnel est la teneur en vitamine C des haricots verts appertisés. Des paramètres de référence ont d'abord été acquis, par une méta-analyse par approche bayésienne pour la partie risque. Les paramètres de résistance thermique D à 121.1°C et pH 7, zT et zpH de G.stearothermophilus ont ainsi été estimés respectivement à 3.3 min, 9.1°C et 4.3 unités pH en moyenne en milieu aqueux. Les modèles risque et bénéfice ont ensuite été analysés par la méthode de simulation de Monte Carlo à deux dimensions, permettant une propagation séparée de la variabilité et de l'incertitude. Les pertes en vitamine C prédites par le modèle entre la matière première et les légumes appertisés sont de 86% en moyenne, et le taux de non-stabilité à 55°C prédit est de 0.5% en moyenne, globalement en accord avec la réalité. Une analyse risque-bénéfice a ensuite visé à optimiser le bénéfice tout en gardant le risque à un niveau acceptable, par exploration de scénarios d'interventions possibles basés sur les résultats d'analyses de sensibilité. Enfin, un modèle d'évaluation des risques dus à la bactérie pathogène Bacillus cereus dans une purée de courgettes a été confronté à des données de contamination dans des produits incubés, par le biais d'une inférence bayésienne.

L'objectif de la thèse était d'étudier la composition microbiologique d'environnements intérieurs afind'évaluer les microorganismes, ou profils de microorganismes, liés aux développements de pathologiesrespiratoires, par catégorie de patients (immunodéprimés ou allergiques)Pour cela, des études locales, FIQCS et TIARE, ont respectivement été réalisées aux domiciles de patientsimmunodéprimés (à risque d'infection fongique invasive) et de patients atteints de mucoviscidose (à risqued'aspergillose broncho-pulmonaire allergique). D'autre part, dans le cadre de l'étude ELFE (EtudeLongitudinale Française depuis l'Enfance), des prélèvements provenant de logements de 3200 enfants ontété analysés.Les travaux de ces différentes études ont montré la diversité des logements quant à leur caractéristiquemicrobiologique (diversité des espèces et niveau des concentrations) et ont démontré ainsi l'importance desmesures environnementales aux domiciles pour prévenir les risques infectieux et allergiques / The aim of this work was to study the microbiological composition of indoor environments to assessmicroorganisms, or profiles of microorganisms, related to the development of respiratory diseases, bycategory of patients (immunocompromised or allergie)Local studies, local study, FIQCS and TIARE, were conducted in immunocompromised patients dwellings (atrisk for invasive fungal infection) and in cystic fibrosis patients dwellings (at risk for bronchopulmonaryaspergillosis allergie). A national study (ELFE : Etude Longitudinale Française depuis l'Enfance ) wasconducted too and analyzed 3,200 children' dwellings.The différent studies showed différent contamination levels in dwellings and demonstrated the importanceof environmental measures in the homes to prevent infectious and allergie risks.

La validité des contrôles microbiologiques, réalisés dans l'objectif d'assurer la sécurité sanitaire des aliments, nécessite notamment l'obtention de résultats d'analyse fiables. La fiabilité des résultats implique l'utilisation de méthodes validées, mises en œuvre par un laboratoire compétent. Les essais inter-laboratoires permettent de s'assurer, du moins en partie, du respect de ces deux conditions. Cependant, en raison de limites expérimentales, ces essais ne sont pas aussi largement pratiqués dans le domaine de la microbiologie des aliments qu'ils ne le sont dans d'autres domaines analytiques. Dans un premier temps, une revue des documents de référence permet d'établir un état des lieux. Cette revue concerne les trois objectifs que l'on peut assigner à des essais interlaboratoires, à savoir l'évaluation de méthodes d'analyse, celle des laboratoires, et la caractérisation de matériaux de référence. Les documents de portée générale, puis ceux spécifiques de l'analyse des aliments, sont pris en compte, et leur degré d'applicabilité à l'analyse microbiologique des aliments est envisagé. Les référentiels et pratiques propres au domaine d'intérêt traité sont finalement présentés, et les déviations par rapport aux documents généraux analysées. Sur cette base, sont présentées les conditions de mise en œuvre de deux types d'essais interlaboratoires, soit la validation de méthodes dans le cadre d'un projet européen du 4ème Programme Cadre de Recherche & Développement d'une part, et l'évaluation de laboratoires par le biais d'essais d'aptitude pour les Laboratoires Nationaux de Référence sur le lait d'autre part. Les difficultés relatives au protocole expérimental, et liées aux spécificités de la microbiologie, sont mises en exergue. Les modes d'exploitation des résultats, en fonction des objectifs et de la nature, qualitative ou quantitative, de la détermination, sont expliqués. En ce qui concerne la caractérisation de la performance des méthodes d'analyse, l'utilisation de statistiques robustes pour estimer la fidélité des méthodes quantitatives est discutée, ainsi que la façon de caractériser la fidélité comme la justesse des méthodes qualitatives. Sur ces aspects, des perspectives d'amélioration sont envisagées. L'intérêt de l'organisation des essais inter-laboratoires en microbiologie des aliments est ensuite abordé. Celui-ci réside dans l'utilisation que l'on peut faire de ces essais comme éléments incontournables de validation d'une méthode d'analyse et d'évaluation d'un laboratoire afin, d'une part, de crédibiliser ou d'améliorer les méthodes d'analyse normalisées au niveau international, et d'autre part d'estimer l'incertitude de mesure attachée aux résultats d'analyse. Quant aux limites de ces essais, essentiellement d'ordre expérimental, elles tiennent surtout à la nature vivante de l'analyte, et concernent des questions de représentativité.

