Depuis des décennies, les dépôts atmosphériques azotés sont connus pour agir de manière sévère sur le fonctionnement des écosystèmes forestiers. Ils influent en effet la biogéochimie du sol, l’équilibre des éléments nutritifs et, en conséquence, la croissance des espèces végétales, la biodiversité végétale de sous-étage et plus globalement la santé des forêts. Dans le cadre de la convention internationale de Genève visant à limiter la pollution atmosphérique transfrontalière à longue distance, le concept de « Charges Critiques », défini à la fin des années 1980, a été retenu comme outil permettant d’évaluer la sensibilité d’un écosystème aux contaminants. Il permet d’estimer la quantité maximale de polluants atmosphériques acceptable par l’écosystème avant apparition de conséquences néfastes à son fonctionnement. De plus, en raison de l’impact des changements globaux sur les processus biogéochimiques régissant le fonctionnement des écosystèmes, l’influence des dépôts atmosphériques et du changement climatique doit être considéré de manière simultanée pour évaluer l’évolution de l’état des écosystèmes au cours du temps. Dès lors l’enjeu majeur est de pouvoir prédire l’effet combiné de ces facteurs sur les écosystèmes forestiers français. C’est l’objectif de ce travail de thèse. Des modèles dynamiques couplés biogéochimiques – écologiques, tels que les modèles ForSAFE-VEG ou PROPS, ou écologiques (basés sur la base de données EcoPlant) ont été développés ou adaptés à ces fins, et appliqués à différentes échelles locale, régionale et nationale, selon différents scénarios de dépôts et climatiques. L’application et la calibration du modèle couplé ForSAFE-VEG sur des placettes forestières permanentes du réseau RENECOFOR ont permis de prédire l’évolution de la composition biogéochimique de la solution du sol et en cascade de la composition floristique de trois sites, sous différents scénarios de dépôts atmosphériques et de changement climatique. Les principales évolutions des sites sont liées à leurs caractéristiques stationnelles. Si le changement climatique joue un rôle prédominant sur la réponse des espèces, les écosystèmes oligotrophes restent sensibles aux dépôts de N. A court terme, l’effet combiné des dépôts et du changement climatique sur le long terme est modulé par les effets de la gestion forestière. L’extrapolation du modèle couplé à plus large échelle nécessite une continuité dans la disponibilité des données d’entrée et de calibration de la réponse des espèces. Les données et scénarios de changement climatiques ont été complétés et actualisés à l’aide du modèle SAFRAN et des nouveaux scénarios RCP régionalisés. La calibration de la réponse des espèces végétales à l’échelle de la France a été réalisée à partir des mesures de la base de données phytoécologiques EcoPlant, par le développement de modèles de distribution d’espèces (SDM), en intégrant simultanément des variables climatiques, édaphiques, d’énergie et de nutrition. Le couplage entre le modèle ForSAFE et les SDM assure une modélisation robuste à l’échelle du territoire de la réponse des écosystèmes forestiers dans le temps, calibrée pour les conditions pédoclimatiques françaises. La modélisation des charges critiques d’acidité, d’eutrophisation et de biodiversité sur l’ensemble des sites RENECOFOR et la totalité des écosystèmes forestiers français montre des sensibilités variées aux dépôts de soufre et d’azote en fonction des écosystèmes, avec parmi les plus sensibles les Landes, la Sologne et le Massif Central. Des indices de qualité des habitats (HSi) ont été calculés à l’échelle de tous les écosystèmes par le modèle PROPS et les SDM. La sélection des espèces représentatives reste primordiale car elle conditionne la valeur finale de HSi. Ce paramètre est l’un des plus sensibles à prendre en compte dans la modélisation. Il est à mettre en relation avec les objectifs de protection des écosystèmes voulus par les gestionnaires.

