Rozprawy doktorskie: „Microbienne”

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Blanchet, Elise. "Conception d'un procédé d'électrosynthèse microbienne". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://oatao.univ-toulouse.fr/15853/1/Blanchet_elise.pdf.

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L’électrosynthèse microbienne est une technologie innovante qui permet de convertir le dioxyde de carbone en molécules organiques en utilisant une cathode comme source d’électrons de la réduction microbienne du CO2. Le procédé «Biorare» propose de coupler l’électrosynthèse microbienne avec l’oxydation de déchets à l’anode afin d’augmenter le rendement énergétique du procédé. Il devient ainsi possible de traiter un effluent à l’anode et de valoriser du CO2 à la cathode. La thèse a eu pour objectif d’améliorer les performances de la bioanode et de la biocathode séparément, afin de réaliser in fine un prototype de procédé «Biorare» à l’échelle du laboratoire. Parmi plusieurs types de déchets testés, les boues biologiques se sont avérées bien adaptées pour une utilisation à l’anode en assurant des densités de courant jusqu’à 10 A/m2. Toutefois, ces performances étant peu reproductibles, nous avons choisi d’exploiter des biodéchets, dont le gisement représente plus de 22 millions de tonnes en France et la valorisation est aujourd’hui obligatoire. Leur utilisation brute n’a pas permis de dépasser 1 A/m2 mais une méthode innovante de formation des bioanodes a permis d’augmenter les densités de courant jusqu’à 7 A/m2, de façon reproductible et dans des conditions extrapolables. Les travaux sur les biocathodes ont révélé que l’hydrogène est un intermédiaire réactionnel clé pour le transfert d’électrons de la cathode vers les microorganismes qui réduisent le CO2. Cela a conduit à découpler le procédé initial en deux étapes : l’hydrogène est produit dans une cellule d’électrolyse microbienne qui oxyde les biodéchets et, en aval, un bioréacteur gaz-liquide utilise l’hydrogène pour convertir le CO2 en acétate, éthanol, formiate, ou butyrate, suivant les systèmes microbiens. Cette stratégie permet d’augmenter les performances d’un facteur 24 avec une vitesse de production d’acétate de 376 mg/L/j et des concentrations jusqu’à 11 g/L.

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Lucas, Françoise. "Diversité microbienne en milieu aquatique urbain". Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Est, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00676527.

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La candidate a transmis un dossier présentant les grandes étapes de sa carrière incluant ses principales réalisations scientifiques, collaborations et activités de formation d'étudiants à divers niveaux universitaires dont les études doctorales. Ce dossier présente également les perspectives de recherche de F. LUCAS pour les prochaines années dont la description d'activités de recherche menées en partenariat avec diverses équipes de recherche via le projet ANR PULSE, et, de plus, des partenaires industrielles dans les contextes du PIREN-Seine et de la structure fédérative de l'Observatoire des Polluants Urbains (OPUR). Ces grands programmes et partenariats représentent un socle solide permettant d'entreprendre des travaux interdisciplinaires sur des questionnements majeurs en écologie microbienne dont la prédiction de l'évolution des communautés bactériennes en fonction des contraintes du milieu. Les travaux de F. LUCAS vont de l'acquisition de données fondamentales en écologie microbienne (diversité des peuplements) aux problématiques plus finalisées d'évaluation des dangers sanitaires microbiens associés à certaines pratiques de gestion des eaux en milieu urbain.

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Rousseau, Brisard Mélanie George Marie-Noëlle. "Kératite microbienne sous lentilles de contact". [S.l.] : [s.n.], 2009. http://castore.univ-nantes.fr/castore/GetOAIRef?idDoc=56656.

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Gamblin, Jasmine. "Modèles stochastiques pour l'évolution moléculaire microbienne". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. http://www.theses.fr/2024SORUS160.

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Cette thèse se compose de deux parties, dont le point commun est de développer des modèles stochastiques pour étudier l'évolution microbienne.La première partie s'intéresse aux impacts évolutifs des goulots d'étranglement de population. Le premier chapitre concerne les populations microbiennes subissant des goulots d'étranglement réguliers. Cette dynamique correspond aux expériences d'évolution en laboratoire utilisant des dilutions en série, qui permettent de renouveler le milieu dans lequel croissent les bactéries, mais aussi aux bactéries associées à des hôtes, qui subissent un goulot d'étranglement lors de la colonisation de chaque nouvel hôte. L'effet des dilutions successives sur l'évolution de ces populations n'est pas encore complètement compris. Deux effets ont déjà été mis en avant : le fait qu'atteindre une grande taille de population favorise l'apparition de mutations rares, et la perte de mutations bénéfiques lors des dilutions. Nous avons développé un modèle semi-déterministe afin d'étudier comment ces deux phénomènes se combinent et impactent les chemins évolutifs suivis par la population et sa vitesse d'adaptation, dans un paysage adaptatif minimal comportant une mutation fréquente mais à effet positif faible, et une mutation rare à effet fort. Notre modèle permet aussi de découpler les rôles de deux paramètres importants que sont la taille de population initiale et la taille de population maximale de la souche initiale. Nous trouvons qu'une faible dilution et un cycle bref favorisent l'adaptation par la mutation bénéfique la plus fréquente, tandis qu'une forte dilution et un cycle long favorisent l'adaptation par la mutation la plus avantageuse. Nous calculons aussi le taux de dilution maximisant la vitesse d'évolution.Le deuxième chapitre est une revue de littérature sur l'effet des goulots d'étranglements sur la capacité d'adaptation des populations, comparant populations microbiennes et animales. Nous suggérons des pistes pour réaliser des expériences microbiennes plus à même d'informer la biologie de la conservation, notamment en utilisant des levures et en incluant de la diversité génétique initiale.La deuxième partie s'intéresse à des échelles spatiales et temporelles plus larges, en développant un modèle stochastique de la dynamique macroévolutive des gènes dans une espèce bactérienne. De nombreuses espèces bactériennes présentent une diversité de gènes impressionnante : le nombre de gènes présents dans l'espèce est fréquemment bien plus grand que le nombre de gènes présents dans une cellule, ce qui a amené à l'introduction du concept de pangénome. Caractériser les dynamiques d'importation et de transfert horizontal de gènes bactériens est crucial pour comprendre l'origine de cette formidable diversité, et est aussi d'une grande importance en santé publique pour étudier la diffusion des gènes de virulence et d'antibiorésistance. Plusieurs modèles ont été formulés pour décrire la dynamique de gènes bactériens au sein de la phylogénie mais demeurent insatisfaisants, car ils prennent en compte soit l'import des gènes dans l'espèce focale (par transfert depuis une autre espèce) soit les transferts horizontaux au sein de l'espèce, mais jamais les deux. Nous avons donc développé un modèle d'évolution de gènes bactériens prenant en compte à la fois le transfert inter- et intra-espèce. Notre modèle comporte trois types de dynamiques : gènes persistants hérités de l'ancêtre commun, gènes privés spécifiques à un clade, et gènes mobiles subissant des transferts fréquents. Nous avons testé ce modèle sur un ensemble de génomes de Salmonella enterica, et montré qu'il est capable de reproduire des caractéristiques importantes des pangénomes comme la forme en U de la distribution des fréquences de gènes. Ce modèle permet une classification des gènes en fonction de leur type de dynamique, dont la pertinence biologique est confirmée par l'analyse de la fonction et de la localisation des gènes assignés à chaque type
This dissertation is composed of two independent parts, sharing the common goal of developing stochastic models to study microbial evolution.The first part investigates the evolutionary impacts of population bottlenecks. Chapter one deals with microbial populations undergoing periodic bottlenecks. These dynamics correspond in particular to laboratory evolution experiments using serial dilutions to renew the medium in which bacteria grow. These wide variations in population sizes are also found in natural microbial populations, which undergo a bottleneck when transferred to a new host. However, the effects of successive dilutions on the evolution of these populations are not yet fully understood. Two effects have already been brought to light: reaching a large population size favors the appearance of rare mutations, and the loss of beneficial mutations during dilutions. We have developed a semi-deterministic model to study how these two phenomena combine and impact the evolutionary paths followed by the population as well as the adaptation rate on a minimal fitness landscape consisting of two types of beneficial mutations with the empirically supported trade-off between mutation rate and fitness advantage. Our model decouples the effect of two important parameters: the initial population size and the maximum population size of the initial strain. We find that low dilution and short cycles favor adaptation by the most frequent beneficial mutation, while strong dilution and long cycles favor adaptation by the most advantageous mutation. We also calculate the dilution rate maximizing the rate of evolution.The second chapter is a literature review on the effect of bottlenecks on the adaptive potential of populations, with a comparison between microbial and animal populations. We suggest ways in which microbial experiments could better inform conservation biology, notably by using yeast and including initial standing genetic variation.The second part looks at larger spatial and temporal scales, developing a stochastic model for macroevolutive gene dynamics in a bacterial species. Indeed, many bacterial species present an impressive gene diversity: the number of genes present in the species is frequently much greater than that carried by one cell, leading to the introduction in 2005 of the "pangenome" concept. Characterizing the dynamics of bacterial gene importations and horizontal transfers is crucial to understand the origins of this formidable diversity. These dynamics are also of great importance for public health, as they determine the spread of virulence and antibiotic resistance genes within bacterial populations. Over the past 10 years, several models have been formulated to describe the dynamics of bacterial genes along a phylogeny, but they remain unsatisfactory. These models take into account either the importation of genes into the focal species (by transfer from another species) or horizontal transfers within the species, but never both. We have therefore developed an original bacterial gene evolution model to take into account both inter- and intra-species transfer. Our model relies on three types of dynamics: persistent genes inherited from the ancestor, private genes that are clade-specific, and mobile genes undergoing frequent transfers. We have tested this model on a set of Salmonella enterica genomes, and shown that it is able to reproduce some important features of pangenomes, such as the U-shape of the gene frequency distribution and the parsimony of their arrangement on the core genome phylogeny. This model is able to classify genes according to their most likely dynamics, and the biological relevance of this classification has been confirmed by analyzing the function and position of genes assigned to each type

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Tardy, Vincent. "Lien entre la diversité microbienne, la stabilité des communautés microbiennes et le turnover des matières organiques du sol". Thesis, Dijon, 2014. http://www.theses.fr/2014DIJOS081/document.

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Les communautés microbiennes sont des acteurs majeurs du fonctionnement biologique du sol à travers notamment leur implication dans les transformations des cycles biogéochimiques (C, N, P…). Dans les agro-écosystèmes, la diversité de ces communautés est régulièrement modifiée par des perturbations liées aux pratiques agricoles et la question des conséquences de ces modifications pour le maintien du fonctionnement biologique et des fonctionnalités des systèmes agricoles est aujourd’hui centrale. Si le rôle de la diversité biologique pour le fonctionnement des écosystèmes a été bien étudié chez les macro-organismes, et notamment les plantes ; la relation biodiversité/activité est encore très mal connue pour les microorganismes du sol. Pourtant, dans la mouvance agroécologique actuelle, cette connaissance est nécessaire pour définir de nouvelles pratiques culturales intégrant une gestion de la diversité microbienne pour une utilisation durable des agrosystèmes. Dans ce travail, l’objectif général était de tester l’importance de la diversité pour la stabilité (résistance/résilience) et l’activité des communautés microbiennes (bactéries et champignons) impliquées dans les transformations de la matière organique dans le sol, une fonction déterminante pour la fertilité des sols, la qualité de l’environnement et les changements globaux. D’un point de vue expérimental, nos questions ont été abordées par le couplage d’expérimentations au laboratoire avec des échantillonnages réalisés au terrain. Dans un premier travail basé sur une manipulation de la diversité au laboratoire, nous avons montré que la stabilité de la structure et de l’activité des communautés en réponse à différentes perturbations est positivement liée à la diversité microbienne (i.e. nombre d’espèces). Ce lien a ensuite été validé par une expérimentation basée sur un échantillonnage de terrain qui nous a permis de démontrer (i) que la diversité microbiennes peut être modulée (augmentée ou diminuée) en fonction de l’intensité d’usage des sols, et (ii) que la minéralisation de la matière organique est plus intense dans les sols présentant les plus hauts niveaux de diversité. Enfin, dans le cadre d’une expérimentation réalisée au terrain (SOERE-ACBB, Lusignan), nous avons montré que la réponse des communautés de bactéries et de champignons à un apport de résidus de blé, en termes de successions de populations et d’activité de minéralisation de la matière organique, dépend de l’historique cultural du sol. Ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur l’importance de la diversité microbienne (richesse, composition) pour la stabilité et l’activité des communautés impliquées dans les transformations de la matière organique dans le sol. Ils montrent également que la modulation de la diversité des communautés microbiennes du sol par les pratiques agricoles, présentes ou passées, peut affecter significativement le turnover de la MOS
Soil microbial communities act as important agents of the biological soil functioning, particularly through their involvements in the transformations of biogeochemical cycles (C, N, P…). In agro-ecosystems, the diversity of these communities is affected by perturbations associated to agricultural practices, and the significance of these modifications in terms of preservation of biological functioning and sustainability of agricultural systems has emerged as a central issue in the environmental sciences. Whereas the role of biodiversity has been well studied for macroorganisms, in particular for plants; the biodiversity/activity relationship is still largely unknown for soil microorganisms. However, in the current agro-ecological movement, this knowledge is needed to define new agricultural practices including a best management of microbial diversity for the sustainable use of agro-ecosystems. In this context, the objective of this Phd was to test the significance of microbial diversity for the stability (resistance/resilience) and the activity of microbial community (bacteria and fungi) involved in the turnover of soil organic matter, a major function for soil fertility, environment quality and global changes. From an experimental point of view, these issues were addressed by coupling laboratory with field experiments. In a first work, by manipulating microbial diversity in laboratory condition, we have shown that the stability of both microbial genetic structure and activity in response to different perturbations is positively linked to microbial diversity (i.e. number of species). This link was then validated by a sampling based on a field experiment that allowed us to demonstrate that (i) the soil microbial diversity can be modulated (increased or decreased) depending the intensity of land use management, and (ii) the mineralization of organic matter is more intense in the soil with the highest level of diversity. Finally, thanks to an experiment carried out in the field (SOERE-ACBB, Lusignan), we showed that the response of bacterial and fungal communities to wheat residues supply in terms of successions of microbial populations and activities of organic matter mineralization depends on the soil management history. These works provide new insights into the significance of microbial diversity (richness, composition) for the stability and the activity of communities involved in the soil organic matter turnover. They also suggest that the modulation of the diversity of soil microbial communities by agricultural practices, past or present, can significantly affect the turnover of soil organic matter

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Rousseau, Raphaël. "Production de biohydrogène par électro-catalyse microbienne". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://oatao.univ-toulouse.fr/11566/1/rousseau.pdf.

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La cellule d’électrolyse microbienne (CEM) permet la conversion de la biomasse en dihydrogène via un apport théorique en énergie électrique 10 fois moindre que celui de l’électrolyse de l’eau. Un tel procédé fonctionne via la technologie des bioanodes, qui permet la catalyse de l’oxydation de la biomasse en CO2 par l’intermédiaire d’un biofilm électro-actif. Les travaux exposés dans ce manuscrit de thèse ont pour but l’optimisation des performances de la bioanode, la compréhension des mécanismes de catalyse et la réalisation d’un prototype à échelle laboratoire. L’optimisation par l’étude de paramètres opératoires en montage 3 électrodes a montré que l’utilisation de sédiments de salins comme source de micro-organismes avec électrode en feutre de carbone polarisée à + 0,1 V / ECS à une température de 40°C permet la formation de bioanodes capables de débiter jusqu’à 85 A.m-2 pour une conductivité de 10,4 S.m-1. A 30°C, le pyroséquençage ADN a mis en lumière l’émergence des genres bactériens Desulfuromonas et Marinobacter. La conception et l’exploitation d’un modèle de voltammétrie cyclique a montré que le transport des électrons au sein du biofilm était environ 100 fois plus lent que le métabolisme bactérien. L’utilisation de la spectroscopie d’impédance électrochimique montre que la résistance au transfert de charge à l’interface électrode/solution baisse de 24 kΩ.cm2 à 64 Ω.cm2 lors de la formation du biofilm. Un taux de production maximum de 2,85 LH2.L-1.j-1 ainsi qu’une durée de vie de plus de 50 jours du procédé ont été obtenus lors de la conduite d’un prototype laboratoire de CEM.