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Le bassin versant de l’Escaut (20 000 km²) est caractérisé par forte densité de population (plus de 500 habitants par km2) et une activité agro-pastorale intensive. Les rivières de ce bassin sont sévèrement affectées par les rejets d’eaux usées domestiques, les effluents d’élevage et les eaux de ruissellement des sols agricoles. Le but de cette étude est :(i) d’évaluer la qualité microbiologique de ces rivières ;(ii) d'identifier et de quantifier les différentes sources de contamination fécale à l’échelle du bassin de l’Escaut; (iii) d’étudier les processus qui contrôlent le devenir des bactéries fécales en rivière; (iv) de développer des modèles numériques sur la base des travaux expérimentaux permettant de prédire la concentration des bactéries indicatrices dans les rivières du bassin de l’Escaut.<p>L’évaluation de la qualité microbiologique des principales rivières du bassin est basée sur le dénombrement de deux indicateurs de contamination fécale (Escherichia coli et entérocoques intestinaux). Les abondances des deux indicateurs dans les principales rivières du bassin indiquent très clairement que les eaux et les sédiments de ces rivières sont fortement contaminés par des micro-organismes entériques. Les sources prédominantes de la pollution fécale de ces rivières sont les rejets des effluents des stations d’épuration. Les niveaux de contamination les plus élevés sont observés dans la Senne en aval de Bruxelles et s’expliquent par le faible débit de la Senne comparé aux débits des effluents des deux stations d’épuration de Bruxelles. Les niveaux de contamination atteignent leur maxima à l’aval de Bruxelles par temps de pluie en raison des surverses de réseaux unitaires.<p>Les connaissances acquises sur les apports des bactéries indicatrices par les sources ponctuelles et les sources diffuses et sur le devenir des bactéries indicatrices ont permis de développer un module décrivant la dynamique des E. coli dans les rivières. Ce module est original par le fait de considérer trois compartiments de bactéries fécales (libres, attachées aux particules dans la colonne d’eau et présentes dans les sédiments) qui sont affectés différemment par les processus de transport et de disparition. Ce module a été couplé à deux modèles décrivant l’hydrodynamique respectivement de l’ensemble des rivières du bassin (SENEQUE-EC) et de la partie fluviale de l’Escaut sous l’influence de la marée et son estuaire (SLIM-EC2). Ces deux modèles permettent de décrire la distribution temporelle et spatiale des E. coli dans les eaux de surfaces et de prévoir les modifications de la qualité microbiologique des eaux suite à des changements de gestion des eaux usées. <p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'objectif du travail est de mettre en place des méthodes d'évaluation des risques microbiologiques et des bénéfices nutritionnels lors de la transformation des légumes, en vue d'une analyse risque-bénéfice. Le risque (industriel) considéré est l'altération des conserves de haricots verts due à la bactérie thermophile Geobacillus stearothermophilus, et le bénéfice nutritionnel est la teneur en vitamine C des haricots verts appertisés. Des paramètres de référence ont d'abord été acquis, par une méta-analyse par approche bayésienne pour la partie risque. Les paramètres de résistance thermique D à 121.1°C et pH 7, zT et zpH de G.stearothermophilus ont ainsi été estimés respectivement à 3.3 min, 9.1°C et 4.3 unités pH en moyenne en milieu aqueux. Les modèles risque et bénéfice ont ensuite été analysés par la méthode de simulation de Monte Carlo à deux dimensions, permettant une propagation séparée de la variabilité et de l'incertitude. Les pertes en vitamine C prédites par le modèle entre la matière première et les légumes appertisés sont de 86% en moyenne, et le taux de non-stabilité à 55°C prédit est de 0.5% en moyenne, globalement en accord avec la réalité. Une analyse risque-bénéfice a ensuite visé à optimiser le bénéfice tout en gardant le risque à un niveau acceptable, par exploration de scénarios d'interventions possibles basés sur les résultats d'analyses de sensibilité. Enfin, un modèle d'évaluation des risques dus à la bactérie pathogène Bacillus cereus dans une purée de courgettes a été confronté à des données de contamination dans des produits incubés, par le biais d'une inférence bayésienne. / The aim of this work is to set up microbiological risk and nutritional benefit assessment methods in the transformation of vegetables, in view of a risk-benefit analysis. The considered (industrial) risk is the alteration of green bean cans due to thermophilic bacteria Geobacillus stearothermophilus, and the nutritional benefit is the vitamin C content in appertized green beans. Reference parameters have first been