Notre connaissance de la diversité virale associée aux microorganismes procaryotiques issus des sources hydrothermales océaniques profondes demeure encore limitée. Peu d’études se sont intéressées à l’abondance virale ou à l’impact des virus sur la mortalité microbienne au sein de ces écosystèmes. Le nombre de virus caractérisés, issus de ces environnements, reste faible. Deux virus, PAV1 et TPV1, associés à des archées hyperthermophiles anaérobies appartenant à l’ordre des Thermococcales ont été décrits dans notre laboratoire. Afin de poursuivre nos recherches sur la diversité virale infectant les microorganismes hydrothermaux marins, l’ordre bactérien des Thermotogales a été ciblé. Cet ordre est composé de bactéries chimioorganotrophes anaérobies pour la plupart hyper/thermophiles. Elles partagent la même niche écologique que les Thermococcales et sont métaboliquement proches. De nombreux transferts latéraux de gènes ont, par ailleurs, contribué à l’histoire évolutive des Thermotogales, subodorant l’implication potentielle de virus. La présence de séquences CRISPR a également été rapportée au sein de plusieurs génomes de Thermotogales, suggérant que les Thermotogales sont ou ont certainement déjà été exposées à des infections virales. Pour autant, à ce jour, les seuls éléments génétiques mobiles à avoir réellement été décrits chez les Thermotogales sont 3 miniplasmides et aucun virus. Une cinquantaine de souches de Thermotogales provenant majoritairement de la collection de notre laboratoire (Souchothèque de Bretagne et Collection Ifremer) a été passée au crible quant à la présence d’éventuels bactériovirus associés. A l’issue de ce criblage, des éléments à ADN extra-chromosomiques, incluant 2 plasmides et 7 bactériovirus (du type Siphoviridae) ont été découverts au sein de souches appartenant aux genres Thermosipho et Marnitoga. Des analyses préliminaires ont été réalisées sur ces différents éléments et l’un des nouveaux systèmes hôte/virus a été caractérisé en détail. MPV1 (Marinitoga piezophila virus 1) est un siphovirus-like tempéré isolé d’une bactérie piezophile, il constitue le premier bactériovirus associé à l’ordre des Thermotogales. La souche hôte est piezophile mais aisément cultivable à pression atmosphérique au terme de plusieurs repiquages. Si l’essentiel des analyses a été mené à pression atmosphérique, la production virale s’est avérée tout à fait effective à pression hydrostatique. Nous avons réalisé les analyses de la séquence complète du génome MPV1 (43,7 kb, extrait des capsides virales purifiées) et sa comparaison avec le provirus présent au sein du génome séquencé de Marinitoga piezophila KA3. Les analyses de ce génome viral ont suggéré une proximité évolutive de MPV1 avec les bactériovirus de Firmicutes. Nous avons également mis en évidence que le bactériovirus partage son hôte avec un élément génétique extra chromosomique circulaire de 13,3 kb (pMP1). Ce « ménage à 3 » est surprenant dans le sens où l’élément de 13,3 kb, contenant 13 ORF de fonctions majoritairement inconnues, utilise les capsides virales afin de se propager. Ceci pourrait, ainsi, illustrer un nouvel exemple de piratage moléculaire. / Our knowledge of the viral diversity associated to procaryotic microorganisms inhabiting the deep sea hydrothermal vents is still limited. Only few studies have focused on viral abundance and impact on microbial mortality within these ecosystems. A limited number of viruses from these environments were isolated and characterized. Two viruses, PAV1 and TPV1, associated to hyperthermophilic anaerobic Archaea, Thermococcales order, have ever been described in our laboratory. The topic of this phD thesis was to extend our investigation to other deep sea vent microorganisms in order to deepen our knowledge on the marine hydrothermal virosphere. We decided to focus more precisely on the bacterial order of Thermotogales. This order is composed of anaerobic chemoorganotrophic bacteria that are, for almost, hyper/thermophilic. They share the same ecological niche as the Thermococcales and are metabolically close. Numerous lateral gene transfers have contributed to the evolutionary history of the Thermotogales, implying the potential involvement of viruses. The presence of CRISPRs has also been reported in many genomes, suggesting that Thermotogales certainly are or have been exposed to viral infections. However, up till now, only 3 miniplasmids have been