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Bouderka, Feriel. "Exploring the symbiotic lifestyle of Patescibacteria : from a single consortium to phylum-level evolution". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASL018.

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Les Patescibacteria forment un phylum bactérien très diversifié, comprenant au moins 25 % de la diversité bactérienne. On trouve des représentants de ce clade dans de nombreux environnements, allant des écosystèmes d'eau douce et marin aux microbiomes animaux et aux sédiments. Très peu de cultures de Patescibacteria sont disponibles à ce jour. En raison de ce manque de représentants cultivés, ils ont été largement étudiés par l’approche métagénomique. Ces études ont révélé, qu'en général, ils présentent de petits génomes avec des manques significatifs de gènes codant pour des fonctions métaboliques, ce qui amène à émettre l’hypothèse qu'ils dépendent d'un hôte pour survivre. Il n'y a cependant aucune preuve que tous les Patescibacteria soient réellement des symbiotes. De plus, environ la moitié de leurs gènes ne peuvent pas être annotés fonctionnellement par des approches de similarité. Il est nécessaire d'obtenir davantage de représentants cultivés pour mieux comprendre l'écologie de ce phylum bactérien. Les Patescibacteria ont récemment été identifiés comme apparentés aux Chloroflexota et Dormibacterota, qui présentent un mode de vie libre. L'évolution des Patescibacteria, en particulier leur mode de vie symbiotique, et leur diversification par rapport à leur groupe sœur vivant librement, ne sont pas entièrement compris. Ici, nous avons obtenu une culture enrichie d'un nouveau représentant à l’échelle du genre de Patescibacteria, qui est un épibionte de protéobactéries oxydant le méthanol, un type d'hôte jamais observé auparavant associé à ce clade. De plus, en utilisant une correspondance d’espaceurs CRISPR, nous avons identifié un nouveau phage ciblant potentiellement cet épibionte. Ainsi, nous avons caractérisé la première interaction potentielle tripartite entre un représentant du phylum Patescibacteria, son hôte et un phage. De plus, nous avons reconstruit le contenu génique ancestral des différentes classes de Patescibacteria pour décrypter les premières étapes de l'évolution du mode de vie symbiotique dans ce clade et les bases de leur diversification. Nos résultats suggèrent que le dernier ancêtre commun des Patescibacteria était déjà dépendant d’un hôte. La diversification des Patescibacteria qui a suivi est due à une combinaison de pertes indépendantes et substansielles de gènes métaboliques, complétée par l'acquisition de nouveaux gènes aux fonctions inconnues
Patescibacteria is a highly diverse bacterial phylum, including at least 25% of the bacterial diversity. Representatives of this clade can be found in many environments, ranging from freshwater and marine ecosystems to animal microbiomes and sediments. Very few Patescibacteria cultures are available to date. Due to this lack of cultured representatives, they have been extensively studied using metagenomics. These investigations revealed that, overall, they present small genomes with significant gaps in the genes coding for metabolic functions, and thus, they are hypothesized to depend on a host for survival. There is no evidence, however, that all Patescibacteria are actual symbionts. Besides, about half of their genes cannot be functionally annotated by similarity approaches. More cultured representatives are needed to better understand the ecology of this bacterial phylum. Patescibacteria have been recently reported to be a sister group to the free-living phyla Chloroflexota and Dormibacterota. The evolution of the Patescibacteria, particularly their symbiotic lifestyle, and diversification from their free-living sister group, is not fully comprehended. Here, we obtained an enriched culture of a representative of a new genus-level patescibacterium, which is an epibiont of methanol-oxidizing proteobacteria, a type of host never observed before to be associated with this clade. Additionally, using a CRISPR-spacer match, we identified a new potential phage targeting this patescibacterium. Thus, we characterized the first potential three-partite interaction between a patescibacterium, its host, and a phage. Furthermore, we reconstructed the ancestral gene content of the different Patescibacteria classes to decipher the early steps of the evolution of the symbiotic lifestyle in the clade and the basis of their diversification. Our results suggest that the last common ancestor of Patescibacteria was already host-dependent. The subsequent patescibacterial diversification appears driven by a combination of independent and substantial losses of metabolic genes, complemented by the acquisition of novel genes with functions yet to be identified

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Bordenave, Sylvain. "Impact d'une contamination pétrolière sur les tapis microbiens et étude de leur réponse". Pau, 2007. http://www.theses.fr/2007PAUU3018.

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Ecosystèmes ancestraux et ubiquistes, les tapis microbiens sont caractérisés par une importante biodiversité et une grande richesse métabolique. Au niveau des zones côtières, ces structures bactériennes peuvent être soumises à divers types de contaminations. Du fait notamment du rôle majeur des tapis microbiens dans les cycles biogéochimiques, il apparaît essentiel de mieux comprendre l’impact que peuvent avoir de telles contaminations sur ces écosystèmes. Dans ce contexte, le travail de thèse présenté vise à mieux comprendre l’impact que peut avoir une pollution pétrolière sur les communautés bactériennes complexes des tapis microbiens. L’essentiel de l’étude est établie à partir d’expérimentations en microcosmes réalisées avec différents types de tapis. Des approches moléculaires (T-RFLP et analyse de banques de clones) basées sur les gènes codant pour les ARN ribosomiques 16S ont tout d’abord permis de suivre après plusieurs mois et jusqu’à un an d’incubation l’impact d’une pollution pétrolière sur les communautés bactériennes des tapis microbiens. Cet aspect a également été abordé à un niveau transcriptomique (ARNr 16S) afin de préciser la réponse des communautés bactériennes métaboliquement actives au sein de ces structures microbiennes. L’ensemble de ces travaux a notamment permis de mettre en évidence les capacités de résilience des tapis microbiens. Par la suite, l’étude de gènes codant pour des enzymes impliquées dans la dégradation d’hydrocarbures (dioxygénases et benzylsuccinate-synthase) a été réalisée dans le but de préciser la réponse fonctionnelle des tapis microbiens après une contamination pétrolière. L’absence de réponse apparente au niveau de ces gènes fonctionnels nous a conduit à la recherche de nouveaux gènes pouvant être impliqués après une contamination pétrolière. Ce dernier aspect a fait l’objet d’une approche par analyse différentielle sur les ARN et a permis de mettre en évidence certain gènes/fonctions pouvant intervenir dans la réponse des tapis microbiens après une contamination pétrolière
Ancestral and ubiquist ecosystems, microbial mats present an important biodiversity and a high metabolic richness. In coastal zone, these vertically laminated bacterial structures are exposed to diverse forms of contamination. Because they are main actors in biochemical cycles, the appreciation of contamination impact on these ecosystems is essential in microbial ecology. In this context, the present PhD study attempts specifically to better understand the impact of petroleum contamination on the complex bacterial community of microbial mats. The study is essentially based on microcosm experiments performed with different microbial mats. First, molecular approaches (T-RFLP and clone libraries analyses) based on 16S rRNA encoding genes allowed to follow during at least three months and up to one year of incubation, a petroleum pollution impact on bacterial communities of microbial mats. The study was also performed at the transcriptomic level (16S rRNA) in order to precise the response of metabolically active bacterial communities in these microbial structures. The main result of this work showed the resilience capacity of microbial mats. Afterward, the study of genes encoding for enzymes involved in hydrocarbon degradation (dioxygenases and benzylsuccinate synthase) have been performed in order to precise the functional response of microbial mats after petroleum contamination. Since the study of these functional genes could not relay the impact of petroleum we focused our study on new potentially involved genes. For this purpose, differential display approach on ARN was applied and allowed to display some gene/function potentially involved in microbial mat response after petroleum contamination

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Rouvre, Ingrid. "Hydrogénase - Promoteur ou inhibiteur de la corrosion microbienne ?" Phd thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://oatao.univ-toulouse.fr/16482/1/Rouvre_Ingrid.pdf.

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Les hydrogénases ont été identifiées comme des protéines clé de la corrosion induite par les microorganismes (CIM) mais leur réel impact est encore sujet à controverses. Bien qu’elles soient présentes dans la plupart des microorganismes impliqués dans la biocorrosion anaérobie, leur participation dans un transfert électronique direct a rarement été démontrée. L’objectif de ce travail est d’étudier l’influence de l’hydrogénase sur la corrosion anaérobie de l’acier en approfondissant la compréhension des phénomènes interfaciaux qui régissent son action. Il s’agit en particulier d’étudier l’incidence des centres Fe-S présents dans la protéine et qui s’étaient révélés être des acteurs majeurs lors de précédents travaux au LGC. Pour cela, différents types d’hydrogénases ont été conçus, élaborés en collaboration avec l’équipe EAD3 du LISBP, INSA Toulouse, et étudiés : la native et des mutants possédant un nombre plus ou moins important de centres Fe-S. Dans un premier temps, le choix des matériaux a été réalisé sur la base des résultats de caractérisation et d’étude du comportement électrochimique dans le milieu Tris-HCl. L’acier doux S235JR a été choisi car c’est le matériau le plus réactif pour mettre en évidence l’influence de l’hydrogénase. Par la suite, les premières études en présence de divers types d’hydrogénases (native et mutants) ont révélé que la présence de certaines molécules additionnelles dans le milieu de purification ne permet pas d’obtenir un saut du potentiel d’abandon et une vitesse de corrosion exclusivement liés aux enzymes. Le protocole de purification des enzymes a donc été optimisé pour permettre un meilleur rendement de purification avec une activité enzymatique haute, tout en ayant le moins possible d’impact sur les signaux électrochimiques. Enfin, l’utilisation d’un sac de dialyse pour concentrer l’hydrogénase au voisinage de l’électrode de travail a permis d’exacerber l’effet de l’enzyme : une augmentation du potentiel d’abandon ainsi que de la vitesse de corrosion a été observée. La spectroscopie d’impédance couplée à des analyses de surface a également confirmé le fort pouvoir corrosif de l’hydrogénase. En outre, les électrolyses réalisées à potentiel cathodique ont mis en évidence la catalyse de la réaction de réduction par transfert électronique direct entre l’hydrogénase et la surface de l’acier. Le moteur responsable de la prise d’électrons est le centre catalytique de l’enzyme, les centres Fe-S jouant seulement un rôle de transfert des électrons au sein de la protéine.

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Lepage, Guillaume. "Caractérisation et optimisation d'une pile à combustible microbienne". Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00836765.

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Dans le cadre de ce projet initiant la nouvelle thématique de recherche sur les piles à combustible microbiennes (PCM) au LOCIE, nous tentons de répondre aux problématiques suivantes : Quelles stratégies d'intensification des transferts peuvent être mises en œuvre pour optimiser les efficacités de conversion chimiques et énergétiques des PCM ? Quels sont les moyens de caractérisation et de contrôle des phénomènes mécanistiques inhérents aux réactions bio-électro-chimiques à chaque électrodes ? Dans un premier temps, nous abordons le sujet à travers deux stratégies concrètes d'optimisation en terme d'architecture : l'utilisation d'électrodes poreuses en carbone vitreux réticulé (CVR) pour maximiser l'aire d'électrode active au sein d'un volume donné d'une part, et d'autre part, l'intégration multi-échelle via l'approche constructale, dont l'objectif est de minimiser la résistance à l'écoulement au sein du réacteur. Dans un second temps, nous conduisons une démarche fondamentale qui s'est attaché à identifier et caractériser les mécanismes électrochimiques, via l'évaluation de l'effet de facteurs d'ordre physico-chimiques (température, conductivité, pouvoir tampon et charge organique) et matériels (oxydation du CVR, catalyseur en platine sur la cathode, épaisseur de membrane, aire de cathode) sur le fonctionnement d'une PCM. Cette approche multifactorielle utilise la méthodologie des plans d'expérience via les tables de Tagushi. Des analyses par spectroscopie d'impédance électrochimique visent à apporter une vision complémentaire de notre système. L'analyse des spectres d'impédance des électrodes et du réacteur nous a permis de modéliser les mécanismes électrochimiques en jeu à travers des analogies électriques.

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Thébault, Pascal. "Élaboration de surfaces métalliques à visée anti-microbienne". Nice, 2007. http://www.theses.fr/2007NICE4100.

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La propagation non contrôlée de bactéries ou de germes potentiellement infectieux (par exemple Staphylococcus aureus, Legionella,…) sur des surfaces peut générer une nuisance importante allant du dysfonctionnement d’unité de production à la génération de maladies opportunistes pouvant engendrer sur certains patients une contamination exponentielle à court terme irréversible. Afin de répondre à cette problématique, nous avons fonctionnalisé des surfaces métalliques afin d’obtenir des matériaux possédant des propriétés anti-microbiennes de surface ne conduisant pas au relargage de l’actif dans le milieu. Pour élaborer ces nouvelles surfaces, nous nous sommes appuyés sur deux concepts : (i) l’activité anti-microbienne bien connue des sels d’ammoniums quaternaires, (ii) les possibilités d’auto-assemblage en monocouches (SAMs) sur divers métaux de molécules organiques portant une fonction thiol, disulfure ou siloxane par liaison covalente. Le manuscrit présente la synthèse de 19 sels d’ammoniums ainsi que la caractérisation de leurs propriétés physico-chimiques et l’évaluation de leurs activités microbiologiques. Une fois les molécules étudiées, nous avons procédé à l’élaboration de surfaces à partir d’une surface modèle: l’or. Après traitement, les surfaces sont modifiées par les molécules préalablement synthétisées et caractérisées par XPS, électrochimie et angle de contact. A partir de cette étude, nous avons sélectionné les molécules permettant l’obtention des monocouches de meilleures qualités afin de procéder à la modification de surfaces d’acier inoxydable. L’ensemble des surfaces modifiées a été évalué en tant que substrat anti-microbien
Not controlled propagation of bacteria or potentially infectious germs (for example Staphylococcus aureus, Legionella,…) on surfaces can generate an important nuisance from production unit dysfunction to the generation of opportunist diseases which can generate on certain patients an in short term prospect irreversible exponential contamination. In order to answer these problems, we functionalized metal surfaces to obtain materials having antimicrobial properties not leading to the releasing of the antimicrobial agent in the medium. To elaborate these new surfaces, we were based on two concepts: (i) the well-known antimicrobial activity of quaternary ammonium salts, (ii) possibilities of self-assembly into monolayers (SAMs) on various metals of organic molecules carrying a thiol, disulfide or silane function by covalent bond. The manuscript presents the synthesis of 19 ammonium salts as well as the characterization of their physicochemical properties and the evaluation of their microbiological activities. We carried out the elaboration of surfaces starting from a model surface: gold. After treatment, surfaces are modified by the molecules previously synthesized and characterized by XPS, electrochemistry and contact angle. From this study, we selected the molecules in order to carrying out the modification of stainless steel surfaces. All modified surfaces are evaluated for their antimicrobial properties

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Roselli, Sandro. "Génomique fonctionnelle de la dégradation microbienne du chlorométhane". Strasbourg, 2009. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2009/ROSELLI_Sandro_2009.pdf.

