Dissertations / Theses on the topic 'Milieu Lacustre'

Le comportement des elements traces dans les colonnes d'eau de trois lacs du massif central (le lac du bouchet, le lac d'aydat et le lac pavin) a ete etudie. L'objectif etait de preciser la nature des reactions biogeochimiques impliquant ces elements en relation avec les variations des conditions d'oxydoreduction, dans l'espace et dans le temps. Les concentrations de 21 elements ont ete retenues pour etre discutees: li, b, al, v, co, ni, cu, as, rb, y, mo, sb, cs, ba, la, ce, nd, yb, w, pb et u. Dans le lac du bouchet et le lac d'aydat, en periode d'anoxie de nombreux elements traces aux proprietes chimiques differentes diffusent de l'interface eau-sediment (ies) vers la colonne d'eau (al, v, co, as, mo, ce et pb au bouchet ; al, v, co, as, cs, ba, la, ce, w et u a aydat), avec les produits majeurs de la mineralisation des composes organiques (nh4#+, po#4#3#-, co#2), de facon concomitante avec fe(ii). Des gradients chimiques egalement tres prononces sont observes au lac pavin, 20 m au-dessus de l'ies (al, v, cu, mo, sb, ba, la, ce, pb et u). Ces elements sont elimines de la solution par la coprecipitation des elements traces avec un solide neoforme riche en fe et p ou par l'adsorption a sa surface ou a la surface des diatomees sedimentant dans la colonne d'eau. L'etude des eaux interstitielles du sediment indique qu'il existe un recyclage intense a l'ies qui pourrait contrebalancer la precipitation de ces elements et maintenir le monimolimnion dans son etat stationnaire. Au-dessus de l'interface d'oxydoreduction, co et ba sont adsorbes a la surface des oxydes de manganese. Ces derniers sont reduits sous l'oxycline et liberent co et ba en solution. Ba est plutot lie au fer qui precipite au-dessus du fond dans le lac pavin. Al, v, cu, mo sont sensibles a l'etat de stratification redox ou thermique dans les trois lacs. L'origine de l'enrichissement du monimolimnion en ces elements se trouve dans les eaux interstitielles du sediment

L'objectif principal de cette these est d'etudier simultanement, in situ, l'aspect quantitatif et qualitatif du transfert de matiere entre le phytoplancton et le zooplancton, et de montrer l'interet des pigments phytoplanctoniques (pigments chlorophylliens et carotenoides separes en hplc) comme marqueurs de ce transfert. Ce travail a ete effectue au lac pavin (massif central - france) entre avril et novembre 1991. Dans un premier temps, la validite de l'utilisation des pigments pour aborder l'aspect qualitatif de la nutrition du zooplancton est verifiee grace a la nutrition experimentale, en laboratoire, de daphnies maintenues en elevage et d'echantillons zooplanctoniques issus de milieu naturel, avec une nourriture controlee. Dans un second temps, sont presentes les resultats de l'etude saisonniere effectuee au lac pavin. Apres avoir determine les pigments qui peuvent etre utilises comme marqueurs, les impacts du broutage (exprimes en ml. L#-#1. Jour#-#1) de differentes fractions zooplanctoniques (copepodes calanoides et cyclopoides, cladoceres, rotiferes) sur l'ensemble de la communaute phytoplanctonique sont calcules en utilisant la chlorophylle a et ses derives comme marqueurs du broutage. Les impacts exerces sur les differents groupes phytoplanctoniques sont evalues ensuite, grace a la comparaison des proportions des carotenoides marqueurs (peridinine marqueur des dinoflagelles, fucoxanthine marqueur des diatomophycees et chrysophycees, luteine-zeaxanthine marqueurs des chlorophycees et cyanobacteries) chez le phyto- et chez le zooplancton. L'ensemble de ce travail permet de mettre en evidence le partage spatial (vertical) et temporel des ressources nutritives par les organismes phytophages, tant d'un point de vue quantitatif que qualitatif (en relation avec la selectivite du broutage observee ici). Les resultats obtenus soulignent egalement l'attention particuliere qui doit etre portee a la degradation de la chlorophylle a en produits incolores suite a son ingestion par le zooplancton, ainsi qu'aux variations circadiennes du broutage, ces deux phenomenes pouvant conduire a une sous-estimation des impacts de broutage

Les communautés microbiennes eucaryotes sont composées d’organismes faisant partie de toutes les lignées de protistes connues à ce jour. Les autotrophes de petite taille peuvent contribuer de façon significative à la biomasse et à la production primaire dans les eaux oligotrophes. Jusqu’à présent, moins de 80 espèces marines et d’eau douce ont été formellement décrites dans la classe de taille picoplanctonique (< 3 µm). Leur distribution et leur contribution à la biomasse chlorophyllienne commencent à être connues pour quelques espèces marines comme le Prasinophyceae Micromonas pusilla. Dans le but de mieux comprendre la diversité et l’écologie de ces petits eucaryotes, j’ai utilisé l’hybridation in situ fluorescente de sondes oligonucleotidiques (18S ARNr) associées à une amplification du signal (FISH-TSA) afin de quantifier des groupes taxinomiques spécifiques dans des échantillons naturels. En particulier, des sondes déjà existantes spécifiques des Chlorophyta et des Haptophyta ont été utilisées afin d’évaluer les distributions de ces deux grands groupes dans différents environnements. En parallèle, des observations en microscopie à épifluorescence sur des échantillons fixés au glutaraldéhyde ont permis de distinguer les organismes autotrophes des hétérotrophes. Différentes milieux marins caractérisés par des statuts trophiques différents ont été étudiés, tels que le Pacifique Sud-Est, la Manche et la Mer du Nord. Des échantillons d’eau douce provenant d’un lac méso-eutrophe au Luxembourg (une année d’échantillonnage) et de trois lacs français (méso-oligotrophe, mésotrophe et eutrophe) ont été également étudiés. La contribution hétérotrophe de la communauté eucaryotique atteignait 75 % de la population picoplanctonique dans les zones oligotrophes du Pacifique Sud-Est et 50 % dans les zones mésotrophes et eutrophes du Pacifique et de Mer du Nord. La contribution des Chlorophyta parmi les eucaryotes autotrophes atteignait son maximum dans la Manche au niveau de la fraction picoplanctonique (jusqu’à 100 %) alors que les Haptophyta avaient une contribution maximale dans la fraction de taille entre 2 µm et 5 µm en Mer du Nord (jusqu’à 100 %). Les Chlorophyta étaient principalement composés de Mamiellales pour la fraction picoplanctonique avec une dominance de l’espèce Micromonas pusilla dans la Manche. Les échantillons d’eau douce ont montré des contributions des Chlorophyta et des Haptophyta généralement plus basses que les échantillons marins et ce quelque soit le statut trophique du lac (de 5 % à 27 % en moyenne pour les Chlorophyta et de 2 % à 9 % pour les Haptophyta en été pour les quatre lacs étudiés). Alors qu’aucune tendance claire n’a pas été mise en évidence pour les Haptophyta, la contribution des Chlorophyta dans la fraction inférieure à 2 µm semble décroître dans les eaux plus eutrophes. L’étude annuelle du lac d’Esch-sur-Sûre (Luxembourg) a montré que la plus importante contribution des Chlorophyta (99 %) et des Haptophyta (9 %) est atteinte pour la fraction supérieure à 5 µm durant la phase d’eau claire et en automne, respectivement. Les banques de clones (18S ARNr) réalisées aux quatre saisons au lac d’Esch-sur-Sûre tendent à confirmer la dominance des eucaryotes hétérotrophes parmi la population picoplanctonique, en particulier les ciliés. En été, les Chlorophyta représentaient 12 % des phylotypes identifiés. Cette étude a confirmé la dominance de la « lignée rouge » dans la fraction supérieure à 5 µm en été quelque soit le milieu considéré. La « lignée verte » dominait la fraction picoplanctonique uniquement en Manche et en Mer du Nord. Cependant, durant la phase d’eau claire dans le lac d’Esch-sur-Sûre, elle dominait également la fraction supérieure à 5 µm.