described within Thermotogales and no viruses. Fifty strains of Thermotogales, mostly from the LM2E culture collection (Ifremer and “UBOCC”), were screened for the presence of potential bacteriovirus. Extrachromosomal DNA elements, including 2 plasmids and 7 bacterioviruses (siphovirus-like), were discovered amongst strains belonging to both Thermosipho and Marinitoga genera. Preliminary studies were performed on these elements and one of the new virus-host systems was characterized in details. MPV1 (Marinitoga piezophila virus 1) is a temperate siphovirus-like isolated from a piezophilic bacterium, it is the first bacteriovirus associated to the Thermotogales order. This host strain is piezophilic but easily cultivable at atmospheric pressure after several subcultures. Whether most experiments were performed at atmospheric pressure, the viral production appeared to be effective at hydrostatic pressure. We reported the analyses of the complete sequence of the MPV1 genome (43.7 kb, extracted from purified virions) and its comparison to the provirus present in the sequenced genome of Marinitoga piezophila KA3. Analyses of the viral genome suggested a close evolutionary relationship of MPV1 to Firmicutes bacterioviruses .We also reported that this bacteriovirus shares its host with a circular extrachromosomal genetic element of 13.3 kb (pMP1). This ‘ménage à trois’ is surprising in the sense where the 13.3kb element, that contains 13 ORFs of mostly unknown function, uses the viral capsid to propagate. Therefore, it would likely correspond to a new example of molecular piracy.

Thesis: Ph. D., Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Science and Engineering (Massachusetts Institute of Technology, Department of Biology; and the Woods Hole Oceanographic Institution), 2015. / Cataloged from PDF version of thesis. / Includes bibliographical references. / Hydrothermal vents and coral ecosystems are conspicuous biological hot spots in the deep-sea. These ecosystems face increasing threats from human activities. Having thorough taxonomic inventories as well as understanding species' relatedness, genetic diversity, connectivity patterns, and adaptive potential is fundamental for the implementation of conservation strategies that help mitigate these threats. This thesis provides fundamental high-priority knowledge in taxonomic, evolutionary, and ecological aspects of deep-sea coral and vent species, by harnessing the power of genomic tools and overcoming long-standing methodological barriers. First, I develop bioinformatic tools that help guide the design of studies aiming to characterize eukaryotic genome diversity using restriction-site associated DNA sequencing. Using these tools I find that the predictability of restriction site frequencies in eukaryotic genomes is chiefly determined by the phylogenetic position of the target species and the recognition sequence of the selected restriction enzyme. These tools are then applied to test global-scale historical biogeographic hypotheses of vent fauna using barnacles as model. Phylogeographic inferences suggest that the western Pacific was the place of origin of the major vent barnacle lineage, followed by circumglobal colonization eastward along the southern hemisphere during the Neogene. I suggest that the geological processes and dispersal mechanisms discussed here can explain distribution patterns of many other marine taxa in addition to barnacles. Regional-scale analyses indicate that vent barnacle populations are well connected within basins and ridge systems, and that their diversity patterns do not conform to the predictions from the hypothesis that seamounts are centers of endemism. I then move on to resolve long-standing questions regarding species definitions in recalcitrant deep-sea coral taxa, by unambiguously resolving evolutionary relationships and objectively inferring species boundaries. Finally, I explore the adaptive potential of deep-sea coral species to environmental changes by examining a case of adaptation to shallow water from the deep sea. Candidate positive-selection markers shared between pairs of shallow and deep populations are identified as likely makers for genomic regions involved in adaptation. Overall, the results from this thesis constitute critical baseline data with which to assess potential effects of anthropogenic disturbances on deep-sea ecosystems. / by Santiago Herrera Monroy. / Ph. D.