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Le chlorométhane (CH3Cl) est un composé organique volatil essentiellement produit naturellement et responsable de 15% de la dégradation de l’ozone stratosphérique due aux composés halogénés. L’estimation du budget global du CH3Cl est incertaine et sous-estime l’importance des émissions végétales et de sa dégradation par les microorganismes. Cette thèse a eu pour but de développer la compréhension des bases moléculaires de la dégradation bactérienne du CH3Cl, avec aussi comme perspective la valorisation des ressources génétiques de l’environnement pour la dépollution. Une approche combinant génomique comparative et fonctionnelle a été développée pour étudier l’adaptation au CH3Cl chez Methylobacterium extorquens CM4, bactérie aérobie pour laquelle une voie d’utilisation du CH3Cl a été identifiée et dont le génome a été séquencé au Genoscope. L’analyse du génome de CM4 a révélé l’existence d’un plasmide de 380 kb porteur des gènes connus de la voie d’utilisation du CH3Cl et de la biosynthèse de la cobalamine et du tétrahydrofolate, les deux cofacteurs essentiels à cette voie. L’analyse différentielle du protéome de CM4 cultivé en présence et en absence de CH3Cl a confirmé la voie d’utilisation précédemment proposée, et permis d’identifier de nouvelles protéines associées au métabolisme du CH3Cl. Un dernier volet du travail a été l’étude de la diversité des bactéries CH3Cl-dégradantes associées aux plantes. Trois souches CH3Cl-dégradantes de la phyllosphère ont été isolées à partir de feuilles d’Arabidopsis thaliana, une plante connue pour émettre du CH3Cl. Les résultats de ce travail serviront de base aux études futures de la dégradation bactérienne du chlorométhane
Chloromethane (CH3Cl) is a volatile organic compound of mainly natural origin. It accounts for at least 15% of chlorine-catalysed stratospheric ozone depletion. Obtaining reliable estimates of the global CH3Cl budget is difficult due to the incomplete inventory of CH3Cl sources and sinks, including plant emissions and microbial degradation. The aim of this PhD thesis was to better understand the molecular basis of microbial degradation of CH3Cl, also with the perspective of applying microbial and genetic resources to bioremediation of polluted environments. Approaches involving comparative and functional genomics were developed to study the adaptation to CH3Cl of Methylobacterium extorquens CM4, the aerobic bacterial strain in which a degradation pathway for CH3Cl was previously identified, and whose genome sequence is now known. Analysis of the genome of strain CM4 revealed the presence of a 380 kb plasmid harbouring the already characterised genes of the known pathway for CH3Cl utilisation, as well as genes involved in the biosynthesis of cobalamin and tetrahydrofolate, two cofactors essential for CH3Cl degradation by this pathway. Differential proteomic analysis of strain CM4 grown in the presence or the absence of CH3Cl confirmed this pathway and also enabled the identification of new proteins associated with CH3Cl metabolism. In addition, the diversity of CH3Cl-degrading bacteria associated with the phyllosphere was investigated. Three CH3Cl-degrading strains of the phyllosphere were isolated from leaves of Arabidopsis thaliana, a plant known to emit CH3Cl. The obtained results will serve as the basis for future studies of bacterial CH3Cl degradation

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Moletta, Marina. "Caractérisation de la diversité microbienne aéroportée des biogaz". Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20170.

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Fyferling, Mathias. "Transfert d'oxygène en condition de culture microbienne intensive". Toulouse, INSA, 2007. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000172/.

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L'objectif des travaux est la quantification et la modélisation du transfert d’oxygène en condition de production microbienne afin de contribuer à l’intensification des performances des bioprocédés. Les travaux expérimentaux sont réalisés en bioréacteur, en milieux minéraux exempt de réaction biologique, puis lors de cultures fed-batch d’Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae et Aspergillus niger. Le domaine d'investigation est original de par les fortes consommations volumiques d’oxygène (0,6 g. L-1. H-1) et puissances dissipées (35 kW. M-3) utilisées. Le coefficient de transfert d’oxygène est déterminé à l'aide de différents modèles non structurés (pour la prise en compte du mode d’écoulement des phases, de l’entraînement de surface et de la rétention gazeuse sur des régimes transitoires ou permanents. Il est notamment observé que, en présence de réaction biologique, (i) les valeurs du coefficient de transfert KT sont 5 à 10 fois supérieures à celles mentionnées dans la littérature relative au transfert d’oxygène, (ii) par comparaison aux milieux de culture avant ensemencement, KT et KL (la conductance de transfert) sont divisés d’un facteur 4 à 6. Les effets de l'activité cellulaire sur le transfert d'oxygène sont caractérisés par la quantification des facteurs d'accélération relatifs aux modifications chimiques du milieu, à la consommation d'oxygène, et à la présence physique de cellules. Les limites des modèles du transfert d'oxygène en culture microbienne intensive sont discutées, et des nouvelles voies d'investigation sont proposées
This work aims to quantify and model oxygen transfer in microbial cultures with an objective of intensification of bioprocess performances. Labworks in bioreactors are achieved in mineral media, free from biological reaction, then in fed-batch cultures of Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae and Aspergillus niger. The fieldwork is original because of the high oxygen consumptions rates (0,6 g. L-1. H-1) and the high dissipated power (35 kW. M-3) used. The oxygen transfer coefficient is determined from continuous and dynamic methods, using several unstructured models, to take into account the profile of the dispersed gaseous flow, the gas entrained from the surface, and hold-up. Among the observations, in biological media, (i) values of the oxygen transfer coefficient KT are 5 to 10 times higher than values from the literature on oxygen transfer, (ii) compared with the initial medium prior to inoculation, KT and KL (the oxygen transfer conductance) are 4 to 6 times smaller. Effects of microbial activity on oxygen transfer are characterised and quantified according to enhancements factors related to chemical modifications of the medium, oxygen consumption, and physical presence of cells. Limits of mass transfer models in intensive microbial cultures are discussed and new areas of investigation are proposed

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Dumas, Claire Bergel Alain. "Catalyse électro-microbienne dans les piles à combustible". Toulouse : INP Toulouse, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000617.

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Planchez, Cécile. "Application de la fluorescence à la détection microbienne". Paris 5, 1998. http://www.theses.fr/1998PA05P040.

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Cazaudehore, Guillaume. "Méthanisation des plastiques biodégradables : performances et diversité microbienne". Electronic Thesis or Diss., Pau, 2022. http://www.theses.fr/2022PAUU3002.

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L'impact environnemental des plastiques conventionnels conduit à un développement et à un déploiement de matériaux alternatifs comme les plastiques biodégradables. Ces plastiques biodégradables ont pour avantage, par rapport aux plastiques conventionnels, de pouvoir être traités en filière de recyclage organique (méthanisation ou compostage). Cependant, l'étude de la fin de vie des plastiques biodégradables en méthanisation en est encore à ses débuts. Par conséquent, l'objectif de cette thèse est d'étudier le devenir de ces matériaux en digestion anaérobie (DA) mésophile et thermophile, leurs performances de biodégradation et les microorganismes qui sont impliqués dans leur biodégradation. Des expérimentations de DA en mode batch ont été réalisées sur les principaux polymères biodégradables (PHB, PLA, PCL, PBAT, TPS, PBS) et sur trois mélanges commerciaux, en conditions mésophiles et thermophiles. Seul le poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) et l'amidon thermoplastique (TPS) ont présenté une conversion en méthane rapide (25-50 jours) et importante (57-80,3% et 80,2-82,6%, respectivement). Des bactéries précédemment identifiées comme des dégradeurs de PHB (i.e., Enterobacter, Ilyobacter delafieldii et Cupriavidus) ont été observées pendant la dégradation mésophile et thermophile du PHB. De la même manière, des bactéries dégradant l'amidon (du genre Clostridium) ont été retrouvées lors de la dégradation thermophile et mésophile du TPS. La cinétique de biodégradation du PLA était très lente en conditions mésophiles (500 jours pour une biodégradation du PLA de 74.7 à 80.3%). La condition thermophile était beaucoup plus favorable (60 à 100 jours pour la même biodégradation). Les bactéries consommatrices de lactate, comme Tepidimicrobium, Moorella et Tepidanaerobacter ont été mises en évidence durant la dégradation thermophile du PLA. La faible cinétique de biodégradation de la plupart des plastiques biodégradables dans les digesteurs anaérobies mésophiles est un obstacle majeur à leur introduction à l'échelle industrielle. Des prétraitements thermiques (120 ou 150 °C) et thermo-alcalins (70 °C ou 90 °C avec ajout d'hydroxyde de calcium) ont été mis en œuvre avec succès sur le PLA qui représente 25% de la production de plastique biodégradable. Ces traitements permettaient d'atteindre un rendement de biodégradation de 73% après 15-20 jours.La stabilité et les performances de la co-digestion du PHB et du PLA (avec et sans prétraitement) avec des biodéchets en conditions mésophiles ont ensuite été validés à l'échelle pilote semi-continu afin d’être plus représentatif de la réalité industrielle. L'ajout de plastiques biodégradables a donné lieu à un processus plus stable par rapport à la condition biodéchets seul et aucun effet négatif n'a pu être détecté. Une biodégradation complète du PHB a été mesurée alors que le PLA s'est accumulé dans le réacteur, et une biodégradation moyenne de 47,6 % a été estimée pendant le troisième temps de rétention hydraulique. Le prétraitement thermo-alcalin du PLA a amélioré le rendement de biodégradation à 77,5%. Enfin, une zone d'ombre autour de la qualité et de l'innocuité des digestats ayant traités des plastiques biodégradables subsiste, celle-ci devra être impérativement levée dans un avenir proche
Growing concern regarding non-biodegradable plastics and the impact of these materials on the environment has promoted interest in biodegradable plastics. Biodegradable plastics offer additional waste management options (e.g., anaerobic digestion or composting) over conventional plastics. However, the treatment of biodegradable plastics under anaerobic digestion is only in its infancy. Therefore, the aim of this thesis was to investigate the fate of biodegradable plastics in anaerobic digestion systems and the microorganisms involved in the plastic conversion to methane.For this purpose, batch anaerobic digestion experiments were performed on the main biodegradable polymers and on three commercial blends of biodegradable polymer, under both mesophilic and thermophilic conditions. Only Poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) and Thermoplastic starch (TPS) exhibited rapid (25-50 days) and important (57-80.3% and 80.2-82.6%, respectively) conversion to methane under both mesophilic and thermophilic condition. Methane production rates from poly(lactic acid) (PLA) was very low under mesophilic condition, to such an extent that 500 days were required to reach the ultimate methane production, corresponding to a PLA conversion to methane of 74.7-80.3%. Methane production rate from PLA was greatly enhanced under thermophilic condition since only 60 to 100 days were required to reach the same ultimate methane production. Lactate-utilizing bacteria such as Tepidimicrobium, Moorella and Tepidanaerobacter were revealed to be important during the thermophilic digestion of PLA. Similarly, starch-degrading bacteria (from Clostridium genus) were highlighted during TPS digestion at 38 °C and 58°C. Previously known PHB degraders (i.e., Enterobacter, Ilyobacter delafieldii and Cupriavidus) were observed during mesophilic and thermophilic AD of PHB. The low biodegradation rate of most of the biodegradable plastics in mesophilic anaerobic digesters is a major hindrance to their introduction at industrial scale. Thermal (at 120 or 150 °C) and thermo-alkaline (at 70°C or 90 °C with calcium hydroxide addition) pretreatments were successfully implemented on PLA. These strategies were tested on PLA, which is one of the main biodegradable polymer, accounting for 25% of the biodegradable plastic production. PLA pretreated with these treatments, achieved biodegradation yield of 73% after 15-20 days; a similar biodegradation yield was obtained after 500 days for untreated PLA.PHB and PLA are among the most studied polymer to replace conventional plastics. Finally, the stability and performances of the co-digestion of these plastics (with and without PLA pretreatment) with food wastes fed semi-continuously under mesophilic conditions was investigated. The addition of biodegradable plastics resulted in a more stable process (in comparison with stand-alone biowastes reactor) and no negative effects could be detected. PHB was estimated to be fully biodegraded in the reactors. By contrast, PLA was accumulating in the reactor, and an average biodegradation of 47.6% was estimated during the third hydraulic retention time. Thermo-alkaline pretreatment of PLA improved the biodegradation yield of PLA to 77.5%. The identification of specific microorganisms implicated in the biodegradable plastic degradation was complicated; the majority of the microorganisms correlated with the methane production from reactors co-digesting PLA and PHB were implicated in the anaerobic digestion of the biowaste, which can be explained by the low proportion of biodegradable plastics introduced

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Pestre, Cyril. "Evaluation du rôle des activités microbiennes dans le devenir de déchets essentiellement minéraux en fonction du scénarion de valorisation ou de stockage". Lyon, INSA, 2007. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2007ISAL0047/these.pdf.

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La thèse vise à élaborer une méthodologie permettant d’évaluer l’évolution microbienne possible de déchets solides, majoritairement minéraux et contenant une certaine fraction de matière organique, en fonction de scénarios donnés. Le travail propose d’abord une synthèse bibliographique des aspects fondamentaux de la biodétérioration de déchets essentiellement minéraux et la synthèse des procédures existantes d’évaluation bio-physico-chimique des déchets. Dans une deuxième phase, l’étude cherche à examiner la pertinence et l’adaptabilité des tests existants d’évaluation de la biodégradabilité et plus globalement de suivi du comportement des déchets dans différents scénarios de gestion (valorisation ou stockage). A partir de ces observations, des adaptations ou de nouvelles procédures ont été mises au point afin de proposer une méthodologie générale permettant d’évaluer la biodégradabilité de déchets majoritairement minéraux contenant une fraction plus ou moins importante de matière organique. Pour cela, cinq déchets minéraux différents de part leur nature, leur process de fabrication, leur état de maturation, …, ont été sélectionnés. De nombreuses analyses physico-chimiques (analyses élémentaires des majeurs et mineurs, analyses de la fraction carbonée, essais de lixiviation, essais ANC, …) et biologiques (analyses quantitatives de la microflore et de sa biodiversité, essais de comestibilité, de biodégradabilité intrinsèque et de biolixiviation) ont été effectuées afin de caractériser le plus largement possible ces déchets. Cette étude montre clairement que la réalisation de l’ensemble de ces essais n’est pas indispensable pour étudier le comportement d’un déchet dans un scénario donné mais aussi que deux déchets a priori assez similaires peuvent se comporter différemment. Le choix des essais à réaliser doit donc être fait en fonction des objectifs recherchés et adapté à chaque déchet en fonction du scénario de gestion. La synthèse de ce travail montre que dans la plupart des cas, les essais de longues durées sont à privilégier car l’activité microbienne nécessite des phases d’adaptation parfois très longues (par exemple, une production de méthane a été mise en évidence après 500 jours d’incubation). Bien que le temps est important dans le développement de l’activité microbienne, l’analyse statistique des données a montré qu’il ne jouait pas le rôle principal dans la variabilité des résultats obtenus mais que les différences entre les déchets et principalement les conditions d’incubation testées (incubations sur solide, en suspension, en aérobiose ou anaérobiose, avec ou sans ajout d’éléments nutritifs, …) étaient prépondérants. Dans les déchets minéraux, l’activité microbienne n’est généralement pas favorisée par les conditions très alcalines du milieu et le manque de ressources nutritives (notamment de matière organique). Néanmoins, selon les conditions d’incubation, l’analyse moléculaire de l’ADN des populations par DGGE montre que des populations sont très bien établies et se développent en fonction des modifications physico-chimiques des matrices. Ces modifications peuvent être liées directement ou indirectement à l’activité des micro-organismes et entraîner une augmentation de la solubilisation des éléments métalliques polluants (Pb, Cu, Cr, Zn). L’étude a en effet montré que l’évolution physico-chimique de ces déchets influence leur évolution microbiologique et inversement
The aim of the thesis is to develop a methodology for evaluating potential microbial activities on solid waste, mainly mineral but containing a significant fraction of organic matter, according to possible scenarios of use. In a first time, a literature synthesis is proposed. It speaks about the fundamental aspects about the biodeterioration of mineral waste and realizes a synthesis of existing procedures about bio-physico-chemical evaluation of waste. Then, the study aims to see the relevance and adaptability of existing biodeterioration evaluation tests and overall the monitoring of the behavior of waste in various scenarios of management (reuse or storage). Using these observations, adaptations or new procedures were developed in order to propose a general methodology allowing to evaluate the biodeterioration of waste mainly mineral. [. . . ]The waste of this work show that in most cases, tests with long durations of incubation are to be privileged because the microbial activity sometimes requires very long adaptation phases (for example, a production of methane was observed after 500 days of incubation). Although test duration is important in the development of microbial activity, data statistical analysis showed that it did not play the main part in the variability of the results obtained but that the difference between wastes and mainly the conditions of incubation tested (incubation conditions on solid, in suspension, aerobic or anaerobic conditions, with or without addition of nutritive elements…) were predominant. In mineral wastes, the microbial activity is generally not favored by the very alkaline conditions and the lack of nutritive resources (in particular organic matter). Nevertheless, according to incubation conditions, the DNA molecular analysis of the populations by DGGE shows that populations are very well established and develop according to the matrices physicochemical modifications. This alteration can be directly or indirectly related to the micro-organisms activities and involve an increase in solubility of the metallic pollutants (Pb, Cu, Cr, and Zn). Indeed, the study showed that the physicochemical evolution of the wastes influences their microbiological evolution and conversely. There are strong interactions between physiochemical and microbiological evolutions

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Pestre, Cyril Bayard Rémy Gourdon Rémy. "Evaluation du rôle des activités microbiennes dans le devenir de déchets essentiellement minéraux en fonction du scénarion de valorisation ou de stockage". Villeurbanne : Doc'INSA, 2008. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=pestre.