Disturbance can take various forms and are characteristic of any ecosystem including mangroves. When maintained within certain allowable limits, disturbances permits maintenance of a given stable state which is equivalent to resilience hence the ecological status is not compromised. Disturbances may disrupt the natural balance of processes within such ecosystems including changes in sediment budgets and salinity and tidal regimes. As such, it may trigger a series of responses in tree establishment and development. While such responses may be displayed in loss of stability of a forest and may culminate in irreversible degradation of the system, disturbances could also result in improved performance of physiological processes and consequently tree growth. It may equally lead to the development of adaptive mechanisms to counteract the resultant otherwise stressful effects. Sediment accretion is one of the important natural processes within the mangrove environment particularly in the face of relative sea level rise. In each case, sediment fluxes are gradual and while the trees thrive from the benefits of terrestrial sediment, the system ensures balance in elevation for possible sea level rise scenario. However, abrupt and/or rapid sediment input leading to partial burial of the trees may be detrimental to the trees development in the short term and the entire ecosystem in the long run. But how are ecophysiological processes affected before the mangroves trees die from partial sediment burial? What is the threshold below which normal tree functioning is ensured.The main objective of this study was to understand the impacts of disturbance on mangrove trees, as individuals and as an assemblage. Specifically the study targeted large sedimentation on selected ecophysiological processes (phenology, water transport), root development and general physiognomy and hence its impact on wood formation in mangroves. A survey was also done on the extent of wood exploitation and other human activities, in order to obtain background information on the environmental management in the area and hence to help create an integrated picture of the evolving mangrove ecosystem in the human-nature context.Main question: What is the significance of sedimentation in shaping the ecological status of mangrove forests? / Doctorat en Sciences / Author's maiden name: Judith Auma OKELLO / Due to a technical Di-Fusion bug it was not possible to input the correct date of the defense. The correct date is Thursday 30 June 2016. / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Mon projet de maîtrise avait pour but d’évaluer la faisabilité d’une solution de phytoremédiation par phyto-extraction d’un sol modérément contaminé en zinc et en arsenic. Cette évaluation s’est basée sur les résultats d’une expérience en pots réalisée dans un tunnel de croissance de l’Institut de recherche en biologie végétale (IRBV) durant l’été 2015. Le sol utilisé provenait directement du site contaminé. Les plantes choisies pour cette expérience étaient deux cultivars de saule, Salix purpurea ‘Fish Creek’ et Salix miyabeana ‘SX67’ ainsi que trois herbacées Medicago sativa, Festuca arundinacea et un mélange de plantes utilisé pour la stabilisation de sol. L’impact d’un agent chélateur (acide nitrilotriacétique, NTA) sur la phytoremédiation et le développement des espèces a également été étudié. Les saules ont extrait deux à trois fois plus de zinc que les herbacées. La tendance était inversée pour l’arsenic avec une extraction deux à trois fois plus grande chez les herbacées. Le chélateur NTA a eu un effet positif sur la biomasse aérienne des plantes et sur la phyto-extraction du zinc, mais pas sur la phyto-extraction de l’arsenic. Une diminution importante de la quantité de zinc et d’arsenic a été observée dans les sols. Cette diminution provient des effets combinés de la phyto-extraction et d’autres facteurs, comme la variabilité intrinsèque du sol ainsi que son lessivage. La phyto-extraction de l’arsenic a donné des résultats médiocres, quels que soient les traitements et les plantes utilisés. Les résultats obtenus démontrent l’efficacité des saules et le potentiel du chélateur NTA pour la phyto-extraction du zinc. / My master project aimed to evaluate if phytoremediation by phytoextraction was a viable solution in cleaning up a moderately contaminated soil in zinc and arsenic. This evaluation was based on the results of a potted experiment done within Montreal Botanical Garden, in a growth tunnel set up by Institut de recherche en biologie végétale (IRBV). The soil was collected from a contaminated site. We chose the following plants species: two willow cultivars, Salix purpurea ‘Fish Creek’ and Salix miyabeana ‘SX67’, two grasses Medicago sativa L., Festuca arundinacea and a mix of grasses used for soil stabilization. The impact of a chelating agent (nitrilotriacetic acid, NTA) on phytoextraction and plant growth was also assessed. Salix extracted two to three time more zinc than the grasses. For arsenic, the opposite trend was observed, with two to three times more arsenic extracted by grasses. Chelator NTA had a positive effect on above ground biomass and overall phytoextraction of zinc, but not for arsenic phytoextraction. A significant diminution of zinc and arsenic was observed in soil after the experiment. This diminution comes from the combined effects of phytoextraction and other factors, such as intrinsic soil variability and its leaching. Arsenic phytoextraction was overall mediocre regardless of the species and treatments used. These results show the effectiveness of willows and potential from chelator NTA for zinc phytoextraction.