Les surcotes de tempête sont souvent sous-estimées dans les modèles hydrodynamiques, ainsi que les grandes vagues dans les modèles de vagues. Les causes possibles sont une sous-estimation des vents dans les modèles atmosphériques et/ou une formulation incorrecte de la tension de vent. Les objectifs de cette thèse sont (1) d’estimer les biais par vents forts dans les modèles atmosphériques (2) de développer une nouvelle paramétrisation du coefficient de traı̂née permettant de réduire ce biais (3) d’étudier l’impact des vagues sur la tension de vent. La méthode consiste à étudier la réponse de l’atmosphère et de l’océan à la tension de vent. Dans une première partie, nous utilisons le modèle couplé vagues-atmosphère d’ECMWF. Nous montrons que les vents forts sont sous-estimés, avec un biais de l’ordre de -7 m/s à 30 m/s. Des écarts significatifs existent aussi entre les observations, les bouées et les vents issus de ASCAT-KNMI étant généralement inférieurs à ceux des plateformes et des autres données satellites utilisées dans cette étude (AMSR2, ASCAT-RSS, WindSat, SMOS et JASON-2). La nouvelle paramétrisation développée permet d’obtenir des vents plus forts qu’avec celle d’ECMWF par défaut. Dans une deuxième partie (réponse de l’océan), nous utilisons le modèle global océanique TUGO du LEGOS forcé par le modèle couplé vagues-atmosphère d’ECMWF. Nous montrons qu’une paramétrisation de la tension de vent dépendant des vagues plutôt que du vent est plus appropriée quand l’état de mer est jeune. Elle conduit à des surcotes plus proches des observations (marégraphes et traces altimétriques de JASON-2). L’impact des vagues sur la surcote est significatif, et peut atteindre 20 cm. / Storm surges may be underestimated in hydrodynamic models, as well as large wave heights in wave models. This could come from an underestimation of strong winds in atmospheric models and/or an inappropriate wind stress formulation. The objectives of the present work are (1) to estimate how strong are the biases for high winds in atmospheric models (2) to develop a new drag parameterization that could reduce this bias (3) to investigate the impact of the waves on the wind stress. The method consists of studying the response of the atmosphere and the ocean to the wind stress.In a first part, we use the coupled wave-atmosphere model from ECMWF. We show that strong winds may be underestimated, as much as -7 m/s at 30 m/s.Significant differences also exist between observations, with buoys and ASCAT-KNMI generally showing lower wind speeds than the platforms and other remote-sensing data used in this study(AMSR2, ASCAT-RSS, WindSat, SMOS and JASON-2).The newly empirically adjusted Charnock parameterization leads to higher winds compared to the default ECMWF parameterization. In a second part, we use the global ocean model TUGO fromLEGOS forced with ECMWF coupled wave-atmopshere model. We show that a wave-dependent rather than wind-dependent stress formulation is more appropriate, when the sea state is young and the sea rougher. It yields to simulated surges closer to observations (i.e. tide gauges and JASON-2 altimeter tracks). The wave impact on the surges is significant, and may reach 20 cm.