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Thèse doctorat : Science de l'Environnement Industriel et Urbain : Villeurbanne, INSA : 2007.
Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 327-344. Liste de normes et de guides méthodologiques p. 346-347.

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Grabowski-Lux, Agnès. "Analyse de la diversité microbienne d'un gisement pétrolier biodégradé". Brest, 2004. http://www.theses.fr/2004BRES2031.

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La présence de micro-organismes dans les gisements pétroliers a depuis longtemps été mise en évidence, mais la connaissance de la diversité et de l'activité des bactéries présentes dans ces écosystèmes souterrains particuliers reste encore partielle. Dans cette étude, nous avons caractérisé la microflore d'un gisement biodégradé de faible salinité et de faible température par des techniques de microbiologie classique et de biologie moléculaire. Les principaux groupes de bactéries cultivables mis en évidence sont les bactéries homoacétogènes, les méthanogènes acétoclastes, les sulfato-réductrices et les bactéries dénitrifiantes. L'analyse moléculaire des cultures a montré la présence d'une diversité plus grande de micro-organismes affiliés aux Proteobacteria, aux Firmicutes, aux Bacteroidetes, aux Spirochaetes, aux Deferribacteres et aux Euryarchaeota. Une souche fermentaire affiliée aux Bacteroidetes a fait l'objet d'une caractérisation complète. Sur la base de données chimiotaxonomiques et phylogénétiques, la définition d'un nouveau genre et d'une nouvelle espèce, Petromonas sulfurophila, a pu être proposée. L'analyse directe de l'eau de production a permis de confirmer la présence de méthanogènes, affiliées aux Methanosarcinales et aux Methanomicrobiales. Un phylotype unique affilié au genre Arcobacter a été obtenu dans la banque Bacteria mais la signification écologique des microorganismes correspondant reste inconnue. L'interprétation des données microbiologiques et géochimiques laisse supposer que la méthanogenèse est le processus terminal dominant dans ce gisement. La caractérisation de cultures dégradant des acides gras à longue chaîne nous a permis de montrer que le méthane pourrait être produit par des associations syntrophiques comportant plusieurs types de méthanogènes, capables d'utiliser l'acétate, l'hydrogène et/ou le formiate. Des associations similaires pourraient éventuellement être impliquées dans la dégradation des hydrocarbures in situ
The presence of microorganisms in oil fields has been detected for a long time and sulphate reducers have been extensively studied in these ecosystems. However, our knowledge of the diversity and the activities of the bacteria thriving in these particular subterranean environments is still limited. In this study, we have characterized the microbial population in a low-temperature and low-salinity Canadian oil reservoir using both cultural and molecular techniques. The dominant cultivable population was composed of homoacetogens, acetoclastic methanogens, sulphate reducers and denitrifiers. Molecular analysis of enrichment cultures showed the presence of a wider diversity of microorganisms related to Proteobacteria (beta, delta, epsilon), Firmicutes, Bacteroidetes, Spirochaetes, Deferribacteres and Euryarchaeota. Some of the predominant cultivable bacteria could be isolated and one fermentative strain affiliated to the Bacteroidetes was characterized. On the basis of chemotaxonomic and phylogenetic data, a new genus and a new species, Petromonas sulfurophila could be proposed. Direct analysis of the production water confirmed the presence of methanogens related to Methanosarcinales (Methanosaeta, Methanosarcina, Methanolobus) and Methanomicrobiales (Methanocorpusculum, Methanocalculus, Methanoculleus, Methanospirillum). A unique phylotype related to Arcobacter (Proteobacteria epsilon) was obtained in the bacterial library but the ecological significance of the corresponding microorganisms is unknown. Cross evaluation of microbial and geochemical data suggests that methanogenesis is the dominant terminal process in this oil field. Characterization of long chain fatty acid-degrading consortia showed that methane could be produced by syntrophic associations involving several methanogenic bacteria using acetate, hydrogen or formate. Similar associations could perhaps be involved in hydrocarbon degradation in situ

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Benioug, Marbe. "Étude numérique de la croissance microbienne en milieu poreux". Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0104/document.

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L’évolution d’une phase microbienne au sein d’un milieu poreux est un processus complexe de par la prise en compte des effets de croissance (ou de mortalité) et d’étalement de la phase cellulaire. D’autres processus tels que l’arrachement d’une partie du biofilm ou l’attachement-détachement de cellules mobiles depuis la phase fluide peuvent aussi contribuer à la variation du volume de biofilm présent. Une meilleure compréhension des interactions mis en jeu entre les processus de croissance de biofilm, du transport de soluté et de l’écoulement et une modélisation rigoureuse de ce processus de croissance à l’échelle microscopique est un enjeu essentiel à une prédiction plus fine du devenir des polluants dans les sols. L’évolution temporelle d’un milieu poreux sous l’effet de l’activité biologique constitue toutefois à l’heure actuelle un défi scientifique majeur d’un point de vue de la modélisation numérique. Les variations locales de la géométrie du domaine (bio-obstruction des pores) induisent en effet une chenalisation de l’écoulement et du transport qui va évoluer au cours du temps. Si différentes méthodes numériques – lagrangiennes ou eulériennes – ont été développées (méthode de capture du front, méthode d’interface diffuse de type « Level Set » ou « Volume Of Fluid »), elles restent souvent peu adaptées à des modélisations 3D à l’échelle du pore (temps de calcul, remaillage parfois nécessaire, problème de gain ou de perte de masse). Nous combinons ici une méthode IBM (Immersed Boundary Method) à une méthode LBM (Lattice Boltzman Method) pour le calcul de l’écoulement en 3D tandis qu’une approche de type VOF (Volume of Fluid) ou par reconstruction d’interface couplée à une discrétisation en Volume Finis est utilisée pour le transport des espèces chimiques. L’intérêt ici de la méthode IB-LBM est de pouvoir bénéficier de la précision de la formulation Lattice- Boltzmann tout en travaillant sur un maillage fixe, un terme correcteur venant modifier la vitesse au voisinage des interfaces mobiles. Le modèle d’écoulement-transport en milieu poreux évolutif développé est ensuite couplé à un modèle d’automate cellulaire prenant en compte les processus d’attachement-détachement. Le modèle est comparé à des benchmarks numériques et utilisé pour étudier les différents régimes de croissance du biofilm en fonction des conditions hydrodynamiques. Dans le dernier chapitre, ce modèle est étendu à la prise en compte d’une phase non-miscible afin d’étudier l’impact des processus de biodégradation sur la dissolution d’une phase polluante piégé. On se limite aux conditions où le NAPL est à saturation résiduelle. L’influence de la production de biosurfactant sur la solubilité du polluant ainsi que la toxicité de celui-ci sur la cinétique de croissance des bactéries est prise en compte. Plusieurs résultats numériques sont présentés afin d’illustrer l’influence des différents paramètres hydrodynamiques sur la dissolution du NAPL
Mathematical modeling of transport in porous media of organic chemical species in the presence of a bacterial population growing in the form of biofilms is an important area of research for environmental and industrial applications such as the treatment and the remediation of groundwater contaminated by organic pollutants. Biofilms, which are composed of bacteria and extracellular organic substances, grow on the pore-walls of the porous medium. Biodegradable organic solutes are converted into biomass or other organic compounds by the bacterial metabolism. This evolution of the microbial biomass phase within the porous medium is a complex process due mainly to growth (or decay) and spatial spreading of the cellular phase. Processes such as biofilm sloughing and attachment (or detachment) of cells from the fluid phase may also contribute to the biofilm volume variation. In this context, the aim of the thesis is to focus on the mechanisms that control the development of biofilms in porous media and its impact on the hydrodynamic properties of the porous matrix. The objective of this work is to model this pore-scale phenomenon of biofilm growth by integrating the various mechanisms which favor the bacterial development (bacterial proliferation, assimilation of nutrients to synthesize new cellular materials, attachment of cells) or, conversely, which are responsible for slowing down (e.g., detachment of cells, toxicity). An IB-LB model is developed for flow calculation and non-boundary conforming finite volume methods (volume of fluid and reconstruction methods) are used for reactive solute transport. A sophisticated cellular automaton model is developed to describe the spatial distribution of bacteria. Several numerical simulations have been performed on complex porous media and a quantitative diagram representing the transitions between the different biofilm growth patterns was proposed. Finally, the bioenhanced dissolution of NAPL in the presence of biofilms was simulated at the pore scale. The impact of biosurfactants and NAPL toxicity on bacterial growth has been investigated

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Saghaï, Aurélien. "Caractérisation phylogénétique et fonctionnelle de microbialites et de tapis microbiens". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS502/document.

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Les tapis microbiens sont des communautés benthiques, calcifiées (i.e. microbialites) ou non, diverses à la fois phylogénétiquement et métaboliquement. Les tapis microbiens fossiles constituent les plus anciennes traces de vie sur Terre et leurs représentants modernes peuvent donc être utilisés pour comprendre le fonctionnement de ces écosystèmes anciens. J'ai étudié les communautés microbiennes (archées, bactéries et eucaryotes) de plusieurs microbialites (lac Alchichica, Mexique) et tapis microbiens (dans une mare du salar de Llamara, Chili) afin de caractériser finement leur structure phylogénétique et d'améliorer notre compréhension de leur fonctionnement. J'ai pour cela utilisé une approche combinant des outils moléculaires (métabarcoding, métagénomique) à des données environnementales (paramètres physico-chimiques de la colonne d'eau ou composition minérale des microbialites). Mon travail de thèse a permis d'affiner le modèle de formation des microbialites d'Alchichica, en montrant notamment que, en plus de la photosynthèse oxygénique cyanobactérienne, le potentiel à précipiter des carbonates de la photosynthèse eucaryote et, surtout, de la photosynthèse anoxygénique est important. Les communautés des tapis de Llamara étaient quant à elles caractérisées par la présence de nombreuses lignées d'archées et de bactéries très divergentes, dont certaines ont été identifiées pour la première fois dans ce travail. Nos analyses ont aussi souligné la diversité des organismes impliqués dans les cycles du soufre et de l'azote au sein de ces systèmes et permis d'identifier de potentielles interactions biotiques entre des lignées procaryotes dont l'écologie est peu connue. Enfin, nous avons mis en évidence que les paramètres environnementaux influencent fortement la composition des communautés associées à ces microbialites et à ces tapis microbiens. L'ensemble de ces résultats permet de mieux comprendre le fonctionnement de ces systèmes ainsi que les facteurs qui influencent leur structure phylogénétique et fonctionnelle
Microbial mats are phylogenetically and functionally diverse benthic microbial communities, which can be sometimes calcified (i.e. microbialites). Fossil microbial mats constitute the oldest traces of life on Earth and their modern representatives are thus used as analogues of those primordial ecosystems to gain insights into their functioning. I have studied the microbial communities (archaea, bacteria and eukaryotes) of several microbialites (lake Alchichica, Mexico) and microbial mats (in a small pond in the salar de Llamara, Chile). The main objectives of my PhD were to finely characterize their phylogenetic structure and to improve our understanding of the functioning of these complex ecosystems. To do so, I have applied a multi-disciplinary approach combining molecular approaches (metabarcoding, metagenomics) to environmental data (physico-chemical parameters of the water column or mineral composition of the microbialites).The results presented in this thesis allowed refining our model of microbialite formation in Lake Alchichica. We showed that, in addition to cyanobacterial photosynthesis, both eukaryotic and, particularly, anoxygenic photosyntheses were potentially important to promote carbonate precipitation. Llamara mat communities were characterised by the presence of numerous novel archaeal and bacterial lineages, some of which were identified for the first time in this work. Our analyses have also highlighted the diversity of organisms involved in both sulphur and nitrogen cycles in these mats and identified potential biotic interactions between poorly known prokaryotic lineages. Finally, we showed that the composition of the microbial communities associated to these microbialites and microbial mats was strongly influenced by environmental parameters. Overall, these results represent a substantial contribution to our understanding of the ecology of these systems as well as of the factors that influence their phylogenetic and functional structures

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Varin, Thibaut. "Métagénomique des tapis microbiens polaires". Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29752/29752.pdf.

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Le domaine de l'écologie microbienne est en pleine effervescence grâce à l'avènement de la métagénomique et des techniques de séquençage de nouvelle génération (SNG), qui nous apportent une meilleure compréhension de la structure et du fonctionnement des communautés microbiennes de la biosphère. Cette thèse illustre ainsi une manière de tirer profit de l'utilisation de ces nouvelles technologies, dans le but d'étudier un écosystème qui a été très peu caractérisé jusqu'à maintenant, en l'occurrence les tapis microbiens polaires. Les analyses métagénomiques de différents tapis microbiens polaires ont permis dans un premier temps, de dresser une description générale de la taxonomie et du potentiel fonctionnel des communautés microbiennes en question, pour ensuite nous permettre d'examiner de façon plus exhaustive deux de leurs particularités métaboliques. L'existence éventuelle d'un système de recyclage des nutriments au sein même des tapis microbiens étudiés a été soulevée étant donné le caractère oligotrophique de leur milieu environnant. L'analyse des profils métagénomiques des tapis microbiens de l'Arctique a permis de mettre en évidence plusieurs groupes de gènes impliqués dans des mécanismes de décomposition et de récupération qui donneraient la possibilité à ces communautés de retenir et de recycler leurs nutriments au sein de leur microenvironnement benthique. Un autre aspect des tapis microbiens polaires sur lequel je me suis penché lors de ce doctorat, concerne la propension des membres peuplant ce type d'écosystème à s'acclimater à un large panel de stress découlant de la nature extrême de leur habitat. La présence de divers procédés métaboliques d'adaptation au froid et à d'autres stress a été observée à partir de l'analyse du métagénome des ces communautés arctiques et antarctiques, en concordance avec les différents niveaux de représentation des principaux groupes bactériens. Cette thèse démontre à quel point le recours aux disciplines « méta-omiques », peut nous amener vers une meilleure compréhension de l'écologie microbienne, et comment l'émergence de ces technologies a permis d'aborder différemment des thèmes aussi fondamentaux que celui de la biogéographie des microorganismes.
Over the last few years, metagenomics and next generation sequencing (NGS) have been revolutionizing the field of microbial ecology leading to a greater understanding of the structure and functions of the microbial communities in the biosphere. The work presented here applies these new technologies to study polar microbial mats, which are poorly-characterized ecosystems. Metagenomic analyses of distinct polar microbial mats provided an opportunity to, firstly obtain a general description of microbial community composition and metabolic activity, and subsequently, to more thoroughly study two specific metabolic processes. We hypothesized that microbial mats are nutrient-replete despite the oligotrophic conditions of the surrounding waters due to strong nutrient recycling within the polar microbial mats. Analyses of metagenomic profiles derived from arctic microbial mats revealed that several groups of genes involved in scavenging mechanisms provide these communities with the capacity to retain and recycle nutrients within the shallow benthic microenvironment. Another aspect of polar microbial mats which was examined during this PhD, addresses the ability of organisms in the mat to thrive despite varied environmental stresses. The presence of different metabolic processes involved in cold adaptation and other stresses was detected from metagenomic analyses of Arctic and Antarctic communities that were consistently proportional to their representation within major bacterial groups. This thesis demonstrates how metagenomics and associated « meta-omics » approaches can be informative to improve global comprehension of microbial ecology, and how the emergence of these disciplines enables us to tackle fundamental questions such as biogeography of microorganisms with a new vision.