Ce travail est réalisé dans un réservoir artificiel, adjacent à une centrale électronucléaire, pour lequel les températures hivernales sont douces (8,2 à 12,4°C) et augmentent rapidement au printemps (Avril : 14,7°C) soit respectivement 5°C et 3°C au-delà des températures de la rivière qui l'alimente (la Moselle). L'absence de stratification (ni thermocline, ni oxycline) et de marnage offre une opportunité unique d'observer la distribution des poissons peu soumis aux contraintes abiotiques. Dans un premier temps, la distribution spatio-temporelle des communautés ichtyiques est suivie en domaine littoral et pélagique. Les jeunes poissons de l'année sont essentiellement discriminés selon leur date d'éclosion et constituent alors deux groupes distincts d'espèces ; les premiers alevins sont issus des pontes printanières tandis que ceux du second groupe descendent d'espèces à reproduction plus tardive. Les migrations et le partage des niches écologiques sont appréciés au cours de l'ontogenèse et par exemple, à la fin du printemps et en été, les plus petites brèmes bordelières (LT < 20 mm) sont confinées dans les habitats de forte complexité structurale tandis que les alevins de perches soleils occupent l'ensemble des habitats disponibles. En grandissant, les brèmes bordelières gagnent progressivement des habitats plus ouverts avant de rejoindre le domaine pélagique. La distribution verticale des poissons y est étudiée à l'aide d'une série chronologique de captures aux filets maillants verticaux. Les patrons de répartition saisonniers et spécifiques sont mis en évidence. Au cours de l'automne, de nombreuses espèces sont capturées plus en profondeur tandis que la perche soleil est la seule dont les captures en domaine littoral sont abondantes. Le succès d'introduction de la perche soleil doit être le fruit à la fois de son éclosion tardive et d'une stratégie de sélection de l'habitat opportuniste qui lui permet d'occuper un espace laissé vacant. Dans un second temps, les incidences sur les traits d'histoire de vie de poissons exposés à des eaux échauffées sont étudiées avec un intérêt particulier pour la population de perche soleil. Une croissance rapide des jeunes de l'année, une maturité précoce et une faible longévité sont constatées, et se démarquent des travaux existants. La faible longévité semble être la conséquence d'une maturité précoce des adultes qui subissent une forte mortalité suite à leur première reproduction. Ces résultats doivent contribuer à la mise en place d'outils prédictifs des réponses écologiques dans le contexte de changement climatique

L'objectif de cette thèse était de déterminer le contrôle de la composition de la communauté procaryototique (CCP) par les facteurs de régulation, ascendants (ressources) et descendants (prédation et lyse virale), ainsi que l'importance relative de chacun, le long d'un gradiant trophique. L'étude de la CCP a été réalisée au moyen de l'hybridation in situ fluorescente et le polymorphisme de longueur des fragments de restrictions terminaux. Les résultats obtenus suggèrent que la prédation et la lyse virale contrôlerait les populations les plus actives. Les ressources stimulent l'activité des procaryotes et contrôlent également la CCP. Par ailleurs, d'autres facteurs de régulation sont susceptibles d'intervenir dans la dynamique de la CCP, comme la température et les flux hydriques. Une analyse de partition des variances suggère que les ressources constituent le principal facteur de contrôle de la CCP

L'analyse écosystémique pluriannuelle menée dans les eaux de surface des lacs Léman, du Bourget et d'Annecy nous a permis d'étudier la dynamique des particules virales et des communautés procaryotiques (bactéries hétérotrophes et picocyanobactéries). Ce suivi, opéré de juillet 2002 à décembre 2006 dans la strate 0-50 m a permis de mettre en évidence (I) une forte reproductibilité interannuelle des dynamiques bactériennes, picocyanobactériennes et virales (II), l’importance du forçage saisonnier (i. E. La température) et de la prfondeur (épi- vs hypolimnion) (III) des abondances et des dynamiques sensiblement différentes entre les lacs mésotrophes (Léman et Bourget) et le lac d’Annecy, oligotrophe et enfin (IV) la faible part explicative prise par les variables biotiques, à l’échelle pluriannuelle dans la dynamique des communautés microbiennes. Une seconde approche, basée sur des expériences de dilution, a été utilisée afin de quantifier la régulation exercée par les virus et les prédateurs flagellés (&lt; 10 µm) sur la mortalité procaryotique, entre 2005 et 2006. Aucun processus de mortalité n’était détecté en période hivernale, alors que cette régulation atteignait plus de 71 % dans l’explication de la mortalité des bactéries hétérotrophes, dans le lac Léman, en été. En automne, la lyse virale et la prédation expliquaient 42 et 18 % de la mortalité des bactéries hétérotrophes dans le lac Léman et du Bourget respectivement. Pour les les picocyanobactéries, les virus expliquaient à eux seuls 9,8 % et 7,6 % de la mortalité dans les deux lacs mésotrophes, contribuant probablement à la terminaison du bloom automnal des picocyanobactéries. En revanche, dans le lac oligotrophe d’Annecy les virus et les prédateurs ne semblaient pas jouer un rôle majeur dans le contrôle de l’abondance des communautés bactériennes. Les résultats obtenus au cours de ces travaux ont donc permis de préciser le rôle régulateur très variable mais, potentiellement très important exercé par les virus dans le contrôle de l’abondance procaryotique. Ce travail a également permis de souligner la nécessité de progresser dans la connaissance des différentes stratégies virales et des facteurs influençant la mise ne place de ces stratégies<br>A pluri-annual study was conducted, from July 2002 to December 2006, in the three peri-alpine lakes : Annecy, Bourget and Geneva. It allowed us to observe spatial and temporal variations for the abundances of viruses, auto- and heterotrophic bacteria, flagellates, ciliates and small-pigmented eukaryotes between 0 and 50 m depth. We could observe that (I) the dynamics of these micro organisms was relatively well reproducible from one year to the other (II) abiotic parameters (e. G. Temperature) and water column layers (i. E. Epi- vs. Hypolimnion) were significantly involved in the variability of microorganism abundance (III) some differences were observed according to the trophic status of lakes (the mesotrophic Geneva and Bourget vs. The oligotrophic lake Annecy), (IV) at a pluri-annual scale, the variation of abundance of grazers and viruses explained only a low fraction of bacterial abundance variability. A second approach (based on a modified dilution method) was used to quantify simultaneously the impact of viruses and flagellated predators (&lt; 10 µm) as mortality agents of heterotrophic bacteria and picocyanobacteria. Lysis and predation pressure exerted on heterotrophic bacteria was undetectable in winter, whereas in summer they could be responsible for up to 71 % of the heterotrophic bacterial mortality in Lake Geneva. Also, in autumn, lysis and predation reached 42 and 18 % in Lake Geneva and Bourget, respectively. At the same period, viruses could explain 9,8 % and 7,6 % of the picocyanobacterial mortality in the two mesotrophic lakes, suggesting that they could play a key role in fall bloom termination. In contrast, for the oligotrophic Lake Annecy, viruses and predators did not seem to impact strongly and thus control bacterial community abundance. All together, the results obtained during this PhD work allowed us to verify and specify the variability and potential importance of viruses and predators to regulate the procaryotic abundance in large peri-alpine lakes. This work also highlighted the necessity to go further in the knowledge of the different viral life strategies and determine which factors are involved in the control of these strategies

Proliferation of cyanobacteria is a growing problem in lacustrine environment that results in rapid degradation of water quality. Moreover, certain cyanobacteria species produce harmful toxins. Phycocyanin (PC) is a photosynthetic pigment typical of cyanobacteria and affects the water color: it is therefore possible to study them using remote sensing. At least three algorithms to estimate PC concentration ([PC]) have been published, but their relative errors are important, especially for lower concentration. In this study, we are presenting the results of a new algorithm that uses the second order variability (anomalies) of water's reflectance spectrum to estimate [PC]. This method has never been used in lacustrine environment. The dataset used to develop and validate the algorithm was obtained between 2001 and 2005 in 57 different lakes and reservoirs of the Netherlands and Spain. The performance of the second order algorithm is equivalent or better than the three previously published algorithms. For the subset were [PC] > 32 mg m[superscript -3], the contribution of the second order term (R[superscript 2] =0.68 and RMSE=0.25) seems to improve considerably the first order algorithm (R[superscript 2] =0.50 and RMSE=0.35). The accuracy of the second order algorithm for [PC] > 32 mg m[superscript -3] is superior to the one calculated for the whole dataset (R[superscript 2] =0.69 and RMSE=0.44). The algorithm can also be adapted to the bands of satellite sensor MERIS for the study of cyanobacteria. The application of this algorithm to a MERIS image acquired the 29 August 2010 taken over the Missisquoi Bay (Quebec, Canada) demonstrates the potential of this new algorithm for a future cyanobacteria' monitoring system. Note that all the statistical results presented above are for the logarithm of [PC] and the units of the RMSE are log(mg/m[superscript 3]).