La représentation dans un modèle numérique de la circulation générale océanique de la formation des eaux denses de plateau et des intéractions entre la glace de mer, l'océan et l'atmosphère en Antarctique est indispensable pour une simulation réaliste des masses d'eau profonde et de la circulation thermohaline de l'océan global. Dans ce travail, j'ai cherché à améliorer la modélisation des phénomènes importants pour la formation et la modification des eaux denses présentes sur le plateau continental antarctique (glace de mer, ice shelves, forçage atmosphérique) dans le code d'océan/glace de mer NEMO. J'ai montré, avec des simulations régionales réalistes, que les réglages fins proposés pour le modèle de glace, l'implémentation de la paramétrisation des ice shelves, ainsi qu'une meilleure représentation des vents catabatiques ont chacun des impacts positifs sur les propriétés de la glace de mer, des polynies et des eaux de plateau. Cependant, les défauts initiaux ne sont pas totalement corrigés. Afin de rectifier les problèmes restants, des simulations sont effectuées avec un forçage atmosphérique adapté au continent Antarctique par un downscaling des réanalyses atmosphériques globales ERA40 réalisé par un modèle atmosphérique de mésoechelle. Ces simulations montrent que des améliorations bien plus importantes que celles réalisées précédemment peuvent être obtenues en changeant la température, l'humidité et le vent de surface, autant en terme de glace de mer que de densité de masses d'eau présentes sur le plateau continental. Malgré ces perfectionnements, des efforts importants restent à faire au niveau du forçage atmosphérique, du modèle de glace et des ice shelves

Cette thèse se propose d'étudier les impacts des changements climatiques sur les vents de surface en France et d'en tirer des conclusions sur le potentiel éolien. Du fait de leur faible résolution spatiale, les modèles climatiques ne peuvent pas reproduire correctement la variabilité spatiale des vents de surface en France. Deux méthodes de désagrégation ont donc été développées afin de régionaliser un ensemble de scénarios climatiques: une méthode statistique basée sur une analyse en types de temps et une méthode statistico-dynamique utilisant des simulations méso-échelles à haute résolution. A l'horizon 2050, des changements significatifs mais relativement faibles apparaissent avec notamment une diminution de la vitesse du vent dans le sud et une augmentation dans le nord. L'utilisation d'autres méthodes de désagrégation permet d'étudier différentes sources d'incertitudes : il apparaît que l'essentiel de l'incertitude est dû aux modèles climatiques.

Cette étude porte sur les données de la campagne de mesure ESCOMPTE. Son but est d'analyser la structure verticale de la basse troposphère en liaison avec le transport et la diffusion des polluants. Cette analyse montre en particulier la difficulté à définir une couche limite comme on le fait classiquement. Elle permet de mettre en évidence la superposition complexe de couches limites internes, surtout près des côtes. L'étude de l'épaisseur de la couche dans laquelle la pollution est soit diluée, soit accumulée, montre que le mélange reste bloqué près de la surface, près des côtes par régime de brise de mer, alors qu'il est advecté et réparti sur une épaisseur plus conséquente sur les montagnes. Paradoxalement, la concentration en ozone sera, en régime de brise, plus faible en bordure de mer, près des sources (titration) alors que sur les montagnes, les forts développements de couche limite vont contribuer à intégrer de l'ozone de la basse troposphère, issu de couches limites lointaines, ce qui augmentera les concentrations locales.

The bioavailability of iron is limited by the solubility of Fe(III) at circumneutral pH. In the High Nutrient-Low Chlorophyll (HNLC) zones of the ocean, the natural or anthropogenic addition of iron stimulates primary productivity and consumes carbon dioxide. As a result, iron fertilization has been proposed to mitigate anthropogenic carbon emissions and lower global temperatures. The natural sources of iron to the ocean are not fully constrained and include eolian depositions as well as inputs from continental shelf sediments, rivers, hydrothermal vents, and icebergs. Regardless of their source, the effectiveness of iron additions in promoting carbon fixation depends on the presence of organic ligands either natural or produced by microorganisms that stabilize or solubilize Fe(III) at neutral pH. For example, siderophores are well known to be expressed extracellularly by prokaryotes in the photic zones of the oceans to increase the bioavailability of iron. In this dissertation, the production of iron nanoparticles is demonstrated in vent fluids from the 90 North hydrothermal system. These iron nanoparticles may either catalyze the oxidation of sulfide to thiosulfate and produce a potential electron acceptor for microbial respiration or provide a source of iron that stimulates primary production at great distances from the hydrothermal vents. In addition, dissolved iron under the form of soluble organic-Fe(III) complexes is demonstrated to constitute a significant source of iron in estuarine sediments that receive large amounts of particulate iron from flocculation