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Fourçans, Aude. "Dynamique des communautés bactériennes de tapis microbiens soumis aux stress environnementaux". Pau, 2004. http://www.theses.fr/2004PAUU3007.

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Cette thèse porte sur l'étude de la dynamique des communautés bactériennes de tapis microbiens afin de comprendre leurs mécanismes d'adaptation face aux stress environnementaux. La biodiversité bactérienne a été analysée par T-RFLP, approche moléculaire d'écologie microbienne. Ce travail a porté, premièrement, sur la description de deux tapis microbiens photosynthétiques de salinité distinctes, marin (Iles Orcades), et hypersalé (Marais salants de Camargue). La distribution spatio-temporelle de communautés du tapis de Camargue pendant un cycle nycthéméral a ensuite été étudiée. Des comportements adaptatifs chez les bactéries phototrophes et sulfato-réductrices ont ainsi pu être révélés, dont la migration. Troisièmement, l'analyse de l'impact d'hydrocarbures sur les tapis de Guérande et de Camargue a finalement montré une réelle influence, montrant le développement successif de communautés ayant des capacités d'adaptation aux d'hydrocarbures
This thesis relates to the study of the bacterial communities dynamics of microbial mats in order to understand their adaptive mechanisms face to environmental stresses. The bacterial biodiversity was analyzed by T-RFLP, molecular approach of microbial ecology. This work concerned, firstly, the description of two photosynthetic microbial mats of distinct salinity, marine (Orkneys Islands), and hypersaline (Camargue Salterns). The spatio-temporal distribution of communities in Camargue mat during a nycthemeral cycle was then studied. Adaptive behaviors in phototrophic and sulfate-reducing bacteria could be revealed, of which migration. Thirdly, the analysis of the hydrocarbon impact on the Guérande and Camargue mats finally showed a real influence, with the successive development of communities having capacities of adaptation to hydrocarbons

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Jacobs, Albert. "Transport bactérien en milieu poreux : expérimentations et modélisation : migration de bactéries issues de boues de STEP". Avignon, 2007. http://www.theses.fr/2007AVIG0610.

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L’étude du transport bactérien en milieux poreux est un enjeu important pour la protection des nappes phréatiques contre des contaminations microbiologiques. La pratique d’épandage des effluents des stations d’épuration est une source de bactéries pathogènes dont le déplacement dans le sol constitue un risque pour la santé publique. Le transport d’une bactérie dans un milieu poreux résulte d’une compétition entre processus de déplacement, d’adhésion et de blocage. Des expériences avec une large gamme de bactéries aux propriétés de surface différentes (composantes de la tension de surface et charges) ont été réalisées pour essayer de relier ces propriétés à leur rétention en milieu poreux. Les résultats montrent que les cinétiques de rétention sont corrélées aux interactions électrostatiques mais qu’il ne semble pas y avoir de corrélation entre l’énergie libre totale d’interaction et la quantité de bactéries retenues. L’observation in situ par microscopie confocale du déplacement de cellules d’Escherichia coli a mis en évidence le coinçage des cellules bactériennes par des rugosités de surface et les zones de contact entre grains d’un milieu poreux. Ces résultats confirment l’existence de possibilités de rétention en milieux poreux même en présence de conditions défavorables (énergie libre totale d’interaction positive). Des expériences de transport avec Escherichia coli conduites dans des milieux poreux se différentiant par leur porosité et physico-chimie ont été utilisées pour évaluer le poids respectif des phénomènes de transport et d’adhésion dans la migration de cellules et pour tester un modèle de transport. La restitution des courbes d’élution observées a requis la prise en compte de deux types de détachements des cellules retenues. Les cellules retenues par les interactions de faibles intensités (Lifshitz-van der Waals) peuvent se décrocher sous l’effet des forces hydrodynamiques ou par des répulsions électrostatiques dont la portée et l’intensité augmentent lorsque la force ionique de la solution diminue. Les cellules fortement retenues peuvent aussi se détacher mais à un rythme lent et donnent lieu à de longues traînées. Les résultats ont montré que dans les milieux homogènes le transport bactérien est principalement gouverné par les interactions électrostatiques, alors que dans des milieux présentant une porosité plus compliquée, le transport est moins dépendant des interactions électrostatiques, voire très peu influencé par celles-ci. L’étude du transport, dans un sable et dans un sol, d’une communauté bactérienne issue d’une boue de station d’épuration a montré les points suivants : i/ une forte réduction de la diversité microbienne et de la concentration bactérienne ; ii/ parmi les espèces transportées se trouvaient des coliformes fécaux ; iii/ les bactéries ayant traversé les colonnes sont chargées négativement. Ces résultats confirment le rôle important des interactions électrostatiques sur la migration de bactéries en milieux poreux
The study of bacterial transport in porous media is an important stake for the protection of ground water resources against microbial contaminations. Disposal of waste water plants effluents is an important source of pathogenic bacteria in the environment whose displacement in the ground may cause health concerns. The transport of a bacterium in a porous matrix is subjected to a competition between displacement, adhesion and blocking processes. Experiences with a broad range of bacteria with variable cellular surface properties revealed that the transport and adhesion behaviour is not identical for all the strains but depended on their respective hydrophobic and electrophoretic cell characteristics. Bacterial adhesion in porous media prevents their transport but is not an irreversible phenomenon. A model of bacterial transport in porous media able to reproduce correctly the experimental observations required to take into account two types of cell detachments: slow and fast. The cells retained by weak interactions (Lifshitz-van der Waals) can be detached by hydrodynamic forces or electrostatic repulsions whose range and intensity increase when the ionic force of a solution decreases. These results showed also that bacterial transport relied heavily on electrostatic interactions. Transport conditions are enhanced by higher electrostatic repulsions between cells and solid surface. In situ observations of Escherichia coli cells moving through pores highlighted the wedging of the bacterial cells by surface roughness and at zones of contact between porous media grains. In homogeneous mediums such as sand bacterial transport is mainly controlled by electrostatic interactions. However in heterogeneous mediums such as a soil hydrodynamics and porosity are more important. In particular for unsaturated soils where filtration of cells by small pores considerably reduces bacterial transport. The study of the fate in sand and soil media of bacterial communities from waste water plant sludge showed that faecal coliforms were among the species able to be transported. The results of this study made it possible to define safety rules related to waste water plants effluents spreading practices

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Ragon, Marie. "Diversité et processus de colonisation microbienne sur des substrats minéraux". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00636619.

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Mes travaux de recherche ont eu pour but d'analyser la diversité des microorganismes des trois domaines du vivant présents dans des biofilms phototrophes exposés à l'air, se développant sur des substrats minéraux divers, afin d'essayer, d'une part, de répondre à des questions de diversité et de biogéographie et, d'autre part, d'étudier le processus de colonisation par le biais d'expériences d'exposition contrôlées.J'ai ainsi caractérisé, essentiellement par des approches moléculaires basées sur l'analyse des banques des gènes d'ARNr de la petite sous-unité (SSU rDNAs) et sur des analyses d'empreintes communautaires, la diversité microbienne (procaryote et eucaryote) formant des biofilms matures (exposés depuis plusieurs années) dans plusieurs sites géographiques en Irlande du Nord, en France et en Ukraine, dans la région de Chernobyl. Dans ces biofilms soumis à forte pression sélective, nous avons mis en évidence beaucoup de microorganismes hétérotrophes et phototrophes, mais avec une diversité relativement restreinte en comparaison à d'autres milieux comme les sols ou les systèmes aquatiques. Les archées étaient absentes. Les conditions environnementales auxquelles ce type de biofilm est constamment exposé comme l'irradiation, la dessiccation et la limitation des nutriments sélectionnent des microorganismes qui développent des stratégies pour s'adapter comme, entre autres, la production de pigments. Ce sont des microorganismes fréquemment retrouvés dans des milieux désertiques extrêmes et résistants aussi aux radiations ionisantes qui ont ainsi été identifiés, notamment des Deinococcales et des Actinobacteria, ou encore des champignons ascomycètes (Ascomycota). Parmi les organismes phototrophes, nous avons dénombré des Cyanobacteria, des algues vertes (Chlorophyta) et des Streptophyta. Nous avons mis en évidence que les facteurs environnementaux influencent la composition des biofilms. Toutefois, tandis que la composition de la communauté bactérienne est fortement dépendante de la nature du substrat ou elle se développe, la composition des communautés microbiennes eucaryotes dépend de la distance géographique. Nous avons également mené des expériences de colonisation en exposant un même substrat minéral dans trois sites géographiques en Irlande du Nord et en France. L'analyse de la diversité microbienne lors du processus de colonisation a révélé des changements importants dans la composition des communautés, que ce soit pour les procaryotes ou pour les eucaryotes avec, cependant, des comportements différents de ces deux groupes de microorganismes. Dans le cas des bactéries, on observe une transition des Gammaproteobacteria, qui dominent les temps 0-6 mois et qui correspondent vraisemblablement aux cellules inactives en dispersion, vers des Betaproteobacteria, Bacteroidetes, Alphaproteobacteria et Actinobacteria dans des phases successives de formation du biofilm. Par contre, dès leur détection sur le substrat minéral, les eucaryotes sont massivement dominés par des champignons ascomycètes et basidiomycètes, des algues vertes ainsi que d'autres composantes minoritaires comme des ciliés, étant détectées dans des stades plus tardifs. Nos résultats montrent que les organismes hétérotrophes sont pionniers dans la formation de ces biofilms, ce qui permet d'émettre l'hypothèse qu'ils facilitent l'installation des cyanobactéries et surtout des algues vertes. Ils montrent aussi que le processus d'assemblage des communautés bactériennes dépend du temps de colonisation, alors que le site géographique détermine celui des microorganismes eucaryotes. Ces différences majeures de comportement pourraient être expliquées par des modes de vie différents entre les organismes de ces deux grands groupes.

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Fontaine, Laurent. "Altération microbienne de l'apatite et de l'orthoclase chez les Pinaceae". Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26697.

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Dans la forêt boréale, l'activité des microorganismes de la mycorhizosphère peut jouer un rôle important dans la nutrition des plantes et dans le développement de l'écosystème et des cycles biogéochimiques par l'altération des minéraux. Dans la présente étude, quelques champignons ectomycorhiziens (ECM) communément associés aux Pinacées ont été mis à l’épreuve en conditions in vitro pour démontrer leur capacité à dissoudre la fluorapatite, un phosphate de calcium, et l’orthoclase, un feldspath potassique. Ces minéraux ont été dissouts par les souches ECM sélectionnées et certaines ont montré une croissance significativement plus grande par rapport aux témoins sans phosphore ou potassium lorsque ces nutriments étaient disponibles sous forme de minerai. La présence de bactéries solubilisatrices de minéraux phosphatés (BSP) a été confirmée dans la mycorhizosphère de Picea glauca. Quatre cent cinquante-cinq souches solubilisant le phosphate tricalcique ont été isolées d’ectomycorhizes de l’ascomycète ECM Wilcoxina sp., lequel dominait la communauté ECM d’un peuplement de P. glauca. Parmi ces centaines d’isolats, vingt-sept d’entre eux étaient aptes à dissoudre la fluorapatite. Des études ultrastructurales ont montré la capacité de ces bactéries BSP à dissoudre complètement des cristaux de fluorapatite en moins d’une journée. Ces mêmes bactéries BSP s’associent avec le champignon ECM Laccaria bicolor en conditions oligotrophiques. Les colonies de BSP présentaient un diamètre significativement plus élevé lorsque le basidiomycète ECM L. bicolor était contraint d’alimenter les bactéries pour obtenir son phosphore d’une source insoluble. Ces résultats supportent le modèle de l’association tripartite «plante-champignon-bactérie» qui expliquerait la mise en disponibilité des nutriments à partir du sol minéral en forêt boréale.
In boreal forests, mycorrhizospheric microorganisms can play an important role in plant nutrition, ecosystem development and biogeochemical cycles through mineral weathering. In this study, a few ectomycorrhizal (ECM) fungal species commonly found in association with Pinaceae were tested in vitro for their ability to weather fluorapatite, a calcium phosphate, and orthoclase, a potassium feldspar. These minerals were dissolved by the selected ECM strains and some of them produced significantly greater biomasses when supplied with the above-mentioned minerals as opposed to controls lacking phosphorus or potassium. The presence of phosphate solubilising bacteria (PSB) has been confirmed in the mycorrhizosphere of Picea glauca. Four hundred fifty-five strains solubilising tricalcium phosphate were isolated from the ECM Ascomycete Wilcoxina sp., which dominated the ECM community of a P. glauca stand. Among these isolates, twenty-seven dissolved fluorapatite. Ultrastructural studies revealed the ability of the PSB to completely dissolve fluorapatite crystals within a day. The same bacteria associated with the ECM fungus Laccaria bicolor in oligotrophic conditions. The PSB colonies displayed significantly greater diameters when the Basidiomycete L. bicolor was forced to sustain their growth in order to obtain phosphorus from an insoluble source. These results support the model of tripartite association among trees, ECM fungi and bacteria which seeks to explain the mobilization of nutrients from mineral soil in boreal forests.

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Espinasse, Vincent. "Compréhension des mécanismes de l’inactivation microbienne sous hautes pressions gazeuses". Dijon, 2008. http://www.theses.fr/2008DIJOS018.

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Ce travail est axé sur la compréhension des effets des gaz sous pression sur la survie microbienne en fonction du niveau d’hydratation des micro-organismes. Cette étude a été menée sur deux levures – Saccharomyces cerevisiae et Candida edax – et sur une bactérie sous forme sporulée, Bacillus subtilis. Une phase préliminaire de développement a permis de mettre en place des enceintes Haute Pression compactes permettant de traiter les micro-organismes en milieux gazeux sous pression sur des longs temps de maintien, jusqu’à plusieurs mois. Une première partie a consisté à comparer les effets d’une pression isostatique transmise par un liquide ou par l’azote sur la viabilité microbienne. Lorsque les micro-organismes sont placés à de forts niveaux d’hydratation, l’inactivation est liée à la compression cellulaire et la présence d’azote n’a pas d’effet spécifique sur la viabilité. Aux faibles niveaux d’hydratation, la viabilité des micro-organismes n’est pas affectée par une pression transmise par un liquide. Au contraire, l’azote sous pression présente un effet spécifique et original, qui conduit à l’inactivation des micro-organismes faiblement hydratés. L’étude s’est ensuite focalisée sur la caractérisation de cet effet spécifique et a montré que les phénomènes de sorption et de désorption des gaz dans les micro-organismes permettent d’expliquer les inactivations observées. Les techniques d’investigation utilisées (microscopie électronique, microscopie et spectroscopie de fluorescence…) ont permis d’identifier certains des mécanismes liés à la mort microbienne en milieux gazeux sous pression. Une explication intégrant l’ensemble de ces éléments est enfin proposée et discutée
The effects of high gas pressure on the survival of microorganisms were here investigated at different hydration levels. A preliminary step was dedicated to the development of compact high-pressure cylinders to perform high-pressure treatments in gaseous media over long periods, up to several months. In a first section, the influence of both liquid and nitrogen pressures on microbial viability were compared. At high hydration levels, the presence of nitrogen had no specific effect on viability and the observed inactivation was induced by cell compression. At low hydration levels, liquid pressure did not affect microbial viability. On the contrary, pressurised nitrogen induced cell inactivation due to gas sorption and desorption phenomena. We then focused on this specific effect and identified some of the mechanisms leading to cell death by employing different methods (scanning electron microscopy, fluorescence techniques…. ). Finally, an explanation is developed and discussed

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André, Stéphane. "Caractérisation et écologie microbienne de lignes de production de conserves". Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS047/document.