Les dynamiques saisonniere et vertical des protistes, en relation avec les ressources nutritives particulaires ont ete etudiees dans deux lacs differents: le lac pavin et le lac de vassiviere. Par ailleurs, l'impact de predation des protistes phagotrophes sur les bacteries a ete estime au lac pavin. Les principaux resultats de ces etudes sont les suivants: 1) le developpement du picoplancton est essentiellement dependant de la temperature et de l'impact de predation, notamment des protistes phagotrophes 2) la distribution saisonniere et verticale des differents groupes de protistes est dependante des ressources nutritives particulaires. 3) les protistes flagelles heterotrophes presentent les plus forts impacts de predation sur les communautes bacteriennes (84% de l'activite bacterivore), puis les protistes cilies (13%) et, enfin, les protistes flagelles mixotrophes (3%). Les protistes epiphytes peuvent representer jusqu'a 66% de la predation totale des protistes. En raison de leur fixation, ils echappent probablement a la predation des metazoaires et pourraient ainsi diminuer l'efficacite du transfert de matiere vers la chaine alimentaire dite classique. Par ailleurs, la comparaison des reseaux trophiques microbiens dans ces deux lacs etayent l'hypothese selon laquelle l'importance de la boucle microbienne diminue avec l'augmentation des apports allochtones et l'elevation du niveau trophique des eaux

Ce memoire traite d'une part, de l'incorporation photosynthetique et heterotrophe du carbone, de l'allocation de ce dernier dans les macromolecules, et, d'autre part, de l'excretion phytoplanctonique carbonee et de la reassimilation des composes excretes par les microorganismes de la boucle microbienne. Ces travaux ont ete menes dans deux lacs de niveaux trophiques differents: le lac pavin et le lac de vassiviere. Par ailleurs, ces processus ont ete apprehendes a des echelles temporelles complementaires: saisonniere et nycthemerale. L'incorporation du carbone inorganique dans les macromolecules est dependante: 1) de la composition taxonomique des peuplements: les diatomees sont caracterisees par une forte incorporation de carbone inorganique dans les polysaccharides ; 2) de la profondeur: l'incorporation du carbone inorganique dans les polysaccharides decroit avec la profondeur ; 3) des variations diurnes: il existe une incorporation preferentielle de carbone dans les proteines pour les incubations associees a de faibles intensites lumineuses. Par ailleurs, au lac pavin, l'excretion des composes formes au cours de l'activite photosynthetique represente, en moyenne, 10% de la production primaire algale (valeurs extremes: 2 a 45%). Ce pool de matiere organique excretee, essentiellement constitue de composes de faible poids moleculaire (< 700 daltons), represente une source importante de carbone indispensable aux microorganismes heterotrophes, puisque jusqu'a 90% (valeur moyenne: 42 22%) des produits excretes sont reassimiles par les bacteries heterotrophes

La Directive Cadre sur l'Eau fixe l'objectif du bon état écologique des masses d'eau en 2015, établi à partir de bioindicateurs incluant l'ichtyofaune. L'écart au très bon état est défini d'après des métriques, qui sont pour le poisson : la composition spécifique, les abondances relatives et les structures d'âge. Dans les années 90, les Scandinaves ont développé et standardisé une méthode d'échantillonnage de l'ichtyofaune lacustre. Ce standard CEN fournit une liste spécifique, l'abondance relative et les structures en tailles. En outre, l'hydroacoustique constitue une méthode efficace pour l'échantillonnage des poissons pélagiques. I) quel est l'impact sur les métriques de la généralisation du standard dans les plans d'eau méridionaux ? ii) la prise en compte uniquement qualitative des poissons pélagiques peut-elle biaiser l'image des peuplements et donc l'évaluation de la qualité des milieux? iii) quelles informations l'hydroacoustique peut-elle apporter complémentairement aux filets? Le standard fournit une meilleure précision des métriques dans les lacs français que nordiques, celle-ci n'étant pas affectée par l'origine des milieux mais par le statut trophique. La prise en compte uniquement qualitative des poissons pélagiques peut biaiser l'évaluation des peuplements, notamment dans les lacs à salmonidés. L'hydroacoustique constitue une méthode rapide d'application et peu onéreuse, mais nécessite que les procédures soient standardisées et les métriques fiabilisées avant d'être utilisée en réseau. Nos travaux sur les procédures d'acquisition et d'analyses constituent des éléments de réflexion vers l'élaboration d'un standard d'échantillonnage par hydroacoustique<br>The Water Framework Directive sets the goal of ensuring the good ecological status of European water bodies by 2015. The status of hydrosystems is established by using biological quality elements including fish fauna. The deviation from the high quality status is defined by using metrics, which are for fish : species composition, relative abundance and age structure. In 1990, the Scandinavian have developed and standardised a sampling method. This method provides a list of species, quantitative relative species abundances, and size structures. In addition, hydroacoustics are an effective method of sampling pelagic fish. I) does the CEN standard provide an accurate picture of the fish communities in more meridional lakes? ii) may the qualitative consideration of the pelagic fish bias the characterization of the fish communities and thus the definition of the lake quality? iii) how could hydroacoustics provide complementary information on fish communities? The results show that the CEN standard provides greater accuracy in French lakes than in the Scandinavian lakes and is not affected by the origin of the lake but by the trophic status. The only-qualitative consideration of pelagic fish can skew the assessment of the fish communities, especially in lakes with salmonids. Hydroacoustics, fast and inexpensive techniques, need standardized procedures and reliable metrics before being used in lake monitoring. Our works about data capture procedures and analyse tools, are a first step towards the development of a standardized protocol of hydroacoustics

La distribution spatiale des poissons a d'abord ete etudiee a l'echelle globale de la retenue par utilisation de techniques hydro-accoustiques. Les resultats obtenus revelent une forte affinite des poissons envers les zones littorales peu profondes. Les captures effectuees dans ces zones a l'aide de filets maillants ont montre une repartition spatio-temporelle heterogene au sein de la zone littorale. A une echelle plus fine, les echantillonnages realises par peche electrique ponctuelle ont permis de definir precisement le micro-habitat des jeunes perches (perca fluviatilis l. ) et des jeunes gardons (rutilus rutilus l. ) et ont mis en evidence l'influence de differents facteurs environnementaux sur l'habitat de ces deux especes. A partir de ces resultats, nous avons etendu notre etude a l'ensemble de la communaute pisciaire. L'occupation spatiale des differentes populations s'est revelee fortement influencee par differentes variables environnementales. Neanmoins, l'organisation spatiale des poissons au sein de la zone etudiee resulte egalement d'interactions entre populations (predation, competition). Cette structuration de la communaute s'est averee dynamique d'un point de vue temporel et les changements d'habitat estivaux des jeunes poissons ont pu etre expliques grace a l'utilisation de reseaux de neurones artificiels. Enfin, les impacts anthropiques induits par la gestion hydroelectrique de l'eau du reservoir sur deux especes de cyprinides ont ete abordes, d'abord a une large echelle temporelle (impact d'une vidange decennale sur la croissance du gardon), puis a une echelle plus fine (impact du marnage automnal sur une population de jeunes rotengles (scardinius erythrophtahlmus l. ). Ces resultats ont revele que la vidange du lac a permis un rajeunissement de l'ecosysteme, alors que le marnage automnal induit une forte mortalite pour les jeunes rotengles causee par la disparition de leur habitat naturel.