Le biodiesel, provenant de sources renouvelables, devient de plus en plus intéressant pour des raisons environnementales et à cause de la perspective de la pénurie des carburants fossiles. La méthode principale pour la production de biodiesel est la réaction de transestérification de l'huile végétale catalysée par des catalyseurs acides, basiques ou enzymatiques en phase homogène ou hétérogène. Le but de ce travail est d'étudier une nouvelle voie de production de biodiesel à partir de l'huile de colza en utilisant un liquide ionique comme catalyseur et le CO2 supercritique comme milieu réactionnel. Les liquides ioniques fonctionnalisés sulfoniques sont des liquides ioniques acides possédant de bonnes propriétés catalytiques pour la transestérification de l'huile. Le caractère lipophile du liquide ionique ainsi que l'alcool influence la performance de la réaction. L'éthanol et le 1-propanol sont plus réactifs que le méthanol à cause de leur meilleure solubilité dans l'huile. Le liquide ionique peut être recyclé et la séparation des esters d'acides gras a lieu par simple décantation. L'effet du CO2 sur la transestérification de l'huile de colza catalysée par les liquides ioniques n'est pas clairement positif à cause de l'extraction préférentielle de l'éthanol. Cependant, en rajoutant l'éthanol en continu, l'influence du CO2 devrait être plus favorable. Le CO2 pourra être également utilisé en fin de réaction comme solvant permettant de séparer des esters, du glycérol et du catalyseur. / Biodiesel, resulting from renewable sources, becomes more and more interesting for environmental reasons and because of the perspective of the shortage of fossil fuels. The main method for the production of biodiesel is the reaction of transesterification of vegetable oil catalyzed by acid, basic or enzymatic catalysts in homogeneous or heterogeneous phase. The purpose of this work is to study a new way of biodiesel production from the rapeseed oil by using an ionic liquid as catalyst and supercritical CO2 as reaction media. The HSO3 functionalized ionic liquids are acid ionic liquid possessing good catalytic properties for the oil transestefication. The lipophilic character of ionic liquid as well as alcohol influences the performance of the reaction. Ethanol and 1-propanol are more reactive than methanol because of their best solubility in the oil. The ionic liquid can be recycled and the separation of the esters of fatty acids takes place by simple settling. The effect of CO2 on the transesterification of rapeseed oil catalyzed by ionic liquids is not clearly positive because of the preferential extraction of the ethanol. However, by adding the ethanol continuously, the influence of CO2 should be more favorable. Supercritical CO2 can be also used to separate esters, glycerol and catalyst at the end of reaction.

L’objectif de cette recherche était d’évaluer les dynamiques de retour à court et à long terme des propriétés physico-chimiques et microbiologiques des sols incendiés et d’étudier le devenir des communautés végétales brûlées. Pour l’étude du sol nous avons analysé les propriétés physiques, chimiques et microbiologiques de 25 échantillons de sol prélevés dans la Forêt de Fénouane (Wilaya de Saida, Algérie) le long d’une chonoséquence de 2, 4, 8, 13 et 20 ans après le dernier feu. Cette étude a permis de montrer la vulnérabilité des sols forestiers de l’étage semi-aride de l’Atlas tellien aux fréquences d’incendies supérieures à 1 feu tous les 20 ans. Pour l’étude de l’effet du feu sur la composition des pinèdes à Pinus halepensis Mill.de la forêt de Fénouane (Algérie) on a utilisé les mêmes placettes et chronoséquence que celle choisie pour l’étude du sol. Des relevés floristiques ont été réalisés selon la méthode sigmatiste en fonction du dernier feu. La méthode comparative a montré une reconstitution progressive des pinèdes sans grande variation dans leur composition floristique. Ce sont pratiquement les mêmes espèces qui existaient avant le feu qui réapparaissent après. Il ressort de l’étude phytoécologique que la forêt de Fénouane est très fragile et le peu d’espèces végétales qu’elle renferme pourrait diminuer pour atteindre un niveau critique à cause de l’aridité climatique et édaphique accentuée par les incendies et le surpâturage. / Within this research was to evaluate dynamic return to short and long-term of the physicochemical and microbiological properties of the burnt grounds and to study to become to it burned vegetable communities. For the study of the ground we analyzed the physical properties, chemical and microbiological of 25 samples of ground taken in the Forest of Fénouane (Wilaya of Saida, Algeria) along a chono-sequence of 2,4,8,13 and 20 years after last. This study made it possible to show the vulnerability of the forest grounds of the semi-arid stage of the Tellian Atlas at the frequencies of fires higher than 1 fire every 20 years. For the study of the effect of fire on the composition of the pine forests with Pinus halepensis Mill.de the forest of Fénouane (Algeria) one used the same small squares and chrono-sequence that selected for the study of the ground. Floristic statements were carried out according to the method sigmatist according to the last fire. The comparative method showed a progressive reconstitution of the pine forests without much variation in their floristic composition. In fact practically the same species existed before fire which reappears afterwards. It arises from the phyto-ecological study that the forest of Fénouane is very fragile and the little of plant species which it contains could decrease to reach a critical level because of the climatic and edaphic aridity accentuated by the fires and the overgrazing.