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Si les flores contaminantes représentent la plupart du temps, dans les conserves, un risque industriel aujourd'hui maitrisé, la flore d'altération, de par sa résistance importante à la température, continue à constituer une cause de pertes économiques majeures. Pourtant cette dernière restait cependant peu caractérisée. En s'appuyant sur les travaux réalisés ces dernières années au sein de l'unité de microbiologie EMaiRIT'S du CTCPA (unité d'Expertise dans la Maitrise du Risque Industriel en Thermorésistants Sporulés du Centre Technique de la Conservation des Produits Agricoles), les principaux objectifs de cette thèse ont été (i) d'identifier et caractériser, en vue de sa maitrise ultérieure, la flore d'altération sporulante (ii) d'identifier l'origine de ces flores dans les conserveries et enfin (iii) de déterminer des moyens de maitrise.Pour cela, un état des lieux des bactéries sporulées d'altération des conserves a été effectué avec la collaboration de 122 conserveries sur plus de 10 ans en France. Cette caractérisation des espèces altérantes a permis l'élaboration d'un outil de biologie moléculaire (SporeTraQTM) afin d'identifier rapidement ces germes ou de pouvoir les détecter au sein d'une population complexe. En parallèle, l'amélioration de la connaissance de la thermorésistance de ces espèces, principale caractéristique de la flore sporulante, a été menée. A ce paramètre, il a été associé une relation avec la chimio résistance des spores. Identifiée, nous avons cherché à localiser cette flore d'altération au sein des usines à l'aide de plusieurs campagnes de prélèvements sur différents légumes. Au final, la flore spécifique du procédé de fabrication des conserves a été identifiée, caractérisée et localisée en vue d'améliorer la maitrise du risque microbien soit par une maitrise des contaminations et/ou un nettoyage plus performant (localisation au niveau d'étapes unitaires, efficacité de molécules sporicides) soir par un barème optimisé (en relation avec la thermorésistance). De plus, ce travail a été conduit au sein d'une approche bénéfice/risque représentant le futur de l'évolution des procédés agro-alimentaires associant amélioration de la qualité nutritionnelle et maintien de la maitrise sanitaire. Cette thèse s'appuie sur 5 publications de rang A
Microbial contaminants of safety concern represent most of time, in canned food, an industrial risk which is well mastered. However, the spoilage flora, due to its high heat resistance, is responsible for major economic losses. Nevertheless, these bacteria remained poorly characterized. Based on the works realized during last 10 years within the EMaiRIT'S unit of microbiology of the CTCPA (expertise unit of the French Technical Center of the Preservation of Food, focused on Management of Industrial Risk liked to Heat Resistant Spores), the main objective of this thesis were: i) to identify and to characterize, with the aim of its later control, the spoilage spore forming bacteria florae ii) to identify the origin of these florae in canning factories and finally iii) to determine ways of control.For that purpose, a current inventory of spore forming bacteria in spoiled canned food was made with the cooperation of 122 canning factories over more than 10 years in France. This characterization of the spoilage species allowed the elaboration of a molecular biology tool (SporeTraQTM) for quick identification of these germs or their detection within a complex population. In parallel, the improvement of the knowledge about the heat resistance of these species, main characteristic of the spores, was led. In addition, the chemical resistance of spores was investigated. When identified, we tried to localize these spores on canning factories lines, with several sampling plans, on various vegetables. At the end, the specific spore forming bacteria related to the industrial canning process was identified, characterized and localized, allowing to improve the microbial risk control either by a more efficient cleaning, and through optimized process schedules. Furthermore, this work was driven within a benefic / risk approach representing the future of the food-processing evolution with improvement of the nutritional quality and the preservation of the sanitary control.This thesis leans on 5 publications of rank A

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Gaüzere, Carole. "Caractérisation de la diversité microbienne de l’air des espaces clos". Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20009/document.

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L'occupation quasi constante des environnements intérieurs (en moyenne 90% du temps), expose en permanence les occupants à une large variété de microorganismes présents dans l'air de ces espaces. En raison de difficultés technologiques liées à la collecte et à l'analyse, ce domaine scientifique reste pourtant quasiment vierge et ce, malgré les retombées possibles dans le domaine de la santé. Le manque est particulièrement marqué, en ce qui concerne l'exposition des individus aux aérosols microbiens et plus globalement la gestion sanitaire de la qualité de l'air des espaces clos. Cette étude a pour objectif la caractérisation de la diversité microbienne de l'air de différents espaces clos collectifs par une approche qualitative et quantitative. L'ensemble de l'étude a porté sur des environnements sensibles d'un point de vue des occupants (Hôpital), de la densité de fréquentation (Le Musée du Louvre) ou d'un temps d'exposition prolongé (Bureau).L'originalité de cette thèse a résidé dans l'association d'une stratégie d'échantillonnage représentative des environnements étudiés et d'outils analytiques pertinents permettant d'étudier la microflore de l'air indépendamment de la cultivabilité des micro-organismes. Pour la première fois, un séquençage haut débit (pyroséquençage 454) a été appliqué à des échantillons d'air intérieur permettant d'accéder à une diversité microbienne rare comme le sont les espèces pathogènes. Les résultats montrent une diversité microbienne plus riche que celle habituellement observée par des méthodes culturales. Plusieurs micro-organismes impliqués dans des problématiques sanitaires ont été retrouvés (Borrelia spp., Burkholderia spp., Legionella spp., Neisseria spp. et Mycobacterium spp.). Les résultats mettent en évidence une stabilité à la fois spatiale et temporelle pour les bactéries retrouvées dans l'air intérieur. Cette stabilité est à la fois qualitative (structure des communautés microbiennes) et quantitative (abondance des microorganismes). La forte présence de séquences d'origine humaine permet de considérer l'Homme comme le principal élément orientant la microflore bactérienne de l'air intérieur. Des « cores species » signant l'air intérieur anthropisé ont pu être identifiées
The constant occupation of indoor environments (average 90% of the time), constantly confront the occupants to a wide variety of microorganisms from the air of these spaces. Due to technological difficulties related to the collection and the analysis of airborne microorganisms, this field of study remains scanty, despite the potential health impact. The lack is particularly pronounced in terms of understanding of the risks of contamination of people by bioaerosols and overall health management of air quality of confined spaces.This study aims to characterize dynamics of the microbial diversity of different indoor environments. The entire study involved representative environments (hospital, office and museum).The originality of this thesis is the combination of a representative sampling strategy on environments studied and of analytical tools relevant to study the microflora of the indoor air regardless of the culturability of microorganisms.. For the first time, a high throughput sequencing (454 pyrosequencing) was applied to samples of indoor air in order to assess microbial diversity and pathogenic species..Several microorganisms implicated in health problems were found (Borrelia spp., Burkholderia spp. ,Legionella spp., Neisseria spp. and Mycobacterium spp.).The results give a different and more varied qualitative picture than that usually observed by cultural methods. The results show a stability of both spatial and temporal microflora of indoor air. This stability is both qualitative (microbial community structure) and quantitative (abundance of microorganisms). Man can be considered as the main factor driving the indoor air microflora due to the strong presence of sequences of human origin.'Cores species' signing the antropogenic indoor air were identified

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Gaboyer, Frédéric. "Potentiels physiologiques et métaboliques de communautés microbiennes de sédiments de subsurface : approches culturale, génomique et métagénomique". Thesis, Brest, 2014. http://www.theses.fr/2014BRES0082/document.

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Les communautés microbiennes de sédiments de subsurface ont été décrites jusqu’à 1922 mbsf (meters below the seafloor) et pourraient représenter 0,6% de la biomasse totale. Largement incultivées, ces communautés comprennent des groupes endémiques aux environnements de subsurface et des généralistes retrouvés dans des environnements contrastés, appartenant aux 3 domaines du vivant (Bacteria, Eukarya and Archaea). Bien que jouant un rôle majeur dans les grands cycles géochimiques, l’écologie microbienne des sédiments de subsurface reste peu connue. Les conditions hostiles de ces sédiments contrastent avec la présence d’activité et de viabilité microbiennes. Dans ce contexte, de nombreuses questions sur les modes de vie et les métabolismes des microorganismes enfouis demeurent. L’objectif de cette thèse était de mieux comprendre quelles stratégies adaptatives pouvaient être mises en place par les communautés microbiennes de subsurface et de caractériser leur potentiel physiologique. Pour cela, 3 approches ont été utilisées.(1) Une approche culturale a permis de décrire 2 nouvelles espèces bactériennes sédimentaires (Halomonas lionensis, ungénéraliste versatile, et Phaeobacter leonis, une bactérie marine typique). L’étude de la résistance aux conditions de subsurface de ces deux espèces et de la bactérie Sunxiuqinia faeciviva, isolée à 247 mbsf, a ensuite été étudiée. (2) Par une étude de génomique comparée et structurale, la plasticité physiologique de H. lionensis a été analysée. (3) Enfin, le potentiel fonctionnel de communautés microbiennes enfouies à 31 et 136 mbsf dans le bassin de Canterbury a été étudié, en analysant les 2métagénomes correspondants. Les résultats culturaux et génomiques montrent que H. lionensis et S. faeciviva résistent mieux aux stress de subsurface que P. leonis et, dans le cas de H. lionensis, ceci impliquerait des propriétés physiologiques variées pouvant expliquer le succès écologique du genre Halomonas. Les données de métagénomique indiquent que les diversités phylogénétique et fonctionnelle de subsurface du bassin de Canterbury sont distinctes de celles d’environnements de surface et suggèrent que des métabolismes comme la fermentation, la méthanogenèse ou la β-oxydation pourraient être importants. La présence de gènes d’importance écologique et évolutive a permis d’émettre des hypothèses sur les modes de vie de ces microorganismes et des évènements de recombinaison génomique de groupes toujours incultivés ont aussi pu être décrits
Microbial communities inhabiting marine subsurface sediments were described up to 1922 mbsf (meters below the sea floor) andcould represent 0.6% of the total biomass. This microbial diversity, remaining elusive to cultivation, comprises groups specific to subsurface environments and groups of generalists found in contrasted habitats, all belonging to the 3 domains of life (Bacteria,Eukarya and Archaea). Although playing a major role in global geochemical cycles, the microbial ecology of the subseafloor remains largely unknown. The hostile conditions of subsurface sediments contrast with the descriptions of microbial activity andviability in the subseafloor. In this context, many questions related to the microbial physiology and the lifestyles of buried communities remain to be answered. The objective of this thesis was to better understand which adaptive strategies could be deployed by subseafloor microbial communities and to characterize their physiological potential. In that aim, 3 approaches were used.(1) A cultural approach enabled describing 2 novel sedimentary bacterial species (Halomonas lionensis, a versatile generalist and Phaeobacter leonis a typical marine bacterium). The survival of these 2 species to subseafloor conditions and of the subsurface bacteria Sunxiuqinia faeciviva, isolated at 247 mbsf, was then studied. (2) Using a structural and comparative genomic approach, the physiological plasticity of H. lionensis was investigated. (3) Finally, the functional potential of the microbial communities buried at 31 and 136 mbsf in the Canterbury Basin was analyzed, by studying the 2 corresponding metagenomes. Cultural and genomics results showed that H. lionensis and S. faeciviva are more resistant to subsurface constrains than P. leonis and, in the case of H. lionensis, this may involve various physiological properties, maybe explaining thee cological success of the genus Halomonas. Metagenomic data showed that the functional and the phylogenetic diversity of the subseafloor are distinct from the ones from surface environments and highlighted the importance of metabolic pathways like fermentation, methanogenesis and β-oxidation. Genes of ecological and evolutionary interests enabled speculating about lifestyles of buried microorganisms and analyses of genomic fragments highlighted recombination events of still uncultivated microbial groups

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Plouchart, Diane. "Experimental coalescence of microbial communities in anaerobic digesters". Thesis, Montpellier, SupAgro, 2018. http://www.theses.fr/2018NSAM0009/document.

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La digestion anaérobie est un procédé biologique effectué par un réseau complexe et synergique de communautés microbiennes permettant la dégradation de matière organiques comme les déchets agricoles ou les effluents de station d’épuration en biogaz, un gaz valorisable en énergie. Les mécanismes influençant les communautés microbiennes au cœur de ce procédé mais aussi dans la nature restent incompris du fait de la faible compréhension de leur dynamique. Les objectifs de ce projet visent à donc développer un système de digestion anaérobie permettant de mieux comprendre la dynamique de l’assemblage des communautés microbiennes. Ainsi un nouveau procédé de réacteurs en continu dont les fonctions d’alimentation de soutirage et de dégazage sont automatisées a été développé. L’automatisation et le multiplexage des réacteurs permettent la manipulation de 30 réacteurs en continu en parallèle. Outre l’automatisation ce système, de nombreux paramètres sont flexibles comme le taux de charge (une fois par minute jusqu’à une condition batch), le volume de réacteur (50 à 200mL), la température (pièce – 55°C), mais aussi l’utilisation du système en aérobie ou l’implémentation d’autres outils comme des LEDs pour les cultures phototrophes. Capable de quantifier précisément la performance d’un écosystème méthanogène, ce système nous a permis de tester la structure et la performance d’écosystèmes méthanogènes mis en mélanges et testés de façon individuelle. En mélangeant des écosystèmes méthanogènes différents, la diversité des Archées a augmenté transitoirement. Une corrélation est d’ailleurs observée entre la diversité de ces communautés mélangées et leur performance méthanogène, seulement à même diversité les communautés individuelles ont un meilleur fonctionnement. L’assemblage de certaines communautés mélangées a pourtant permis une meilleure production de méthane que les communautés individuelles, ce qui suggère le développement d’interactions spécifiques de ces communautés. De façon nouvelle par rapport à la littérature, la majorité des communautés bactériennes individuelles sont retrouvées dans les communautés mélangées. Soit contrairement à l’idée d’une sélection d’une communauté plus adaptée ou plus fonctionnelle, ici la majorité des communautés se sont implantées. Ces expériences suggèrent qu’un paramètre tel que la fonctionnalité d’un bioprocédé peut-être amélioré par bioaugmentation
Anaerobic digestion is a biological process carried out by a complex and synergistic network of microbial communities allowing the degradation of organic matter such as agricultural waste or effluents from wastewater treatment plants, into biogas, a gas recoverable into energy. The mechanisms influencing microbial communities at the heart of this process but also in nature remain misunderstood because of a low understanding of their dynamics. The objectives of this project are therefore to develop an anaerobic digestion system to better understand the dynamics of microbial community assembly. Thus, a new continuous reactor process has been developed with automated feeding, biomass wasting and degassing functions. Automation and multiplexing of reactors allows for the continuous parallel manipulation of 30 reactors in parallel. In addition to the automation, many parameters are versatile, such as the substrate loading (once a minute up to batch conditions), the reactor volume (50 to 200 mL), the temperature (room to 55°C), but also the use of the aerobic system or the implementation of other tools such as LEDs for phototrophic cultures. Capable of accurately quantifying the performance of a methanogenic ecosystem, this system has enabled us to test the structure and the performance of five different methanogenic ecosystems that have been mixed and tested individually. By mixing different methanogenic ecosystems the Archaea diversity has increased transiently. Besides, a correlation is observed between the diversity of mixed communities and their methanogenic performance; yet the individual communities have a better functioning at the same level of diversity. Interestingly, the mixture of some communities has allowed for better methane production than individual communities, suggesting the development of specific interactions in these communities. In a novel way compared to the literature and that the majority of individual bacterial communities are found in mixed communities. Contrary to the idea of selecting a more adapted or functional community, here the majority of communities have settled. These experiments suggest that a parameter such as the functionality of a bioprocess can be improved by bioaugmentation

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Barbagallo, André Luiz. "Étude de la diversité microbienne sous gingivale chez des patients diabétiques". Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29151/29151.pdf.