Une meilleure compréhension du rôle des bactéries dans les écosystèmes aquatiques nécessite une meilleure connaissance de la dynamique, de la composition et des facteurs de contrôle des groupes qui constituent ces communautés. Toutefois, les études qui se sont intéressées à cet aspect de l'écologie microbienne aquatique ont, pour la plupart, concerné les groupes bactériens dominants. Parmi les phyla bactérien non dominants, les Planctomycetes restent peu connus tant en terme de dynamique que de rôle fonctionnel en milieu naturel, bien qu'étant reconnus ubiquistes. Le manque de connaissances sur ce groupe est encore plus marqué dans les écosystèmes lacustres. Pourtant, les quelques études consacrées à ce groupe bactérien dans les écosystèmes aquatiques indiquent qu'ils sont impliqués dans deux processus clés de leur fonctionnement à savoir l'oxydation de l'ammonium en conditions anaérobies (anammox) ainsi que la dégradation et le changement de qualité de la matière organique dissoute. L'objectif principal de cette thèse était donc de caractériser la diversité, la dynamique spatio-temporelle ainsi que les facteurs de contrôle des Planctomycetes dans les lacs, dans le but de mieux connaître la dynamique des bactéries non dominantes, qui constituent une très large part de la diversité bactérienne totale. L'absence d'outils moléculaires permettant de caractériser les communautés de Planctomycetes dans les lacs nous a tout d'abord conduit à faire une rigoureuse mise au point méthodologique. Cette dernière a abouti à la caractérisation d'un couple d'amorces (PLA352F/PLA920R) permettant de détecter et d'amplifier spécifiquement tous les genres de Planctomycetes dans ces écosystèmes, et pouvant être utilisé dans les approches d'empreintes moléculaires comme la DGGE. L'étude spatio-temporelle, réalisée dans deux lacs péri-alpins à partir de ce couple d'amorces, a ensuite permis de révéler que les Planctomycetes, malgré leur faible abondance relative dans la communauté bactérienne lacustre, présentent une richesse taxonomique élevée jusqu'ici insoupçonnée. Ils sont caractérisés par une structure taxonomique similaire aux bactéries dominantes puisqu'ils sont composés d'un nombre réduit d'OTUs dominantes et d'un très grand nombre d'OTUs faiblement représentées en nombre de séquences. Ce résultat soutient l'idée selon laquelle le concept de cores species (espèces dominantes) et de satellites species (espèces rares), récemment transposé aux groupes bactériens dominants, s'applique aussi aux groupes moins abondants ou rares. Nos résultats ont également mis en évidence que les communautés de Planctomycetes des lacs étaient très structurées dans l'espace et dans le temps. Les patterns de distribution de ce phylum bactérien étaient très similaires à ceux décrits pour les groupes bactériens plus abondants à savoir (i) une forte hétérogénéité verticale (certains genres étant présents essentiellement dans les couches profondes des lacs) ainsi qu' (ii) une dynamique saisonnière importante principalement mise en évidence dans la partie épilimnique des lacs. Cette structuration n'est pas le fruit d'une dispersion aléatoire liée à des processus stochastiques comme l'immigration mais est au contraire fortement dépendante des facteurs environnementaux. Nos résultats ont en effet montré que la richesse spécifique ainsi que la diversité des communautés de Planctomycetes sont fortement dépendantes de l'évolution du pH. De même, la température semble également être un facteur clé dans la dynamique et la composition globale des Planctomycetes. En revanche, l'effet des nutriments inorganiques semble moins influent dans le contexte de notre étude et la compétitivité des Planctomycetes vis-à-vis de ces ressources pourrait dépendre d'autres facteurs que nous n'avons pas analysés<br>Understanding the role of microbes in the functioning of ecosystems is currently one of the major challenges in microbial ecology. One important step to this challenge is the assessment of the diversity of these microbial communities and their driving factors. With the recent methodological advances in molecular approaches, knowledge on the structural and functional diversity of bacterial communities in aquatic ecosystems has considerably increased during the last twenty years. However most of these studies concerned either the bacterial community or the most abundant bacterial groups, such as Actinobacteria and Proteobacteria. Only few data are available on the dynamics and diversity of less abundant but ubiquitous phyla such as Planctomycetes. This is particularly true for freshwater ecosystems, for which data on this phylum are much less abundant, compared to marine and soil ecosystems. Yet, members of this bacterial group are thought to play an important role in biogeochemical processes in aquatic systems, including nitrogen cycling and degradation of organic matter. Thus, the aims of this thesis were (1) to compare the structure and the composition of the Planctomycetes communities in two peri-alpine lakes with contrasting environmental conditions (2) to assess the vertical and temporal variations in the composition of these communities and (3) to characterize the different environmental factors that control these communities

Ce travail est une contribution à la connaissance de l'importance des particules de nature polysaccharidique, les TEP (Transparent Exopolymer Particles) ou particules d'Exopolymères Transparentes, en milieu pélagique lacustre.Les différentes études présentées dans ce mémoire se sont essentiellement focalisées sur la distribution de ces particules et leur relation avec le phytoplancton et les autres microorganismes du réseau trophique aquatique en milieu naturel (le lac Pavin, oligo-mésotrophe et le réservoir hypereutrophe de Grangent) et en conditions semi contrôlées(enclos limniques installés sur le lac de Créteil). Les résultats de l'étude printanière au lac Pavin indiquent que la majorité des TEP sont colonisées par les bactéries et que l'intensité de colonisation est fortement liée à la température et diminue avec l'augmentation en taille des particules. La distribution des nanoflagellés hétérotrophes (HNF) est fortement liée à la densité des TEP mais pas à l'intensité de colonisation de ces particules. L'abondance et la surface cumulée de TEP sont significativement plus élevées dans le lac oligo-mésotrophe que dans le réservoir hypereutrophe de Grangent. Les abondances et les concentrations élevées de particules dans le lac Pavin coïncident avec la présence de diatomées de grande taille au printemps et en automne et avec les chlorophycées à la fin de l'été.Dans le réservoir de Grangent les valeurs maximales de TEP coïncident avec le développement de la cyanobactérie Microcystis aeruginosa. Si les TEP augmentent avec la productivité de l'écosystème, la production de ces particules par unité de chlorophylle a dépend de la composition algale et tend à diminuer avec l'augmentation du niveau trophique du milieu. Les résultats issus de la biomanipulation en enclos limniques indiquent que la structure du réseau trophique aquatique (par la présence ou l'absence de poissons planctonophages) influence fortement la distribution,la dynamique et le spectre de taille des TEP. Dans le traitement poisson, l'abondance des TEP, la chlorophylle a et la biomasse des chlorophycées sont fortement corrélées. De par son broutage sur le phytoplancton, le zooplancton a un effet négatif sur les TEP dans le traitement sans poissons mais il contribue sans doute à la formation de TEP e tinfluence le spectre de taille de ces dernières dans ce traitement. Ce travail souligne l'importance des particules de nature polysaccharidique en milieu pélagique lacustre qui doivent être considérées comme une part importante du carbone organique qui transite des producteurs primaires vers les décomposeurs et vers le sédiment.

Le fonctionnement des milieux aquatiques d’origine anthropique est étroitement dépendant des usages ; l’environnement des communautés biologiques est donc généralement fluctuant. L’étude du lien entre environnement et organisme est alors plus complexe que dans les environnements stables. Ce travail de thèse vise à mieux comprendre comment l’ichtyofaune réagit face aux changements des conditions environnementales dans une retenue soumise à marnage, la retenue des Bariousses, située sur la Vézère.Une approche multi-échelle à la fois biologique (communauté et individus) et temporelle (cycles annuel et journalier) a été adoptée. Une attention particulière a été donnée à la zone littorale car elle joue un rôle crucial pour les communautés piscicoles des milieux lacustres et constitue la première zone affectée par les variations du niveau de l’eau. L’étude se décompose en quatre parties. La première présente les caractéristiques du site d’étude et la seconde décrit l’impact des variations du niveau de l’eau sur les habitats à partir d’une analyse cartographique de la zone littorale. Les conséquences de la contrainte hydrologique via les modifications des conditions d’habitats ont été ensuite analysées en parallèle des effets de la température de l’eau et de la photopériode. Ensuite, la troisième partie présente l’effet de la variabilité temporelle des conditions environnementales, induites par les variations du niveau de l’eau, sur la composition de la communauté littorale (échantillonnage par pêche électrique). Un système innovant de positionnement par télémétrie acoustique (Vemco Positioning System) a finalement permis dans une quatrième partie d’étudier cet impact à un niveau individuel en analysant le comportement de 90 individus de trois espèces différentes (sandre, brochet et perche commune) avec une précision satisfaisante (erreur moyenne de 3.3 m après filtration). Nous avons mis en évidence que les fluctuations du niveau de l’eau induisent une variabilité temporelle de la surface et du volume occupés par la zone littorale. De plus, une diminution progressive de la complexité structurelle des habitats littoraux avec une tendance à l’homogénéisation (dominance des substrats fins et de l’absence de végétation) est observée suite à un abaissement du niveau de l’eau. Malgré ces changements des conditions d’habitats induites par les variations du niveau de l’eau, la communauté piscicole littorale n’a pas montré de nets changements de composition. Une forte variabilité inter individuelle des réponses comportementales aux fluctuations environnementales est notée mais, la température et la photopériode représentent deux paramètres structurant majeurs de l’activité et du choix des habitats. Le niveau d’eau affecte une partie du peuplement, certains individus fréquentent davantage la zone littorale et sont moins mobiles lorsque les habitats accessibles en bordure sont plus complexes (niveau d’eau élevé). Ces résultats ont permis de proposer quelques pistes de réflexion sur la gestion des niveaux d’eau sur cette retenue, en lien avec le peuplement de poissons<br>Aquatic ecosystem functioning in human-impacted environments is highly dependent of its uses; in consequence, the environment of biological communities is generally fluctuating. Studying the link between environment and organism in fluctuating environments is generally more complex compared to steady environments. The main objective of this work was to better understand how fish populations respond to environmental modifications in a reservoir affected with water level fluctuations (WLF), the Bariousses’s reservoir located on the Vézère River.A multiscale approach was used with different biological (community and individual) and temporal (annual and daily cycles) scales. A special attention was given to the littoral zone as it plays a key role for lake fish communities and since it is strongly affected by WLF. This work is divided in 4 parts. The first part presents the characteristics of the study site and the second part describes the impact of WLF on the studied habitats using a mapping of the littoral zone. The consequences of hydrological stress through the changes in habitat conditions were also analyzed as well as the effects of water temperature and photoperiod. The third part shows the effect of the temporal variability of environmental conditions induced by WLF on the composition of the littoral fish community (sampled by electrofishing). The fourth part presents an innovative positioning system acoustic telemetry (Vemco Positioning System) that was used to study the impact of WLF at the individual scale by analyzing the behavior of 90 individuals from three different fish species (pikeperch, pike and perch) with a satisfactory accuracy (average error of 3.3 m after filtration).The results of this work showed that WLF induced a temporal variability of the littoral zone surface and volume. In addition, a gradual decrease of the structural complexity of littoral habitats was associated with lower water level inducing a trend to homogenization (dominance of thinner substrates without vegetation). Despite these changes in habitats conditions induced by WLF, littoral fish community did not show any clear change in composition. High inter-individual variability of behavioral responses was observed in response to environmental fluctuations, but the temperature and photoperiod were the two major structural parameters controlling fish activity and spatial distribution. Water level affected a part of the fish population since more individuals attended the littoral zone and were less mobile when available habitats were more complex (with a high water level). These results allowed us to suggest some ideas for the management of water levels in the studied reservoir focused on the fish population