acquired, by a meta-analysis using Bayesian inference for the risk part. Thermal resistance parameters D at 121.1°C and pH 7, zT and zpH of G.stearothermophilus have been respectively estimated at 3.3 min, 9.1°C and 4.3 pH units on average in aqueous media. The risk and benefit models have then been analyzed by a two-dimensional Monte Carlo simulation method, allowing a separated propagation of uncertainty and variability. The vitamin C losses between fresh and appertized green beans predicted by the model are of 86% on average, and the predicted non-stability at 55°C rate is of 0.5% on average, in good accordance with reality. A risk-benefit analysis has then been carried out to optimize benefit while keeping risk at an acceptable level, by exploring possible intervention scenarios based on some sensibility analysis results. Finally, a risk analysis model involving pathogenic bacteria Bacillus cereus in a courgette puree has been confronted to incubated product contamination data, by means of a Bayesian inference.

The purpose of our study was to describe the dynamics of E. coli in the rivers of the Seine watershed. This watershed is characterized by a poor microbiological water quality due to an important population density, industrial activities and intensive agriculture. The main objectives of our study were to obtain field microbiological data describing the system and to understand the underlying mechanisms in order to build a model able to describe and predict the fate of the fecal bacteria at the scale of the whole watershed. This model was built in order to help management of microbiological water quality. <p>To be able to describe and modelize the fate of fecal bacteria at the scale of such a large and complex system, it was first necessary to identify and quantify the sources of contamination and to be able to describe the processes affecting these bacteria once discharged to the rivers. <p>The quantification of E. coli in the natural aquatic systems through the traditional culture-based techniques has been strongly questioned during the last years because they have a long response delay (24 to 48 h) and they do not take into account the viable but not culturable bacteria (VBNC) which nevertheless could represent a health thread. For this reason we developed in this study two alternative methods: the direct (without passing through a cultivation step) measurement of the â-D-glucuronidase activity and a fluorescent in situ hybridization with an E. coli specific probe coupled with a viability test. The first has the main advangate to give a very rapid evaluation of the E. coli content of the water while the second one was able to enumerate VBNC E. coli. <p>The study of the sources of contamination of the rivers revealed the predominance, in this anthropogenicised watershed, of the point sources (effluents from wastewater tretament plants). Diffuse sources soil leaching and surface runoff) may nevertheless be locally important and have also be quantified. The influence of the land use on these diffuse sources has been quantified demonstrating that soil leaching and surface runoff of grazed areas was mainly responsible of fecal contamination in rural areas.<p>The attachment of E .coli to particles in the river waters was studied as it can influence the fate of this kind of bacteria in the aquatic systems. A linear regression was found between the percentage of particle-associated E. coli and the SM content of the water. Settling velocities of particle-associated E. coli were determined. The mortality rate of E. coli was analysed following various perspectives: the river order, the attachment of E. coli to particles, the importance of the cultivability loss in the disappearance of these bacteria and the importance of protozoan grazing. The results confirmed the importance of grazing and showed that the abondance of free living E. coli bacteria decreased two times more rapidly than particle-associated E. coli. In the Seine river, we showed that the net loss of culturable E. coli was 1.5 time higher than the net loss of viable E. coli. Finally, no relationship was found between mortality rate and river order. <p>These results have been used to build two models CF-SENEQUE and CF-SiAM-3D which describe E. coli dynamics respectively for the whole Seine river watershed and for the Seine for the estuary. Comparisons model calcultaions with field data of fecal coliforms abundances showed that these models correctly simulated the longitudinal distribution of fecal colifoms in the main rivers of the Seine watershed and in the estuary. These models were used to test the impact on the microbiological water quality of various scenarii of wastewater management .<p> / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie animale / info:eu-repo/semantics/nonPublished