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Notre objectif est d’étudier la façon dont le diabète affecte les interactions hôte-bactéries en mettant l'accent sur la diversité microbienne dans les poches parodontales profondes et peu profondes utilisant la technique d’analyse clonage du gène de l'ARNr 16S. Parmi les 1650 clonages en 12 patients sélectionnés pour l’étude, nous avons identifié plusieurs espèces bactériennes. En effet, dans les deux groupes, nous avons mis en évidence des espèces comme Tannerella forsythia, Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola et Fusobacterium nucleatum, avec peu de différence, sauf une prévalence accrue des bactéries considérées pathogènes par rapport du complexe de couleur décrit par Socransky.

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Taïb, Najwa. "Analyse de la diversité microbienne par séquençage massif : méthodes et applications". Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00926896.

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Les avancées des nouvelles techniques de séquençage (NGS) ont permis dans le cadre des études en écologie microbienne de passer de l'analyse de quelques centaines de séquences par étude à des centaines de millions de séquences. Cette différence quantitative des données produites a induit des différences qualitatives quant aux études réalisées. En effet, avec le changement du type de données, les approches classiques d'analyse ne peuvent être appliquées et il est devenu nécessaire de définir de nouvelles stratégies en tenant compte des contraintes que posent ces données. Alors qu'il était possible d'insérer classiquement quelques dizaines de séquences issues des techniques de première génération dans des phylogénies expertisées, le nombre de séquences généré aujourd'hui par les NGS à chaque expérience rend cette tâche irréalisable et nécessite la mise en place de nouvelles stratégies et l'utilisation d'outils adaptés. Par ailleurs, les outils disponibles d'analyse de la diversité microbienne adaptés aux amplicons de nouvelle génération, implémentent des approches probabilistes et/ou de recherche de similitude pour l'identification des séquences environnementales. L'approche phylogénétique quant à elle, bien qu'elle soit la plus robuste, n'est pas utilisée pour l'annotation taxonomique de ce type de données du fait de ses besoins en temps et en ressources de calcul. Au-delà de l'approche d'annotation taxonomique, les nouvelles techniques de séquençage posent également le problème de la qualité des séquences produites et son impact sur l'estimation de la diversité. Ainsi, ce travail de thèse avait pour objectif la définition d'une stratégie d'analyse bioinformatique de données de séquençage massif dans le contexte de l'étude de la diversité microbienne, en tenant compte des limitations imposées par les ressources informatiques actuelles (matérielles et logicielles) d'un côté, et de l'avantage des méthodes phylogénétiques par rapport aux autres approches d'annotation taxonomique. Ce travail a donné lieu au développement d'une chaîne de traitement proposant une série d'analyses allant des séquences brutes jusqu'à la visualisation des résultats, tout en replaçant les séquences environnementales dans un contexte évolutif. L'approche développée a été optimisée pour la gestion de gros volumes de données, et a été comparée en terme de précision d'affiliation aux autres approches communément utilisées en écologie microbienne. Les tests et simulations ont montré qu'à partir d'une taille d'amplicons de 400 pb, l'affiliation phylogénétique avait les meilleurs résultats mais aussi, que la qualité de cette affiliation différait selon la région hypervariable ciblée. La chaîne de traitements mise en place a ensuite été par implémentée dans un contexte de calcul à haute performance, notamment sur un cluster de calcul, pour proposer un service web dédié à l'analyse de la diversité microbienne.

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Almeida, Cournet Amandine de. "Etude de la catalyse microbienne de la réduction électrochimique du dioxygène". Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/958/.

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Les bactéries électroactives sont capables d'échanger directement des électrons avec une électrode et ainsi de générer du courant. Cette propriété mise en évidence au début des années 2000 est très intéressante pour la mise au point de piles à combustible microbiennes. De nombreuses études se consacrent au transfert d'électrons de la bactérie vers l'électrode (réaction anodique), mais très peu analysent le phénomène inverse (réaction cathodique). Les objectifs de ce travail ont été de rechercher cette capacité à catalyser une réaction cathodique, en l'occurrence la réduction du dioxygène, chez un grand nombre de bactéries, Gram - et Gram +, et d'étudier les mécanismes impliqués dans ce transfert d'électrons chez Pseudomonas aeruginosa. Nos résultats démontrent l'ubiquité du phénomène et suggèrent l'implication d'enzymes membranaires porphyriniques. La propriété mise en évidence dans ce travail pourrait être utilisée pour mettre en place un outil de détection d'adhésion de bactéries
Electroactive bacteria are able to directly exchange electrons with electrodes and thus produce current. This property was discovered in the early 2000s and is very interesting for microbial fuel cells applications. Many studies have been devoted to the analysis of electronic transfer from bacteria to electrodes (anodic reaction) but very few to the reverse phenomenon (cathodic reaction). The objectives of the present work were first to search for the capacity of catalyzing a cathodic reaction (oxygen reduction) among a wide range of bacteria including Gram - and Gram + and second to analyse the mechanisms involved in such a transfer of electrons using Pseudomonas aeruginosa. Our results show that this property is widespread among bacteria and suggest that membrane-bound enzymes with porphyrin active sites may be involved. Finally, this phenomenon could be used to design an interesting tool in the field of bacterial adhesion detection

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Dupont, Samuel. "Etude de la diversité microbienne associée à l'éponge carnivore Asbestopluma hypogea". Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066581.

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Parmi les 8500 espèces du phylum des Porifères, seules 119 éponges carnivores ont été à ce jour décrites au sein des trois familles Cladorhizidae, Esperiopsidae et Guitarridae, la plupart vivant dans les grands fonds. La découverte en 1996 de l’espèce Asbestopluma hypogea (Cladorhizidae) (Vacelet et Boury-Esnault, 1996) dans une grotte méditerranéenne à 17 mètres de profondeur au large de La Ciotat fut l’opportunité d’étudier cette minuscule éponge, capable de maintenir son cycle de vie en aquarium. Des observations par microscopie électronique à transmission des tissus d’A. Hypogea ont mis en évidence la présence de nombreux micro-organismes extracellulaires au sein du mésohyle et intracellulaires au sein de bactériocystes. Ces premiers résultats ont stimulé une étude pluridisciplinaire alliant la microbiologie, la métagénomique, la chimie et des observations microscopiques. Nous avons ainsi pu décrire pour la première fois la communauté microbienne associée à l’éponge carnivore Asbestopluma hypogea. Afin d’accéder à la diversité des procaryotes de A. Hypogea nous avons utilisé le pyroséquençage 454 de deux régions du gène de l’ARN ribosomal 16S. La comparaison de plusieurs spécimens d’éponge prélevés ou conservés en aquarium a révélé une stabilité du microbiome associé. Les résultats obtenus après analyse de 22961 séquences de haute qualité ont permis de mettre en évidence 20 phyla bactériens et deux phyla d’archées au sein des éponges analysées. L’analyse comparative des séquences obtenues à partir des éponges et celles de l’eau de mer a permis de confirmer la spécificité et la stabilité du microbiome associé à l’éponge A. Hypogea. L’analyse des résultats obtenus souligne également l’implication potentielle de ces micro-organismes dans les processus biologiques de l’éponge. Afin d’obtenir des données complémentaires à celles obtenues par métagénomique, nous avons mené l’étude du microbiome par une approche culture-dépendante. Plus de 67 isolats, obtenus en culture pure sur différents milieux ont été identifiés après analyse phylogénétique du gène codant l’ARN ribosomal 16S, comme appartenant aux Proteobacteria (62%), Firmicutes (27%), Bacteroidetes (7%) et Actinobacteria (4%). Aucune archée n’a pu être cultivée bien que leur présence ait été visualisée par CARD-FISH. L’évaluation des activités anti-microbienne, anti-oxydante et chitinolytique des isolats obtenus a conduit à la sélection de la souche Streptomyces sp. S1CA, qui possède ces trois types d’activité afin d’identifier les molécules impliquées. Des premiers travaux de chimie de cette souche ont été entrepris et ont conduit à l’isolement de trois composés, l’uridine, l’uracile et le p-tolyl 3-aminopropanoate. Ce dernier a présenté une activité anti-oxydante. Les molécules actives pourraient avoir un rôle écologique potentiel dans l’éponge qui reste à étudier
Among 8,500 species described belonging the Porifera phylum, sole 119 carnivorous sponges were described to date and were classified into the three families Cladorhizidae, Esperiopsidae and Guitarridae, most of them living in the deep-sea. The discovery in 1996 of the species Asbestopluma hypogea (Cladorhizidae) (Vacelet and Boury-Esnault, 1996) in the Mediterranean cave at 17 meters depth off the coast of La Ciotat (France) gave the great opportunity to study this rare species, which can be easily maintained its life cycle in an aquarium. Microscopic observations carried out by transmission electron microscopy highlighted the presence of numerous extracellular microorganisms within the mesohyl of A. Hypogea and enclosed in bacteriocyst cells. These first results stimulated a multidisciplinary study using microscopic, culture, molecular biology, metagenomic and chemical approaches. We were able to describe for the first time the microbial community associated with the carnivorous sponge A. Hypogea. In order to access to the total microbial diversity of A. Hypogea we have used the 454 pyrosequencing of two 16S rDNA gene regions. The comparison of several A. Hypogea specimens collected or maintained in aquaria revealed the stability of associated microbiome. More than 22,961 high quality sequences were obtained and allowed the identification of 20 bacterial phyla (50%) and two archaeal phyla (50%) within sponge tissues. Comparative analysis of sequences obtained from sponges and environmental confirmed the specificity and the stability of associated microbiome of the sponge A. Hypogea. Analysis of the results also highlight the potential involvement of these microorganisms in biological processes of the sponge. Aiming to obtained complementary data to those obtained by metagenomic, we conducted the study of microbiome by a culture-dependent approach in order to access the cultivable microflora. Overall, 67 isolates were obtained in pure culture using different culture media and identified by the phylogenetic analysis of their 16S rRNA gene into the phyla of Proteobacteria (62%), Firmicutes (27%), Bacteroidetes (7%) and Actinobacteria (4%). No archaeal strain could be cultivated although their presence was visualized by CARD-FISH. Evaluation of antimicrobial, antioxidant and chitinolytic activities of isolates led to the selection of the Streptomyces sp. S1CA revealing the three types of these bioactivities in order to identify molecules responsible. A bioguided chemical approach of this strain was carried out and led to the isolation of three compounds, uridine, uracil and the p-tolyl 3-aminopropanoate. This later exhibited an antioxidant activity. These bioactive molecules could have a potential ecological role within the sponge which remains to be studied

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Costa, Damien. "Analyse de l'écologie microbienne des conduites d'eau d'unités de soins dentaires". Thesis, Poitiers, 2015. http://www.theses.fr/2015POIT2303.

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Au cours des soins dentaires une production d’aérosols est engendrée lors de l’utilisation des pièces-à-mains. Par inhalation de ces aérosols ou projections d’eau, les patients et le personnel soignant peuvent être exposés à un risque infectieux selon la qualité microbiologique des lignes d’eau des unités de soins dentaires (LUSD). D’une part, la composition microbienne des LUSD a été étudiée. Pour cela, sept unités de soins dentaires (USD) ont été investiguées. Pour chaque USD, trois conditions d’eaux ont été analysées : l’eau alimentant les USD, l’eau en sortie d’USD après la stagnation d’eau du week-end et l’eau en sortie d’USD après une journée d’activité. D’autre part, une modélisation in vitro a été élaborée afin d’évaluer l’efficacité de différents traitements chimiques recommandés par les fournisseurs d’USD sur un biofilm polymicrobien. La population microbienne varie selon chaque USD et évolue au cours du trajet de l’eau au sein des USD. La contamination microbienne en sortie d’USD apparaît plus importante qu’en entrée d’USD. Parmi les genres microbiens présents en forte proportion dans les différentes conditions étudiées figurent: Candida, Halomonas, Propionibacterium, Mycobacterium, Stenotrophomonas, Pseudomonas, Legionella… Les traitements chimiques proposés par les fournisseurs d'USD présentent une efficacité variable. Le plus efficace parmi ceux testés semble être le calbenium©. De part la présence de genres microbiens potentiellement pathogènes pour l’homme et parfois en proportions importantes, un contrôle efficace de la qualité microbiologique de l’eau sortant des USD semble essentiel afin de limiter la survenue d’infections associées aux soins
During dental cares, handpieces’ use produces aerosols. Due to aerosol inhalation or splashed water, both patients and caregivers may be exposed to an infectious risk according to the microbiological quality of dental unit waterlines (DUWL). Firstly, the microbial composition of DUWL was studied. Seven dental units (DU) were investigated. For each DU, three water conditions were analyzed: the supplying water of dental units and output waters of dental units after inactivity or activity periods. In another part, a DU model was developed in order to evaluate the efficiency of chemical treatments recommended by manufacturers against a polymicrobial biofilm. Results showed that the microbial population changed according to DU and water’s route in DUWL. The microbial contamination appeared more important in output than in incoming water of DU. Candida, Halomonas, Propionibacterium, Mycobacterium, Stenotrophomonas, Pseudomonas and Legionella were among the most represented genera. Chemical agents recommended by DU manufacturers showed various efficacies. Calbenium® seemed to be the most effective. To conclude, due to the presence of potential pathogenic genera, sometimes in high proportion, an efficient control of the microbiological quality of DUWL seems essential to limit the occurrence of healthcare associated infections

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Kamili, Najia. "Suivi informatique de la contamination microbienne d'un service de réanimation chirugicale". Strasbourg 1, 1988. http://www.theses.fr/1988STR15020.

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Stigliano, Luca. "Signatures microscopiques comparées de l’altération microbienne et abiotique de la calcite". Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALU004.