and precipitation at the salinity transition of this estuary. A novel competitive ligand equilibration absorptive cathodic stripping voltammetry (CLE-ACSV) technique reveals that the speciation of iron changes from largely colloidal or particulate in the upper estuary to truly dissolved organic-Fe(III) in the lower estuary. It is also demonstrated that organic-Fe(III) complexes are produced far below the sediment-water interface, suggesting that dissimilatory iron-reducing bacteria may play an important role in their production. These complexes then diffuse across the sediment-water interface and provide a significant source of iron to the continental shelf. The mechanism of reduction of iron oxides by iron-reducing bacteria is not fully understood and presents a unique physiological problem for the organism, as the terminal reductase has to transfer electrons to a solid electron acceptor. In this dissertation, it is demonstrated for the first time using random mutagenesis that the respiration of solid Fe(III) oxides by Shewanella oneidensis, a model iron-reducing prokaryote, first proceeds through a non-reductive dissolution step involving organic ligands that are released extracellularly by the cells. These soluble complexes are then reduced by the organism to produce Fe(II) and recycle the ligand for additional solubilization. Incubations with deletion mutants of the proteins involved in the respiration of Fe(III) revealed that the type-II secretion system, which translocates proteins on the outer membrane of gram-negative bacteria, is involved in the production of organic-Fe(III) complexes by secreting an endogenous iron-solubilizing ligand or a protein involved in the biosynthesis of this ligand on the outer membrane. In addition, periplasmic decaheme cytochromes produced by Shewanella appear to be involved in the mechanism of production of the endogenous organic ligand either directly or through a sensing mechanism that controls its production. In turn, two decaheme cytochromes positioned on the outer-membrane and hypothesized to be involved in the electron transfer to the mineral surface do not appear to be involved in the solubilization mechanism, suggesting either that the cells regulate the ligand production via periplasmic sensing systems or that these cytochromes are not involved in the solubilization mechanism. Altogether this research shows the production of organic-Fe(III) complexes in sediments generates a significant flux of dissolved iron to support primary production in continental shelf waters and that these complexes may be partly produced by iron-reducing bacteria. Indeed, experiments with a model organism demonstrate dissimilatory iron reducing bacteria produce endogenous organic ligands with high iron-binding constants to non-reductively solubilize iron oxides during the anaerobic respiration of iron oxides. The organic ligand is apparently recycled several times to minimize the energy cost associated with its biosynthesis. These findings demonstrate that the solubilization of iron oxides by organic ligands may be an important, yet underappreciated process in aquatic systems.

L'objectif de cette thèse est de comprendre la structure des binaires gamma, binaires à collision de vents composées d'une étoile massive et d'un pulsar jeune. Ces binaires possèdent probablement une structure similaire aux binaires à collision de vents composées de deux étoiles massives, avec des particularités liées à la nature relativiste du vent de pulsar. L'interaction de deux vents supersoniques d'étoiles massives crée une structure choquée qui présente des signatures observationnelles du domaine radio aux rayons X. Plusieurs instabilités ainsi que le mouvement orbital des étoiles influent sur la structure choquée. Afin de comprendre leur impact, j'ai effectué des simulations à haute résolution de binaires à collision de vents à l'aide du code hydrodynamique RAMSES. Ces simulations sont numériquement coûteuses à réaliser, surtout lorsque un des vents domine fortement l'autre. A petite échelle, les simulations soulignent l'importance de l'instabilité de couche mince non-linéaire dans les collisions isothermes alors que l'instabilité de Kelvin-Helmholtz peut fortement modifier la structure choquée dans une collision adiabatique. A plus grande échelle, cette instabilité peut parfois détruire la structure spirale à laquelle on s'attend si la différence de vitesse entre les vents est trop importante. WR 104 est une binaire dont on observe la structure spirale grâce à l'émission de poussières. Les simulations de ce système montrent un bon accord avec la structure observée et indiquent que des processus de refroidissement du gaz sont nécessaires à la formation de poussières. Pour modéliser les vents de pulsar dans les binaires gamma, RAMSES a été étendu à l'hydrodynamique relativiste. J'utilise ce nouveau code pour réaliser des simulations préliminaires de binaires gamma. Elles montrent effectivement une structure similaire aux binaires stellaires, avec de légères corrections relativistes . Ce code est adapté à l'étude de divers systèmes astrophysiques tels que les jets relativistes, les sursauts gamma ou les nébuleuses de pulsar et fera partie de la prochaine version de RAMSES qui sera rendue publique.