Le réchauffement climatique et la fragmentation des habitats sont les deux principales menaces pour les espèces rares et menacées telle qu’Arnica montana dont nous avons comparé les populations fragmentées de colline (500 m) de la région Ardennes-Eifel avec les populations montagnardes des Vosges (1200 m) où l’espèce est encore commune. Les communautés végétales des sites collinéens (Violion caninae) étaient différentes de celles des montagnes (Nardion strictae). Cependant, A. montana évolue dans la même niche aux deux altitudes. On a observé une modification de la reproduction d’A. montana d’un type sexué dans les collines vers un type clonal en altitude. Une étude des variations génétiques moléculaires (AFLP) a montré que ces populations avaient conservé une diversité génétique relativement grande. Nous avons établi qu’il y avait des différenciations génétiques entre les altitudes, avec une isolation par distance plus forte pour les populations fragmentées de colline, alors que les populations montagnardes constituent une métapopulation. Lors d’une expérience en jardins contrôlés à 200 et 1200 m d’altitude, il a été démontré qu’A. montana possédait une grande plasticité phénotypique et une variabilité génétique considérable qui pourraient s’avérer cruciales pour A. montana face aux changements climatiques. Une transplantation réciproque entre des populations de colline et de montagne a montré un fort effet site. La compétition pour la lumière et l’herbivorie pourraient être les causes principales de la sélection. La grande plasticité de l’espèce a montré que les plantules sont capables de survivre à une augmentation de températures annuelles d’au moins 2°C / Global warming and habitat fragmentation are two major threats to rare and endangered species as Arnica montana which we compared the fragmented colline populations (500 m) of the Ardennes-Eifel region with the montane populations of the Vosges crest (1200 m) where the species is still common. We recorded the vegetation and population structure of A. montana in the colline sites (Violion caninae) and the mountains sites (Nardion strictae). However, A. montana had the same niche at the two altitudes. The study of population structure revealed a shift from sexual to clonal reproduction with increasing altitude. A study of molecular genetic variation (AFLP) indicated that populations of A. montana have preserved a relatively high amount of genetic diversity. Populations were genetically differentiated between altitudes, with a stronger isolation by distance for the fragmented colline populations, while the montane populations may be considered as a meta-population. In a common garden experiment involving gardens at two altitudes (200 m and 1200 m), we showed that A. montana had a high phenotypic plasticity and a considerable genetic variability, which could be crucial for A. montana populations to respond to predicted climate changes. A reciprocal transplant experiment between colline and montane populations showed a strong effect of the transplantation sites. Competition for light and herbivory of seedlings may be the main causes of selection. The high plasticity of A. montana might permit the seedlings to survive an increase of at least 2°C in annual temperature

La paroi végétale assure des fonctions biologiques majeures définissant la singularité des plantes ; elle est également à l'origine de multiples applications en tant que ressource agro-alimentaire, source de biomatériaux ou encore pour la production de biocarburants. Malgré cette importance fondamentale et pratique de la paroi végétale, la connaissance de sa biosynthèse apparaît à ce jour toujours très limitée. En effet, la faible abondance des glycosyltransférases (GTs) responsables de sa biosynthèse, l'absence de substrat spécifique et les difficultés à obtenir certains nucléotides-sucres nécessaires aux tests enzymatiques, a souvent rendu difficile les approches de biochimie classiques. Cependant, le séquençage de génomes (Arabidopsis thaliana, Oryza sativa, Poplar populus), la création de banques de mutants d'insertion et la classification des activités glycosyltransférases dans la base de données CAZy (www.cazy.org) sont autant d'outils récents ayant permis des avancées significatives vers la compréhension de la biosynthèse de la paroi des végétaux. Le CERMAV a participé à ce type d'avancée en 2009, en publiant une liste de 24 gènes candidats, nommés « NGT » pour « Nouvelles GlycosylTransférases », présentant des signatures caractéristiques des glycosyltransférases. Afin de démontrer l'implication des gènes NGT dans les processus d'édification de la paroi végétale, nous avons développé une approche de génomique fonctionnelle, analysant en parallèle des lignées mutantes d'Arabidopsis altérées pour les gènes NGT et testant l'activité GT de ces protéines exprimées en systèmes hétérologues. Durant mes travaux de thèse j'ai pu caractériser 15 lignées mutantes à l'état homozygote pour 7 des 24 gènes NGT. Ces lignées homozygotes ont été criblées afin de rechercher un phénotype d'altération du développement ou de la