Ce travail a pour objet l'etude de l'importance et de la nature des flux de matiere organique au sein des reseaux trophiques pelagiques lacustres, depuis les producteurs primaires phytoplanctoniques jusqu'aux alevins de poissons, via le zooplancton, et la mise en evidence de l'interet des acides gras (ag), analyses en chromatographie phase gazeuse, comme marqueurs naturels de ce transfert. La succession phytoplanctonique du lac pavin, lac oligo-mesotrophe du massif central francais, est caracterisee par des peuplements bien individualises, a tendance monospecifique souvent marquee. Cela nous a permis de mettre en evidence des differences importantes dans la composition en ag, en fonction de la classe, mais aussi en fonction de l'espece algale dominante. Ainsi, nous avons montre que certains ag ou associations d'ag peuvent etre consideres comme des marqueurs organiques naturels specifiques des chlorophycees, des dinophycees ou des diatomees, classe parmi laquelle il est possible de differencier aulacoseira italica et asterionella formosa. L'analyse biochimique des principaux organismes macrozooplanctoniques pelagiques montre qu'il existe des differences importantes dans la composition en ag des especes considerees. De plus, l'utilisation des associations d'ag caracteristiques des differents peuplements phytoplanctoniques revele l'influence de la nourriture algale sur la composition en ag des organismes zooplanctoniques et permet ainsi d'en deduire leur regime alimentaire. L'omble chevalier (salvelinus alpinus) etant l'espece dominante de l'ichtyofaune du lac pavin, l'etude du transfert des ag dans le reseau trophique a ete poursuivie au niveau des alevins de cette espece. Il a ete necessaire, au prealable, de definir les conditions les plus favorables a leur developpement lorsque ceux-ci sont places en cage dans le lac. L'etude des contenus gastro-intestinaux revele un regime alimentaire principalement constitue de proies zooplanctoniques (copepodes et cladoceres) et, dans une moindre mesure, de macroinvertebres (larves d'insectes et asellus aquaticus). La composition en ag des alevins parait egalement largement dependante de la nature de la nourriture consommee. Les associations d'ag caracteristiques des diatomees et des chlorophycees ont ainsi ete retrouvees au niveau des lipides de reserve des alevins, sans avoir subi de modifications lors de leur transfert. L'ensemble de ces resultats montre donc l'interet de l'utilisation des ag comme marqueurs organiques naturels des flux de matiere pour l'etude des relations trophiques phytoplancton - zooplancton - alevins.

Dans le but de preciser l'interet que presente la determination de la composition biochimique du materiel particulaire lacustre, pour l'etude de l'activite metabolique des microorganismes, la dynamique des populations phytoplanctoniques et les relations trophiques phyto-zooplanctoniques, une etude a court terme puis a long terme de la composition en acide gras des lipides phytoplanctoniques est menee. Ces acides gras sont ensuite utilises comme marqueurs organiques, pour suivre le transfert de matiere organique au sein du reseau trophique. Une demarche nouvelle est proposee par l'etude des relations trophiques phyto-zooplancton

Etude des series lacustres du guercue dere, massif de kizilcahamam, anatolie. La faune est nombreuse et variee. On demontre l'existence d'un climat tempere chaud de type mediterraneen et d'un microclimat chaud et humide, avec alternance de deux saisons. On montre que l'activite tectonique et le volcanisme controlent l'evolution des bassins, le type de depots ainsi que la distribution et l'evolution des ecosystemes. La synthese paleoecologique permet de preciser la structure des ecosystemes, leur composition, leur degre de maturite et d'en saisir certains dynamismes: relations trophiques, alternance des peuplements. . .

L'oligocene provencal fait l'objet d'une revision detaillee grace a une cartographie precise des differents bassins et a la definition d'une biostratigraphie basee sur les gasteropodes et parallelisee avec les echelles de mammiferes, charophytes, pollens et spores. De nouvelles unites stratigraphiques ont pu etre mises en evidence et definies. Les informations fournies par les divers groupes fossiles aident a la caracterisation des paleoenvironnements. La sedimentation est directement regie par la distension qui determine l'organisation spatiale des depots dans les bassins, leur agencement repetitif dans le temps, la migration permanente des aires sedimentaires. Trois cycles sedimentaires sont mis en evidence. On etablit leur lien avec les phenomenes tectoniques et l'ouverture de la mediterranee