L'objectif de cette thèse est de comprendre la structure des binaires gamma, binaires à collision de vents composées d'une étoile massive et d'un pulsar jeune. Ces binaires possèdent probablement une structure similaire aux binaires à collision de vents composées de deux étoiles massives, avec des particularités liées à la nature relativiste du vent de pulsar. L'interaction de deux vents supersoniques d'étoiles massives crée une structure choquée qui présente des signatures observationnelles du domaine radio aux rayons X. Plusieurs instabilités ainsi que le mouvement orbital des étoiles influent sur la structure choquée. Afin de comprendre leur impact, j'ai effectué des simulations à haute résolution de binaires à collision de vents à l'aide du code hydrodynamique RAMSES. Ces simulations sont numériquement coûteuses à réaliser, surtout lorsque un des vents domine fortement l'autre. A petite échelle, les simulations soulignent l'importance de l'instabilité de couche mince non-linéaire dans les collisions isothermes alors que l'instabilité de Kelvin-Helmholtz peut fortement modifier la structure choquée dans une collision adiabatique. A plus grande échelle, cette instabilité peut parfois détruire la structure spirale à laquelle on s'attend si la différence de vitesse entre les vents est trop importante. WR 104 est une binaire dont on observe la structure spirale grâce à l'émission de poussières. Les simulations de ce système montrent un bon accord avec la structure observée et indiquent que des processus de refroidissement du gaz sont nécessaires à la formation de poussières. Pour modéliser les vents de pulsar dans les binaires gamma, RAMSES a été étendu à l'hydrodynamique relativiste. J'utilise ce nouveau code pour réaliser des simulations préliminaires de binaires gamma. Elles montrent effectivement une structure similaire aux binaires stellaires, avec de légères corrections relativistes . Ce code est adapté à l'étude de divers systèmes astrophysiques tels que les jets relativistes, les sursauts gamma ou les nébuleuses de pulsar et fera partie de la prochaine version de RAMSES qui sera rendue publique. / The aim of this thesis is to understand the structure of colliding wind binaries composed of a massive star and a young pulsar, called gamma-ray binaries. They are expected to display a similar structure to colliding wind binaries composed of massive stars, with some particularities due to the relativistic nature of the pulsar wind. The interaction of the supersonic winds from massive stars creates a shocked structure with observational signatures from the radio domain to the X-rays. The structure is affected by various instabilities and by the orbital motion of the stars. To understand their impact, I carried out high resolution simulations of colliding wind binaries with the hydrodynamical code RAMSES. They are computationally demanding, especially when one of the winds strongly dominates the other one. Small scale simulations highlight the importance of the Non-linear Thin Shell Instability in isothermal collisions while the Kelvin-Helmholtz instability may strongly impact the dynamics of adiabatic collisions. I found that, at larger scales, this instability can destroy the expected large scale spiral structure when there is an important velocity gradient between the winds. WR 104 is a system that displays a spiral structure with important dust emission. The simulation of this system shows a good agreement with the observed structure and indicates cooling processes are necessary to enable dust formation. To model the pulsar wind in gamma-ray binaries, an extension of RAMSES has been developed, that incorporates relativistic hydrodynamics. I used this new relativistic code to perform preliminary simulations of gamma-ray binaries. They display a similar structure to colliding wind binaries with small relativistic corrections. We expect to use this code to perform large scale simulations of gamma-ray binaries. It will be part of the next public release of RAMSES and is suited for the study of many astrophysical problems such as relativistic jets, pulsar wind nebulae or gamma-ray bursts.