composition en sucres de leur paroi qui soit corrélé à l'altération des gènes NGT. Ce travail de criblage a conduit à s'intéresser plus particulièrement aux mutants ngt1-1 et ngt1-2 altérés pour le gène NGT1 (At5g28910). La caractérisation des lignées mutantes ngt1-1 et ngt1-2 a permis de quantifier un phénotype de croissance foliaire réduit de 38%, par comparaison au développement des feuilles de la plante sauvage. Par ailleurs, la caractérisation biochimique de la paroi des mutants a révélé des réductions significatives et quantitatives de l'arabinose, du galactose et du rhamnose dans la paroi des mutants, ainsi que des modifications qualitatives marquées principalement des arabinanes. L'altération des arabinanes a d'ailleurs pu être confirmée par microscopie après immuno-marquage de sections d'hypocotyle de mutants à l'aide des anticorps monoclonaux LM6 et LM13 dirigés contre des épitopes α-1,5-arabinanes. Il a pu être montré également que la complémentation des mutants par une construction 35S::NGT1 permet de restaurer un phénotype sauvage à ces mutants. Par ailleurs, de façon à tester l'activité glycosyltransférase de la protéine NGT1, nous avons réalisé son expression en système hétérologue. A ce jour, malgré des résultats préliminaires encourageants, il n'a pas été possible de déterminer des conditions de tests permettant d'observer une activité glycosyltransférase suffisante et reproductible pour la protéine NGT1, que ce soit une activité fucosyltransférase (correspondant à la signature de la séquence du gène) ou bien une activité arabinosyltransférase (correspondant au phénotype biochimique des mutants ngt1). / The plant cell wall not only defines the unique biology of the plants but also have practical applications as feedstock for biomaterials and for the production of biofuels. Plant primary cell wall is mainly composed of cellulose, hemicelluloses and pectins. Significant progress has been made recently in identifying the enzymes involved in plant cell wall biosynthesis, but only a handful of those have been involved in pectin biosynthesis. With the aim of identifying new putative glycosyltransferases (GTs), in lab Hansen et al 2009 designed a bioinformatic strategy and identified a new group of 24 genes called “NGT” for (Novel Glycosyltransferase) which were considered “strong” candidates for putative glycosyltransferase activities. In order to determine the putative role of these NGT genes in plant cell wall biosynthesis, we designed a functional genomics strategy, analysing in parallel Arabidopsis T-DNA mutant lines and performing heterologous expression of candidate genes. I have characterized 15 homozygous mutant lines among the group of 24 putative NGT genes through PCR. We analysed the homozygous mutants for phenotypic alteration such as dwarfing or organ malformation and found that some of mutant lines have narrow leaves as compared to Wild type plants. In parallel I have carried out the cell wall chemical analysis of 12 homozygous mutant lines and did not get any strong difference in neutral monosaccharide composition. The detailed and complete analysis (chemical, expression and microscopic analysis) of all the above mentioned genes could have been time consuming and an overwhelming work, so I focused on At5g28910 (named NGT1) which harbours a fucosyltransferase peptide signature and on At5g14550 (named P), a gene belonging to the DUF266 gene family. Homozygous T-DNA mutant lines ngt1-1 and ngt1-2 lines were analyzed and showed a reduced growth phenotype (leaf area). Leaf area was quantified at various development stages using ImageJ, and showed a 38% reduction in mutants. Additionally, biochemical characterization of the cell wall was performed showing a reduction in neutral monosaccharide contents, like arabinose, rhamnose and galactose in mutant cell wall. Furthermore glycosyl linkage analysis of mutant lines ngt1-1 and ngt1-2 has shown that 5-Arabinofuranose (5-Araf) and 3,5-Arabinofuranose (3,5-Araf ) contents were decreased as compared to Wild type Col0 cell wall. These results were also confirmed by immunolabeling of stem cross section of mutant and wild type plants. The complementation of the mutant plants through Agrobacterium transformation resulted in the complete restoration of plant phenotype. Taken together, these data suggest that NGT1 could be an arabinosyltransferase. In order to characterize its biochemical activity, the NGT1 protein was heterologously expressed in Pichia pastoris. The recombinant protein was used to perform in vitro activity tests, but we were unable to demonstrate any neither fucosyltransferase (on the basis of peptide signature) nor arabinosyltransferase activity. In parallel to this study, I contributed to the heterologous expression and characterization of two biochemically characterized Arabidopsis GTs involved in xyloglucan synthesis: the fucosyltransferase (AtFUT1) and xylosyltransferase (AtXT1). I have successfully expressed a truncated and active form of AtFUT1, which represents an essential step for further structural studies that will be undertaken in the lab.