Le propos de cette thèse est d’étudier le rift de l’Atlantique sud au Congo, en se focalisant sur (1) la dynamique des reliefs amont du rift (les épaulements de rift), (2) l’architecture stratigraphique du remplissage sédimentaire et (3) le routage sédimentaire ante- à syn-rift. L’etude de terrain a permis de reconstituer la géométrie des paléovallées, le cadre sédimentaire et stratigraphique du remplissage sédimentaire et de discuter des implications géodynamiques de ces paleovalleys en termes de dynamique du rift et de contrôle des systèmes sédimentaires. Ces paléovallées ont été incisées dans le substratum précambrien du Mayombe par des rivières alluviales pendant la phase d'étirement du rifting et remplies par des sédiments d’âge Aptien moyen de la Formation de Chéla. Le remplissage sédimentaire de ces paléovallées consiste en des faciès gravitaires sousaquatiques interdigités dans les argiles lacustres riches en matière organique, recouvrant en discordante le socle Précambrien du Mayombe. Ces depôts s'organisent en une séquence transgressive, caractérisée par l’empilement des séquences élémentaires de type finning-up . L’analyse sédimentologique de carottes a permis de caractériser les environnements de dépôts des Formations de Pointe-Noire, Pointe-indienne et de Chéla, correspondant à la phase d’hyperextension (sag) de l’evolution du rift. La Formation de Pointe-Noire d’âge Barrémien moyen est constituée des faciès gravitaires de cônes sous-lacustres profonds à dominance argileux et riches en matière organique dans lesquels s’intercalent localement des faciès carbonatés de plate-forme peu profonde et gravitaires resédimentés du membre de Toca, accumulés au cours d'une importante transgression associée à un évènement anoxique général. La Formation de Pointe-indienne d’âge Barrémien supérieur à Aptien inferieur est caracterisée par variations latérales et verticales de faciès. Elle comprend des faciès gravitaires gréso-argileux (membre Mengo) de cônes sous-lacustres profonds, surmontés par des faciès mixtes silicoclastiques et carbonatés de rampe interne à moyenne dominée par des vagues de tempêtes (Membre des Argiles vertes) passant progressivement vers le haut à des faciès deltaïques de Tchibota. La formation de Chéla d’âge Aptien moyen se caractérise par des variations latérales et verticales de faciès. Elle comprend des faciès sous-aquatiques de delta alluvionnaire passant latéralement aux faciès gravitaires sous-lacustres, suivi par des faciès de baies mixtes lacustres -marine, surmontés par des faciès de sabkha (membre Vembo) recourvets par les evaorites de Loémé. Les facies de sebkha au sommet de la Formation de Chéla témoignent d’une incursion marine avant la mise en place des évaporites. Les corrélations stratigraphiques entre puits ont permis de subdiviser la succession sédimentaire de la phase d’hyper-extension (sag) en trois principales séquences de dépôt montrant respectivement des tendances rétrogradante, progradante et rétrogradante. La datation des zircons et apatites détritiques a permis de reconstituer le routage sédimentaire ante- à syn-rift et l’évolution de reliefs en amant du rift. Les résultats montrent des changements spatio-temporels de sources de sediments et deux régions de provenance de sédiments. Les sédiments ante-rift (Formation de Vandji) d’age Berriasien proviennent des sources lointaines, confirmant l’existence d’un système pre-rift – et donc d’un bassin antérieur au système rift du segment central de l’Atlantique sud, alimenté de l’ouest à sud-ouest par des sources angolaise et brésilienne. Les sédiments syn-rift (Formation de Djéno) d’age Barremien inférieur et Sag (Formation de chéla) d’age Aptien moyen proviennent des sources locales (massif du Mayombe), ce qui implique un changement majeur de sources et de reliefs entre les phases pre-rift et syn-rift et l’existance des reliefs en amont de la faille bordière pendant les phases d’étirement et d’hyper-extension du rift<br>The purpose of this thesis was to study the South Atlantic rift system in Congo by focusing on (1) the dynamic of the upstream paleoreliefs (rift shoulders), (2) the stratigraphic architecture and (3) sediment routing of the pre to syn-rift sedimentary infilling. Detailed field mapping allows to characterize the geometry of the incised valleys, sedimentary environments of thier sediment infilling and to discuss the geodynamic implications of these incised valleys in terms of rift dynamic and control of sedimentary systems. These incised valleys were cut through the Precambrian Mayombe basement by alluvial processes shaping pediments during the stretching period of the rift and filled with middle Aptian siliciclastic sediments of the Chéla formation. The sediment filling consists of flood-generated sublacustrine gravity flow deposits interbedded with organic-rich lacustrine shales, overlying unconformably the basement. These deposits are organized into an overall transgressive depositional sequence, characterized by stacked of elementary fining upward facies sequences. Detailled facies analysis of cores permits to determine the sedimentary environments of the Pointe-Noire, Pointe-Indienne and Chéla Formation, developed during the hyper-extended (sag) rift phase. The middle Barremian Pointe-Noire Formation consists of organic-rich shale-prone deep-lacustrine fan facies intertonguing locally with shallow-water platform carbonate facies and gravity-flow resedimented carbonate facies of the Toca Member that were deposited in an anoxic deep-lake. The Late Barremian–early Aptian Pointe-Indienne Formation is characterized by facies heterogeneity. This Formation consists of sand-rich sublacustrine-fan gravity facies of Mengo member overlain by storm influenced mixed siliciclastic-carbonate ramp facies (Argiles vertes Member) passing upward to deltaic facies of Tchibota member. The middle Aptian Chéla Formation represents a widespread transgressive unit, characterized by lateral and vertical changes in facies and a variety of depositional environnements. It is made up of interbedded coarse-grained alluvial bedload facies and sub-lacustrine gravity facies at the base, overlain by lacustrine-marine mixed bay facies passing upward to sabkha facies, which in turn are capped by evaporites of the Loémé Formation. The sebkha facies records the late middle Aptian marine transgression on the Congo basin prior to the deposition of Upper Aptian evaporites of Loémé Formation. Well-log stratigraphic correlations permit subdivision of the middle Barremian to middle Aptian syn-hyper-extended rift-related deposits into three major depositional sequences that display retrogradation, progradation, and retrogradation stacking pattern, respectively. Detrital zircon and apatite provenance analyses provide a better understanding of sediment routing systems of the pre to syn-rift infilling, and paleorelief and tectonic evolutions during the Early Cretaceous times. The results show changes in sediment provenances and two different source areas. The Berriasian-Valanginian Pre-rift sediments of the Vandji Formation were derived from multiple and relatively distant source areas, located either in the South America and southern of Africa plate, thus supporting the existence of large intracratonic basin prior to the rifting, fed by prominent large-scale drainage system. located toward the southwest. In contrast to the Pre-rift sediments, the Barremian syn-stretched rift sediments of the Djeno Formation and the Aptian syn- hyper-extended rift sediments of the Chela Formation were derived from adjacent Precambrian Mayombe belt that underwent phases of tectonic uplift during the rifting. Consequently, this implies an abrupt change in sediment provenance and relief between the pre-rift phase and the Syn-rift phase and indicate the persistence of local sources, i.e. from rift shoulders, from the stretching rift phase to the hyper-extended (sag) rift phase

Etude petrographique de la grande couche de charbon de bourran, d'age stephanien b-c, bassin de decazeville. Les variations verticales de la composition du charbon conduisent a un decoupage du profil de couche en intervalles. L'ensemble des caracteres petrographiques d'un intervalle definit un type petrographique. Cinq types sont identifies. L'utilisation des maceraux comme marqueurs botaniques et la confrontation des donnees petrographiques et palynologiques permettent de relier chacun des types petrographiques a un type de vegetation et a un environnement de depot. Ainsi, le depot du charbon a eu lieu dans la partie centrale du bassin, dans une cuvette a subsidence rapide, occupee par une nappe d'eau de niveau moyen a eleve. Le charbon apparait comme un depot allochtone

Les microbialithes sont des dépôts organosédimentaires benthiques résultant de la minéralisation et de la lithification de tapis microbiens, et dont les plus anciennes formes, se développant il y a 3.4 Ga, constituèrent les premiers écosystèmes terrestres. Ils forment alors une archive sédimentaire unique incluant des périodes clés de l’histoire géologique. Ce travail de thèse se propose d’analyser et de comparer les processus et produits de minéralisation dans les tapis microbiens actuels de deux environnements contrastés : un exemple de lac intracontinental hypersalin, le Grand Lac salé (GSL) aux USA ; une lagune hypersaline à alimentation marine, à Cayo Coco (Cuba) (CCLN). Le devenir des minéraux au cours de la diagenèse précoce, ainsi que leur potentiel d’enregistrement de biosignatures seront particulièrement analysés. Cette thèse se focalisera spécialement sur l’influence de trois facteurs majeurs contrôlant la minéralogie et la fabrique des microbialithes : (i) le rôle de la chimie du milieu (ii) le rôle des métabolismes microbiens (le moteur de l’alcalinité) ; (iii) le rôle de la production et de la dégradation des matrices organiques extracellulaires (EOM). Les deux cas d’études démontrent un rôle prépondérant de la production d’EOM par les cyanobactéries et leur dégradation par les bactéries hétérotrophes dans la minéralisation : (1) Dans les deux systèmes, la première phase minérale a précipiter sur les EOM alvéolaires est une phase riche en magnésium et en silicium. Ce type de minéraux nécessite des pH&gt;8.6-8.7 pour cristalliser. (2) Une autre observation commune est que les carbonates cristallisent souvent dans des zones de forte activité des bactéries sulfato-réductrices (SRB). Notre hypothèse est que les SRB dégradent les EOM, libérant des cations (Mg2+ et Ca2+) disponibles pour la cristallisation des carbonates. Dans les tapis du CCLN et contrairement au GSL, nos résultats démontrent une forte activité de photosynthèse anoxygénique par les bactéries pourpres sulfureuses (PSB). La limite entre la zone oxique et la zone anoxique est caractérisée par un pH maximum et coïncide avec la formation d’une lamine de carbonates. Deux différences majeures sont observées entre les paragenèses du GSL et du CCLN : (1) le locus initial de la précipitation des carbonates. Dans le GSL, l’aragonite précipite dans les cyanobactéries, perminéralise leur paroi et enfin la matrice organique. Pour Cuba, une calcite magnésienne péloïdale précipite sur les EOM puis rempli les bactéries ; (2) la minéralogie et l’évolution des carbonates lors de la diagenèse précoce. Les microbialithes du GSL montrent une aragonite partiellement dissoute et une dolomite venant se développer à sa périphérie. Au CCLN, de l’aragonite se développe en surcroissance des peloïdes de HMC précédemment formés. Les différences minéralogiques des carbonates entre les deux systèmes pourraient s’expliquer par un changement du rapport Mg/Ca. Les résultats pourront être utilisés afin de mieux interpréter les conditions paléoenvironnementales et les processus microbiens en jeu dans des microbialithes de registres fossiles analogues<br>Microbialites are benthic organosedimentary deposits resulting of the mineralization and lithification of the microbial mats, and the most ancient forms, developing there are 3.4 Ga, are the first earthly ecosystem. They form a unique sedimentary archive including key periods of the geological history. This study proposes to analyze and compare the processes and the products of mineralization in the modern microbial mats of two different environments: an example of intracontinental modern lake, the Great Salt Lake (USA; GSL); a lagoonal marine sea fed in Cayo Coco (Cuba; CCLN). The mineral product during of the primary diagenesis, as that them potential of biosignatures recording will be particularly detailed. This work will focus on the influence of three major factors controlling the mineralogy and the fabric of the microbialites: (i) environment chemistry role, (ii) microbial metabolisms role, (iii) role of the production and degradation of the extracellular organic matrix (EOM). Both environments studied show a high role of the EOM production by cyanobacteria and them degradation by the heterotrophic bacteria in the mineralization: (1) In both systems, the first phase to precipitate on the alveolar EOM is a rich magnesium and silica phase. This type of mineral needs pH around 8.6/8.7 to precipitate. (2) An other common observation is that carbonate precipitate generally in the high sulfate-reducing activity zones. Our hypothesis is that the sulfato-reducing bacteria (SRB) degrade the EOM, releasing cations (Mg2+ and Ca2+) available for carbonate crystallization. The limit between the oxic and anoxic zones is characterized by maximum pH coinciding with the precipitation of carbonate lamina. Two mains differences have been observed between the paragenesis both systems: (1) initial locus of the carbonate precipitation. In the GSL, the aragonite precipitates in the bacteria and then permineralizes the wall of bacteria and then the EOM network. In Cuba, the peloidal magnesian calcite precipitates on the EOM then fill the bacteria; (2) the mineralogy and the evolution of the carbonate during the preliminary diagenesis. The microbialithes of GSL show the aragonite partly dissolved and a dolomite developing next to the aragonite. In the CCLN, aragonite developing around the magnesian calcite peloids. The mineralogical carbonate differences between both systems could explain by a change of the Mg/Ca. The results could be used to better understand and interpret the paleoenvironmental conditions and the microbial processes stake in ancient microbialite analogs