Le modèle cosmolgique standard Λ-CDM est celui qui connaît le plus grand succès dans la cosmologie moderne. Pourtant, malgré sa capacité à expliquer la domination de la matière noire sur la structuration de l'univers à grande échelle, il échoue, parfois dramatiquement, lorsque la physique complexe de la matière baryonique entre en jeu. En particulier, l'une des plus grandes questions restant encore sans réponse concerne la différence importante entre la quantité de matière baryonique prédite et celle réellement observée dans les halos de galaxies de faible et de grande masse (e.g. Behroozi et al., 2013b). Les modèles théoriques prédisent beaucoup trop de masse comparé à ce qui est véritablement observé, ce qui mène à la conclusion qu'il existe des mécanismes permettant d'éjecter une partie du réservoir de matière baryonique des galaxies, ce qui affectera donc leur évolution. En d'autres termes, si nous voulons comprendre l'évolution des galaxies, il est essentiel de comprendre de manière précise comment ces galaxies perdent une partie de leur matière baryonique. Pour les galaxies de faibles masses, un ingrédient clé est contenu dans les vents produits par les explosions de supernovae (Dekel & Silk, 1986). Non seulement ces vents peuvent être efficaces pour éjecter le gaz et les métaux du disque galactique, pour enrichir le milieu inter-galactique en éléments lourds (Oppenheimer et al., 2010), mais ils sont aussi observés dans presque toutes les galaxies à formation d'étoiles (Veilleux et al., 2005a), ce qui donne à ces vents un rôle important concernant le cycle de la matière dans les galaxies. Notre connaissance incomplète concernant les relations entre la galaxie et les propriétés du gaz qu'elle éjecte, comme le lien entre le taux de formation stellaire (SFR) et la quantité de masse éjectée Mout , limite notre capacité à produire des simulations numériques précises sur l'évolution des galaxies. L'objectif de cette thèse est de quantifier les propriétés des vents galactiques en utilisant des quasars en arrière plan et la spectroscopie 3D. Afin d'y parvenir, nous utiliserons une quantité importante de données provenant de plusieurs instruments (SDSS, LRIS au Keck, SINFONI, UVES et MUSE au VLT). Grâce à cette nouvelle stratégie d'observation et l'utilisation d'instruments de pointe, nous avons pu augmenter l'échantillon d'un ordre de grandeur et ainsi obtenir de bien meilleures contraintes sur les propriétés du gaz qui s'échappe des galaxies de faible masse. / The Λ-CDM model is one of the most resounding triumphs of modern cosmology. Yet, even though it is immensely successful at explaining the dark matter dominated large scale structures, it fails, sometimes dramatically, when the complex physics of baryonic matter comes into play. In particular, one of the major remaining discrepancies is between the observed and predicted baryonic densities of the dark matter halos of galaxies both in the high mass and low mass regimes (e.g. Behroozi et al., 2013b). Theoretical models predict much more mass than is actually observed, leading to the conclusion that there are mechanisms at play ejecting part of the baryonic matter reservoir from galaxies and therefore affecting their evolution. In other words, if we want to understand the evolution of galaxies, it is essential to understand precisely how galaxies lose a fraction of their baryonic matter. For low mass galaxies, a key part of the solution lies on supernovae-driven outflows (Dekel & Silk, 1986). Not only can such outflows efficiently expel gas and metals from galactic disks, enriching the inter-galactic medium (Oppenheimer et al., 2010), they are also observed in almost every star-forming galaxy (Veilleux et al., 2005a), making them an important part of the matter cycle of galaxies in general. Our incomplete knowledge of scaling relations between galaxies and the properties of their outflowing material, such as between the star formation rate (SFR) and the ejected mass rate Mout, limits our ability to produce accurate numerical simulations of galaxy evolution. The objective of this thesis is to quantify galactic wind properties using background quasars and 3D spectroscopy. In order to achieve our goal, we use large data sets from several instruments (SDSS, LRIS at Keck, SINFONI, UVES and MUSE on VLT). After developing observational strategies in order to have the largest data set possible with this technique, we increased the number of observations by 1 order of magnitude which resulted in better constraints on the outflowing materials for the low mass galaxies.