Un revêtement photoréparable à base de 4 constituants, dont de l’huile de lin époxydée et du disulfure de 4,4’-diphényldiamine, a été élaboré via une réaction époxy/amine selon un procédé en deux étapes. Le caractère photoréparable est assuré par la présence de ponts disulfures qui, sous irradiation UV, peuvent être photolysés de manière réversible. Le revêtement obtenu renferme environ 46% en masse de composés biosourcés et 24% en masse de molécules photosensibles. Comparé à un matériau homologue sans pont disulfure, ce revêtement présente une densité de réticulation plus faible et un allongement à la rupture plus élevé. Une réparation significative d’un endommagement de 100 μm de profondeur a pu être réalisée. Un recouvrement de 42% de l’allongement à la rupture a ainsi été observé en seulement 3h d’irradiation UV a 100°C. / A biobased photohealing coating has been developed from 4 components, including epoxidized linseed oil and 4,4’- diphenyldiamine disulfide. The process has been carried out in two steps via an epoxy/amine reaction. The photohealing character is ensured by the presence of disulfide bridges which, under UV irradiation, can be photolyzed reversibly. The obtained coating contains about 46 wt-% of biobased compounds and 24 wt-% of photosensitive molecules. Compared to an analogous material without disulfide bond, the coating exhibits a lower crosslinking density and a higher fracture elongation.A significant repair of a 100 μm depth scratch has been occurred. An increase of 42% of tensile strength has been observed in only 3 hours of UV irradiation at 100°C.

Dans le contexte du développement spectaculaire de l’aquaculture, les farines et huiles de poissons, qui étaient les composantes principales des aliments aquacoles, ont progressivement été remplacées par des mélanges de produits végétaux. Cependant, le remplacement total n’est pas encore possible sans dégrader les performances des poissons (croissance et survie). Pour continuer son développement durable, l’aquaculture doit davantage s'affranchir de ces matières premières. Une voie de progrès possible est l'utilisation de la variabilité génétique existante dans les populations de truites pour la capacité à survivre et grandir avec des aliments à base de végétaux (Aliments V). Cependant très peu d'études se sont intéressées aux mécanismes mis en place par certains génotypes pour utiliser plus efficacement ces aliments. L'objectif de la thèse était d'étudier les caractéristiques à l'origine d'une meilleure utilisation des aliments V chez différents génotypes de truite arc-en-ciel (trois lignées isogéniques et lignée sélectionnée). L'originalité de ce travail repose sur l'étude de la réponse de différentes lignées à un aliment 100 % V, en combinant des approches de physiologie nutritionnelle et de biologie moléculaire sans a priori ou ciblées. Ainsi les transcriptomes de trois lignées isogéniques, ayant des performances contrastées lorsqu'elles sont nourries avec des aliments V, ont été comparés à court et long terme. Puis des caractères liés à la nutrition, ainsi que l'expression de certains gènes, identifiés grâce à l'étude transcriptomique, ont été étudiés chez une lignée sélectionnée pour sa capacité à survivre et grandir avec un aliment V. Les résultats obtenus ont permis de conclure que l'acceptation de l'aliment V joue un rôle clef, notamment lors des stades précoces. Les résultats obtenus mettent également en avant le rôle prépondérant de la composante immunitaire qui est impactée différemment en fonction des génotypes. Finalement, après 6 mois d'alimentation, alors que le métabolisme des lipides participe à expliquer les différences d’utilisation de l’aliment V chez les lignées isogéniques, il ne parait pas déterminant chez la lignée sélectionnée. Globalement, nos résultats suggèrent l'existence d'une grande diversité de mécanismes dans les populations de truites leur permettant de survivre et grandir avec un aliment à base de végétaux dépourvu de farine et huiles de poisson. / In the context of the exponential development of aquaculture, fish meal and oils, previously the main components of aquaculture feed, have been increasingly replaced by a blend of plant products. However, total replacement is not yet possible without impairing fish performance (survival and growth). To continue its sustainable development, aquaculture must further decrease its reliance on both fish oil and fish meal. In addition to the