Le méthane, un des principaux gaz à effet de serre, est majoritairement produit et consommé par l'activité métabolique de microorganismes affiliés aux domaines des Archaea et des Bacteria. Afin d'appréhender le cycle biogéochimique du méthane, il est essentiel d'identifier l'ensemble des acteurs impliqués dans ce dernier ainsi que les facteurs environnementaux modulant leurs activités. Les lacs d'eau douce constituent une source importante de méthane, car, dans ces écosystèmes, les conditions environnementales favorisent la méthanogenèse au détriment d'autres processus terminaux de la dégradation anaérobie de la matière organique. Au cours de cette thèse, les études sur les communautés impliquées dans le cycle biogéochimique du méthane ont été conduites dans la colonne d'eau et les sédiments anoxiques du Lac Pavin (Auvergne), unique lac méromictique de France. Cet écosystème a été choisi comme site d'étude en raison des fortes concentrations en méthane présentes dans sa couche d'eau profonde qui contrastent avec les faibles émissions de ce gaz vers l'atmosphère. Ces observations géochimiques suggèrent une intense activité de production et de consommation du méthane, offrant un cadre pertinent pour l'étude des communautés ciblées. Les approches moléculaires visant à caractériser la structure spatiale, la composition, les zones d'activité et les facteurs (ascendants et descendants) potentiellement impliqués dans la régulation des communautés de méthanogènes et de méthanotrophes ont été, au cours de ce travail, systématiquement associées à des approches culturales et microcalorimétriques afin d'acquérir des données sur la physiologie des microorganismes impliqués dans le cycle du méthane. Les résultats obtenus mettent en évidence que les communautés de méthanogènes sont distribuées sur l'ensemble de la colonne d'eau anoxique et dans la strate superficielle des sédiments profonds. Ce groupe métabolique, essentiellement représenté par des espèces affiliées aux Methanosaetaceae et aux Methanoregulaceae, est particulièrement actif dans la zone benthique qui constituerait la source principale de méthane dans cet écosystème. Une nouvelle espèce méthanogène, Methanobacterium lacus, a été isolée de ces sédiments et décrite, et vient enrichir le faible nombre d'espèces méthanogènes isolées à ce jour à partir des lacs d'eau douce. L'étude écophysiologique de cette souche suggère que la température pourrait en partie expliquer la faible représentativité des Methanobacteriales dans cet écosystème. Une partie du méthane semble être directement consommée dans la zone anoxique (pélagique et benthique). L'existence de ce processus d'oxydation anaérobie, soutenu par les approches microcalorimétriques, pourrait être, dans les sédiments profonds, sous la dépendance de lignées candidates archéennes dont la physiologie reste encore énigmatique. Le remplacement progressif des méthanogènes par 2 lignées candidates d'archaea (MBG-D et MCG) le long du profil sédimentaire suggère qu'elle se développe dans des niche contrastées. La régulation putative des communautés archéennes par les virus a été analysée. Cette étude est la première à rapporter la présence de particules virales de type "archaeovirus" dans un environnement non-extrême (en termes de température, pH et salinité) ainsi que des particules virales pouvant représentées de nouvelles familles de virus. Une activité virale intense est suggérée dans ces sédiments par le nombre important de cellules infectées, comparativement à d'autres sédiments, et par le changement concomitant de la structure de la communauté virale et procaryotique avec la profondeur. Bien qu'une partie du méthane soit probablement oxydée en anaérobiose, la consommation de ce métabolite est principalement dépendante de l'activité de méthanotrophes aérobies dominées par des espèces affiliées au genre Methylobacter, un des principaux genres de méthanotrophes rencontré en milieu d'eau douce. (...)

Dans le contexte d'augmentation de la pression démographique et des risques liés aux changements climatiques, la question de l'érosion est de plus en plus cruciale. La gestion actuelle des milieux des montagnes méditerranéennes, particulièrement affectés par ces phénomènes, repose sur une bonne connaissance de leurs sensibilités à l'érosion et de leurs trajectoires à long terme. Une approche rétrospective des trajectoires des environnements a été menée par l'étude de trois archives sédimentaires lacustres prélevées dans les Alpes du Sud (lacs Petit, Vens et Allos). L'étude multidisciplinaire (sédimentologie, géochimie, palynologie) a permis de caractériser les dynamiques érosives et végétales depuis 14000 ans. À Allos et Vens, le début de l'Holocène est marqué par la maturation des écosystèmes, l'altération chimique des sols et la progression altitudinale des forêts. Ces dynamiques environnementales conduisent à la stabilisation progressive des écosystèmes, suivie d'un optimum bio-pédologique, d'une ouverture des paysages et d'une déstabilisation des sols respectivement datées de 12000-8000 cal. BP, 8000-6000 cal. BP, 6000-1900 cal. BP et de 1900 cal.BP à aujourd'hui. Cette dernière période de déstabilisation des sols intervient plus tôt au Lac Petit, à 4200 cal. BP.Les dénominateurs communs au déclenchement de l'érosion sont à chaque fois une période de précipitations fréquentes sur un milieu fragilisé : l'impact des sociétés a provoqué un abaissement du seuil de sensibilité des milieux aux perturbations, particulièrement à l'agressivité des précipitations<br>Within the context of increasing demographic pressures and hazards related to climate change, the problems posed by landscape erosion have become particularly crucial. The current management of Mediterranean mountain environments, which are highly exposed to erosion hazards, needs to be supported by a thorough understanding of their susceptibility to these hazards and their long-term trajectories.A retrospective analysis of environmental trajectories has been conducted from the study of three lacustrine sedimentary archives in the Southern Alps (Lakes Petit, Vens and Allos). This multi-disciplinary study, based on sedimentology, geochemistry and palynology, has enabled characterization of the dynamics of erosion and changes in plant cover over the last 14,000 years.In Lakes Allos and Vens, the start of the Holocene is marked by the maturing of ecosystems, by chemical weathering of soils and by forest encroachment at higher altitudes. These environmental changes resulted in progressive ecosystem stabilization, followed by a bio-pedological optimum, and subsequently by more open landscapes, and then soil destabilization. These four successive phases have ben dated, respectively, at 12,000-8000 cal. BP, 8000-6000 cal. BP, 6000-1900 cal. BP, and 1900 cal. BP to Present. The last of these phases occurred earlier, at 4200 cal. BP, in Lake Petit.The triggering of soil erosion has systematically been hinged on periods of heavy precipitation affecting landscapes rendered vulnerable, by human societies, to the effects of such perturbations