changes in diet composition, a possible way forward is the use of the genetic variability for the ability to survive and grow with plant-based diets (V diets) existing in trout populations. However, very few studies have investigated the mechanisms implemented by some genotypes to use these diets more efficiently. The objective of this thesis was to study the characteristics that led to a better utilisation of V diet in different rainbow trout genotypes. The originality of this PhD work relies on the genetic rainbow trout lines whose responses to a 100% V diet were studied by combining nutritional physiology and molecular biology with or without a priori approaches. Thus, the transcriptomes of three isogenic lines, which have contrasting performances when fed V diets, were compared at short and long term. Then nutrition-related traits, as well as the expression of some genes identified through the transcriptomics analysis, were studied in a line selected for its ability to survive and grow with a V diet. The results obtained led to the conclusion that the acceptance of V diets plays a key role, particularly in the early stages. The results also highlight the essential role of the immune system, which is impacted differently according to genotypes. Finally, after 6 months of feeding, while lipid metabolism seems to play a role in the differences between genotypes for their ability to efficiently utilize the V diet, this pathway does not appear to play a determinant role in the selected line. Overall, our results suggest that there are a wide variety of mechanisms allowing trout to survive and grow with a total plant-based diet, devoid of both fish meal and oils.

L'objectif de ces travaux de thèse consiste à étudier la faisabilité du remplacement des huiles issues des ressources fossiles par des huiles végétales dans des matrices polymères. La première partie étudie la diffusion des huiles dans les matrices EPDM et PVC, en confrontant le modèle théorique des paramètres de solubilités de Hansen à des tests de diffusions suivis par rhéologie. Les résultats ont été analysés afin de mettre en évidence les avantages et les faiblesses de ce type de modèle. Dans un second temps, nous avons formulé une matrice élastomère en utilisant des plastifiants à base d'huiles végétales et vérifié avec différents tests l'efficacité de ces plastifiants. Les résultats ont mis en évidence des problèmes d'incompatibilité entre la matrice EPDM et les huiles agrosourcées. Une méthode de modification in situ a donc été utilisée sur de l'huile de Tung afin de fixer l'huile végétale dans la matrice. Enfin dans une dernière partie nous avons apporté différentes propriétés de réticulations à l'huile de Tung. Nous avons développé deux systèmes de réticulations basés sur des molécules di-fonctionnelles, le 2-furanmethanethiol et le 3-mercaptopropyltriethoxysilane. Au cours d'un procédé continu de mélangeage, nous avons greffé le 2-furanmethanethiol sur la matrice et sur l'huile végétale grâce à une réaction thiol-ène et une réaction de Diels-Alder, ce qui nous a permis de réticuler le système. Nous avons également étudié une autre molécule capable de créer des noeuds siloxanes à partir de réactions d'hydrolyse-condensations de fonctions alkoxysilanes après greffage sur la matrice EPDM et sur l'huile par réaction thiolène. Les résultats obtenus ont montré des propriétés similaires à un système de réticulation classique avec du dicumyl peroxide (DCP) / The aim of the thesis is to study the feasibility of replacing the fossil oils by vegetable oils in polymer matrices.The first section discusses the diffusion of oil in EPDM and PVC matrices. This study was carried out by confronting the theoretical model of the Hansen solubility parameters to experiment rheology tests. The results were analyzed to highlight the strengths and weaknesses of this model.In second part, we used an elastomer formulation based on vegetable oils plasticizers. The effectiveness of these plasticizers has been verified using different tests. The results showed the problems of incompatibility between the EPDM matrix and the bio-based oils. In situ modification method was therefore used on Tung oil to fix the vegetable oil into the matrix.Finally, in a last part we studied different properties of the crosslinked material. We have developed two crosslinking systems based on di-functional molecules, the 2-furanmethanethiol and 3-mercaptopropyltriethoxysilane