Les écosystèmes sahéliens, et tout particulièrement ceux qui se développent sur des sols sableux, réagissent très vite et très intensément aux moindres changements climatiques. Dans cette zone semi-aride, l'érosion éolienne qui affecte essentiellement les surfaces cultivées met en péril l'exploitation durable des ressources en terre. Par ailleurs, l'explosion démographique de ces dernières décennies et les grandes crises climatiques à l'origine des sécheresses du vingtième siècle ont eu d'importantes répercussions sur le milieu. Pour gérer au mieux ce milieu fragile, il importe d'abord de bien comprendre son fonctionnement. Ce travail de thèse s'est donc inscrit dans le programme de recherche AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson africaine) et se situe au coeur du programme CORUS2 (Coopération pour la Recherche Universitaire et Scientifique) concernant essentiellement l'étude de la dynamique éolienne des sols sableux cultivés de la région de Niamey. La stratégie suivie au cours de cette étude a été de s'appuyer sur un important dispositif de mesures expérimentales pour comprendre au mieux et quantifier le fonctionnement actuel du milieu essentiellement vis-à-vis de l'érosion éolienne. Ces mesures expérimentales ont permis d'interpréter les changements que nous avons pu mettre en évidence sur un ensemble de terroirs proches de Niamey qui constituent les bassins versants de deux lacs permanents récents : Bangou Bi et Bangou Kirey (13,51° N - 2,21° E). Les enregistrements sédimentaires recueillis dans ces lacs ont ensuite été analysés en regard de l'évolution de leur bassin versant. Au cours de cette étude nous avons mis en évidence le rôle majeur des résidus de culture dans les champs traditionnels et montré que même à des taux de recouvrement extrêmement bas, ils constituent une protection pour les sols. Cependant leur efficacité chute en deçà d'un seuil de 2% et l'érosion éolienne déplace alors des quantités considérables de terres (130 t/an en moyenne) et participe activement à l'encroûtement des sols. Il est probable qu'à la faveur combinée de la mise en culture de l'ensemble des versant avant 1975 et de la sécheresse de 1985, un tel processus d'érosion et d'encroûtement s'est mis en place expliquant ainsi la dégradation considérable du milieu que nous avons mise en évidence entre 1975 et 2009 à partir d'enquêtes auprès des population et par la cartographie diachronique des petits bassins versant étudiés. A partir de l'étude des sédiments collectés dans les lacs, nous avons pu proposer un modèle de mise en place de ces sédiments qui suggère une intensification de l'érosion à partir du milieu des années 80.

Le but de notre étude était de mettre en place une méthode qui puisse nous permettre d’identifier, en aveugle, des perturbateurs de voies biologiques, et qui soit d’une part généralisable pour toute espèce de poissons et d’autre part applicable quel que soit le cours d’eau considéré. Nous nous sommes intéressés aux gènes différentiellement exprimés dans le foie, en utilisant la technologie du séquençage Illumina de banques ADNc. Nous avons étudié trois espèces de cyprinidae (C. nasus, P. toxostoma, S. cephalus) dans le bassin de la Durance, servant à l’alimentation en eau de plusieurs millions de personnes. Nous avons mis en place une suite logicielle pour inférer un transcriptome pour chacune des trois espèces étudiées, et effectué un travail en bioinformatique pour l’identification des spécimens hybrides. Cette méthode nous permet d’assigner les 596 millions de séquences générées (293 spécimens) à l’une des trois espèces et à 16606 gènes identifiés. Les résultats biologiques montrent des variations de l’expression de gènes touchant des voies biologiques associées à des réponses aux xénobiotiques le long de l’axe amont-aval de la rivière. Ils montrent aussi que les spécimens échantillonnés dans le canal EDF présentent des réponses atténuées aux xénobiotiques par rapport aux individus en rivière. Ce résultat peut s’expliquer par l’effet de dilution des polluants dans une masse d’eau plus importante. Cette étude met en évidence les capacités adaptatives des populations de poissons à court terme, via des modifications de l’expression des gènes à un ensemble de perturbateurs environnementaux. Ce travail permet d’envisager la mise en place d’un outil de gestion incontournable<br>The aim of our study was to establish a method that allows the identification (in blind) of biologicalpathway disrupters, for all species of fish and applicable regardless of the watercourse considered. Wefocused on differentially expressed genes (and the biological pathways in which they act) in the liver,using the Illumina sequencing technology of cDNA libraries. We studied three species of cyprinidae (C.nasus, P. toxostoma, S. cephalus) in the Durance basin that constitutes water resource for several millionpeople. We have implemented a pipeline to infer the transcriptome for each of the three species studied,and developed a bioinformatics framework for the identification of hybrid specimens. This methodallows us to assign the 596 million sequences generated (representing 293 specimens) to one of the threespecies and to 16,606 identified genes. The biological results display variations in the expression of genesaffecting biological pathways associated with xenobiotic responses (estrogens, Hap, heavy metals) alongthe upstream-downstream axis of the river. They also yield that the specimens sampled in the EDFchannel displayed an attenuated responses to xenobiotics, in comparison to individuals that inhabitethe river, possibly a benefit of the dilution effect of pollutants in a larger body of water. This studyhighlights short-term adaptive capacities (acclimation) of fish populations to a set of environmentaldisrupters via changes in gene expression levels. It will open a way to an essential tool for managementpolicies

L’objectif de ce mémoire est de déterminer si l’unicité écologique des communautés végétales est un critère approprié pour prioriser l’allocation des efforts de conservation dans les milieux humides lacustres. Pour répondre à cette question, j’ai utilisé des données d’inventaire végétal dans deux emplacements géographiques situés dans le sud du Québec et pour trois types de milieux humides (i.e., frênaies, aulnaies, tourbières). J’ai d’abord identifié les milieux humides statistiquement uniques en calculant leur contribution locale à la diversité bêta (LCBD). J’ai ensuite mesuré le degré d’association relatif entre les valeurs d’unicité écologique et plusieurs autres critères couramment employés pour déterminer les priorités de conservation, et ce, à l’aide de corrélations de Pearson et de partitionnements hiérarchiques. Les tourbières uniques avaient une grande valeur de conservation dans les deux régions étudiées, alors que les aulnaies et frênaies uniques montraient des signes d’altération de leur composition en espèces. La composition en espèces des sites uniques devrait donc être examinée pour en déterminer la valeur de conservation, puisqu’elle pourrait être affectée par le niveau d’intégrité du paysage. La proportion d’espèces rares ainsi que la présence d’espèces spécialistes sensibles aux perturbations étaient corrélées de façon importante et congruentes avec l’unicité dans les deux régions étudiées. Au contraire, la richesse spécifique était négativement corrélée avec l’unicité, ce qui suggère la nécessité d’un compromis. Une combinaison de critères complémentaires devrait donc être utilisée en plus de l’unicité afin d’identifier l’ensemble optimal de sites à protéger dans un contexte donné.<br>This study aimed to determine whether plant composition uniqueness is an adequate criterion for assessing conservation priorities in lake-edge wetlands. To answer this question, I used vegetation data from two large datasets of lake-edge wetlands located in southern Québec, which encompassed three wetland types (i.e., ash-dominated swamps, alder-dominated swamps, peatlands). I first identified statistically unique wetlands by computing their local contribution to beta diversity (LCBD). I then measured the relative association between ecological uniqueness values and other criteria commonly used to assess conservation priorities using Pearson correlations and hierarchical partitioning. Unique peatlands had a high conservation value in both study regions, while ash- and alder-dominated swamps showed more signs that their species composition had been altered. The species composition of unique sites should thus be examined closely to determine its conservation value, as it could be affected by the overall integrity of the landscape. The proportion of rare species and the presence of disturbance-sensitive specialist species were appreciably correlated and congruent with uniqueness in both study regions. On the other hand, species richness was negatively correlated with uniqueness, suggesting that there was a trade-off. A combination of complementary criteria should therefore be used in conjunction with uniqueness in order to identify the optimal set of sites to protect in a given context.