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L'étude de la surface des minéraux altérés et, en particulier, leur topographie, joue un rôle fondamental dans la reconstitution des conditions environnementales passées et dans la détection de traces de vie dans l’enregistrement géologique, sur Terre et au-delà. En effet, on sait que la microtopographie de surface des minéraux altérés peut conserver des signatures caractéristiques des conditions dans lesquelles ont pu se dérouler leurs interactions avec des solutions aqueuses. Par exemple, les puits de corrosion figurent parmi les signatures admises des interactions entre un fluide aqueux fortement sous-saturé et une surface minérale. Toutefois, d'autres empreintes d'interactions fluides-minéraux restent à définir. Dans le même ordre d'idées, des empreintes microtopographiques spécifiques ont déjà interprétées comme résultant de l’interaction entre micro-organismes et surfaces minérales : en particulier, il a été suggéré que les puits et microcanaux ressemblant à des micro-organismes en termes de ‘taille, forme et distribution’ pouvaient constituer des biosignatures. Cependant, il a été démontré que des caractéristiques de surface qualitativement similaires peuvent également être reproduites par des processus purement abiotiques. Il apparait donc crucial de développer des critères plus univoques pour différencier les caractéristiques d'altération abiotiques et microbiennes. Dans le cadre de cette thèse, ces questions ont été abordées en combinant des approches expérimentales et de modélisation. Des expériences de dissolution de calcite ont été réalisées à divers états de saturation du fluide, à la fois dans des conditions abiotiques et avec un biofilm de cyanobactéries couvrant la surface de la calcite. Des analyses statistiques de la topographie de surface résultante, déterminée au cours du temps à l'aide d’un interféromètre à balayage vertical, ont ensuite été effectuées. Les résultats suggèrent que la rugosité de surface à l'état stationnaire résultant de la dissolution peut être utilisée comme un traceur caractéristique de l'état de saturation du fluide. Dans ce contexte, une modélisation stochastique de la dissolution de la calcite a permis de définir le temps de relaxation nécessaire pour que la microtopographie de surface passe d'une configuration d'équilibre à une autre, en réponse à un changement de composition de la solution. Les résultats suggèrent que la microtopographie des minéraux altérés dans le milieu naturel peut être représentative de la composition du dernier fluide en contact avec le minéral. En outre, les résultats expérimentaux ont montré que les caractérisations statistiques de la microtopographie de surface des minéraux altérés peuvent être utilisées pour détecter quantitativement – et donc de manière moins ambiguë - les empreintes de bio-altération. Plus précisément, dans des conditions loin de l'équilibre, la dissolution sous biofilm a conduit à la formation de régions surélevées de la surface de la calcite, mises en évidence par l’utilisation d’outils statistiques d’analyse de la rugosité tels que des variogrammes. Des simulations stochastiques à l'échelle atomique du processus de dissolution suggèrent que ces caractéristiques d’altération biotique résultaient d'une augmentation locale de l'état de saturation du fluide au contact du biofilm avec le minéral, entraînant une réduction localisée de la vitesse de dissolution. Dans l'ensemble, ce travail introduit des critères quantitatifs et mécanistes novateurs pour reconstituer les conditions environnementales passées et pour identifier des biosignatures dans l’enregistrement géologique, sur Terre et au-delà, de manière plus univoque et à l’aide d’outils non-destructifs
Studying the topography of altered rock surfaces represents a cornerstone for reconstructing past environmental conditions and for the identification of traces of life in the geological record, on Earth and beyond. Indeed, the surface microtopography of altered minerals has proven effective in retaining signatures of fluid-mineral interactions. For example, etch pits are among the commonly accepted signatures of interactions between a highly undersaturated aqueous fluid and a mineral surface. However, additional imprints of water-mineral interactions remain to be defined. On a similar note, weathering imprints supposedly left by microorganisms have been proposed as potential biosignatures. These include etching features and microchannels resembling microbes in ‘size, shape and distribution’. Neverthless, it has been shown that qualitatively similar surface features can also be reproduced through purely abiotic processes. Therefore, it becomes crucial to develop less ambiguous criteria to differentiate between abiotic and biotic weathering features. In this PhD thesis, these questions were addressed through a combination of experimental and modeling approaches. Calcite dissolution experiments were carried out at various saturation states, both under abiotic conditions and with a cyanobacteria biofilm covering the calcite surface. Time-resolved statistical analyses of the resulting surface topography acquired using vertical scanning interferometry were then conducted. The results suggested that the steady-state surface roughness resulting from dissolution can be used as a proxy to back-estimate the saturation state of the fluid. In this context, stochastic modeling of crystal dissolution helped defining the relaxation time that is required for the surface microtopography to switch from a given steady-state configuration to another, as a result of a change in the solution composition. This suggested that the microtopography of naturally weathered minerals may be representative of the fluid composition most recently visited. Furthermore, the experimental results showed that statistical characterizations of the surface microtopography of altered minerals can be used to quantitatively -thus less ambiguously- detect bio-weathering imprints. Specifically, at far-from-equilibrium conditions, biofilm-mediated dissolution led to the formation of high-elevation regions across the calcite surface, which could be quantitatively detected by semi-variogram analyses. Atomic-scale stochastic simulations of the dissolution process suggested that these bio-weathering features resulted from a local increase in fluid saturation state at the biofilm-mineral contact, leading to a localized reduction in dissolution rate. Altogether, this work provides novel, mechanistically-supported quantitative criteria that may help reconstruct past weathering conditions and identify mineral bio-weathering signatures in natural settings in a non-destructive and less ambiguous way

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Ramirez, Rivas Iván Dario. "Modélisation de la diversité microbienne dans les procédés de digestion anaérobie". Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20236.

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Le XXIème siècle sera pour l'Homme le siècle de grands enjeux environnementaux tels que l'amélioration de l'accès à une eau potable, la lutte contre le réchauffement climatique et le développement de nouvelles sources d'énergie afin de substituer les énergies fossiles. Une source d'énergie renouvelable très prometteuse est la production de biogaz à partir de déchets organiques. De plus, une étude technico-économique des filières de production de méthane et de biohydrogène a permis de démontrer les avantages d'un procédé en deux étapes (H2+CH4) comparé à un procédé classique en une étape (CH4). Cependant, la viabilité économique des unités de production de biogaz dépend fortement des encouragements réalisés par les pouvoirs politiques en faveur de cette nouvelle source d'énergie. Il est donc nécessaire d'élaborer des méthodes d'optimisation de la production de biogaz pour améliorer la viabilité économique de ces procédés. Le suivi et le contrôle avancé des procédés est une méthode capable d'optimiser les performances et donc le gain économique des unités de production. Cette technique nécessite de concevoir des modèles mathématiques appropriés, intégrant les processus biologiques présents au sein du réacteur. En effet, les études expérimentales ont montré que la structure et la diversité des communautés microbiennes peuvent influencer le fonctionnement du réacteur, mais elles peuvent aussi être influencées par les conditions opératoires du procédé. Ainsi, les modèles mathématiques doivent décrire de façon plus détaillée la biodiversité de ces systèmes afin de mieux représenter les phénomènes existants. Notre étude a permis de mettre en évidence ces relations à travers le modèle ADM1 modifié, qui est capable de décrire la diversité microbienne entre les micro-organismes d'un même groupe fonctionnel. Le modèle développé a été utilisé pour estimer la relation entre les performances du réacteur et la structure des communautés microbiennes dans différentes conditions : utilisation de différentes configurations de réacteurs, différents substrats d'alimentation, différentes charges d'alimentation, en fonctionnement normal et en présence de perturbations. Etant donné que les systèmes industriels sont bien souvent plus contrôlables que les écosystèmes grandeur nature, et parce que les parallèles entre les environnements industriels et les autres écosystèmes existent, nous démontrons dans ce travail qu'il est possible de les utiliser afin d'élucider certaines interrogations de l'écologie encore non résolues
This new century addresses several environmental challenges among which distribution of drinking water, global warming and availability of new in substitution of fossil fuels are of the most importance. Among other renewable sources, biogas production from wastes is particularly interesting. Moreover, a techno-economical comparison demonstrated the benefits of a two-step process (H2+CH4) compared to the classical one-step methane production. Economic evaluation of biogas plants has revealed that many plants can only survive economically if special incentives are applied. Nowadays, it is thus necessary to find ways to optimize the biogas production in order to make biogas plants economically viable with decreased or no subsidies. Optimization of the biogas process by advanced monitoring and control can undoubtedly lead to better economy. Such strategies require, in general, the development of appropriate mathematical models, which adequately represent the main biological processes that take place. Moreover, experimental evidence is available suggesting that the structure and properties of a microbial community may be influenced by process operation and on their turn also determine the reactor functioning. In order to adequately describe these phenomena, more detailed microbial diversity should be taken up in mathematical models. This was demonstrated in this work by extending the ADM1 model to describe microbial diversity between organisms of the same functional group. The developed model was further shown useful in assessing the relationship between reactor performance and microbial community structure in different conditions: difference in reactor configurations, influents and load regimes, both in normal and abnormal situations. As engineered systems are often more manageable than large-scale ecosystems, and because parallels between engineered environments and other ecosystems exist, we showed in this work that the former was used to elucidate some unresolved microbial ecological issues

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Philip, Léna. "Écologie microbienne associée à la biodégradabilité des plastiques en milieu marin". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS505.

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La lutte contre la pollution plastique est devenue une priorité afin de limiter les impacts déjà visibles sur les écosystèmes naturels. La production de plastiques dits biodégradables est aujourd’hui une composante de la stratégie globale envisagée par les états pour lutter contre cette pollution. Cependant, les tests normatifs (ISO, AFNOR, ASTM…) qui valident la biodégradabilité des plastiques en milieu aquatique ont été largement critiqués dans la littérature scientifique, notamment pour leur manque de représentativité du milieu naturel. L’objectif de cette thèse est de renforcer les connaissances sur la biodégradabilité des plastiques en milieu aquatique et de proposer des pistes d’amélioration des normes actuelles. Une attention particulière s’est portée sur les communautés microbiennes qui colonisent les plastiques en milieu naturel, la « plastisphère ». La première partie de cette thèse porte sur l’analyse des communautés bactériennes associées aux débris plastiques flottant le long du continuum fleuve-mer, grâce à une campagne d’échantillonnage de 8 mois réalisée le long de 9 grands fleuves européens (mission Tara Microplastiques, soutenue par la fondation Tara Océans). On estime en effet que 80% des déchets trouvés en mer proviennent du continent en transitant par les fleuves. Cependant, les études sur la plastisphère en eau douce sont encore peu nombreuses. L’étude taxonomique des communautés associées à ces débris flottants a permis de mettre en évidence des distinctions claires entre les plastisphères en eau douce et en mer, suggérant un faible transfert des communautés du fleuve vers la mer (y compris pathogènes). La deuxième partie de ce travail concerne les méthodes d’évaluation de la biodégradabilité des plastiques en milieu marin. La miniaturisation des tests nous a permis d’augmenter le nombre de conditions et de réplicas analysés pour tenir compte de l’effet du milieu utilisé (eau de mer naturelle ou artificielle), mais également de la diversité de l’inoculum bactérien (eau de mer naturelle ou biofilm bactérien naturel) et de sa concentration (104, 105, 106 cellules par mL) sur différents types de polymères (polyethylène-PE, polyhydroxyalcanoate-PHA et cellulose). L’évolution des activités bactériennes (respirométrie, production hétérotrophe bactérienne), des produits de biodégradation (oligomères) et des concentrations en sels nutritifs ont été analysés pendant 90 jours d’incubation. Ces expériences ont permis de mettre en évidence l’importance d’utiliser un inoculum présélectionné (biofilm mature qui se développe sur le polymère testé pendant au moins un mois) et de suivre les limitations possibles en éléments nutritifs (azote et phosphore) pour réaliser ces tests dans des conditions les plus proches possible du milieu naturel. La troisième partie de cette thèse est une application de la méthode miniaturisée à l’étude de la biodégradabilité de sept formes de PHA ayant des compositions chimiques et des propriétés physiques différentes. Nos tests indiquent que la biodégradabilité des PHA est étroitement liée à la présence de monomère d’acide hydroxybutyrate (HB), qui est à la fois le monomère le plus produit par les organismes qui synthétisent des PHA, mais aussi le plus ciblé par les enzymes des microorganismes responsables de leur dégradation. Ces travaux de thèse contribuent à une meilleure compréhension l’écologie microbienne associée à la biodégradabilité des plastiques en mer et ouvrent de nouvelles perspectives pour l’amélioration des méthodes utilisées dans les normes de biodégradation des plastiques dans l’environnement
Limiting plastic pollution has become a priority to limit already existing impacts on natural ecosystems. Manufacturing of so-called biodegradable plastics is part of the solutions willing to limit this pollution. However, standard methods (ISO, AFNOR, ASTM…) validating plastics biodegradability in aquatic environments have been highly criticized in the scientific literature, especially for their lack of relevance towards the natural environment. This thesis aims at strengthening the knowledge on plastic biodegradability in aquatic environments and proposing new insights for improving the current standard methods, while focusing on bacterial communities associated to these plastic debris in natural environment, referred to as the “plastisphere”. The first part of this work focuses on the microbial communities associated to floating plastic debris on the river-sea continuum, thanks to an 8-month campaign on 9 European rivers (the Tara Microplastic mission, supported by the Tara Oceans foundation). Indeed, it is estimated that 80% of plastic debris found at sea are land-based, arriving at sea through the rivers. The taxonomic study of plastic-associated communities showed a clear distinction between plastisphere from sea and riverine samples (included pathogens). The second part of this work focuses on protocols for the evaluation of plastic biodegradability at sea. A miniaturized experimental design allowed to generate numerous experimental conditions and replicates to test the influence of test medium (natural or synthetic sea water), but also the bacterial inoculum diversity (sea water or natural bacterial biofilm) and its concentration (104, 105 and 106 cells per mL) on different polymer types (polyethylene-PE, polyhydroxyalkanoates-PHA and cellulose). Bacterial activities (respirometry, heterotrophic bacterial production), biodegradation products (oligomers) and nutrients concentration were monitored during 90 days of incubation. These experiments highlighted the relevance of using a preselected inoculum (1-month mature biofilm grown on the tested polymer) and to follow the possible nutrients limitations (nitrogen and phosphorus) for biodegradability testing in conditions close to the natural conditions. The third part of this work is an application of the testing method for the study of the marine biodegradability of 7 formulas of PHA exhibiting various chemical compositions and physical properties. Our tests indicate that PHA biodegradability is tightly related to the presence of hydroxybutyric acid monomers, which is the most widespread PHA monomer and also the most targeted by microbial enzymes responsible of their biodegradation. This PhD work contributes to a better understanding of microbial ecology related to plastic biodegradability at sea and paves the way for improving the standard methods for testing of marine plastic biodegradability

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Faress, Shaker Al. "Mécanismes moléculaires de réassortiment génétique des virus influenza A humains : exemple des virus A H1N2". Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10125.

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Entre 1999 et 2004, des virus A H1N2 humains ont circulé partout dans le monde. Ces virus provenaient d’un réassortiment génétique au cours duquel le segment HA des virus A H1N1 avait été introduit dans le fond génétique des virus A H3N2. Durant ces quatre années, deux sous-types portant l’hémagglutinine H1 ont co-circulé dans le sud de la France: A H1N1 et A H1N2. Dès lors, l’antigénicité des H1 de ces deux sous-types pouvait évoluer de façon divergente ou homogène. Toutefois, un seul virus (A/Lyon/0838/2003) sur 24 A H1N2 détectés dans le sud de la France possédait une HA génétiquement proche de celles des virus A H1N1. Pour déterminer si A/Lyon/0838/2003 (H1N2) était un nouveau réassortant, nous avons comparé ses segments d’ARN avec ceux des cinq virus de sous-types A H1N1, A H1N2 et A H3N2 de l’hiver 2002-2003. Contrairement au segment N2 qui était génétiquement proche de ceux des virus A H1N2, les 7 autres segments provenaient des virus A H1N1. Cela a confirmé que A/Lyon/0838/2003 (H1N2) résultait d’un nouveau réassortiment génétique au cours duquel le segment NA des virus A H1N2 avait été introduit dans le fond génétique des virus A H1N1 durant l’hiver 2002-2003. Alors que les résultats d’alignement comparatif des extrémités 5’ et 3’ de chaque segment d’ARNv de la souche A/Lyon/0838/2003 (H1N2) avec celles des virus A H1N1 et A H1N2 n’ont pas permis de mettre en évidence de modifications majeures, nous avons réussi à reproduire in vitro des virus reassortants A H1N2 en culture cellulaire sur MDCK. Cette approche expérimentale a permis de confirmer la compatibilité entre l’hémagglutinine (HA) des virus A H1N1 et la neuraminidase (NA) des virus A H1N2 circulant au cours de l’hiver 2002-2003, et suggère que des phénomènes similaires puissent survenir de façon silencieuse entre les différents sous-types circulant chez l’homme
We have previously shown a clear differential genetic evolution of the hemagglutinin (HA) of human AH1N1 and AH1N2 viruses, isolated in southern France between 2001 and 2004. However, our analysis revealed that one single AH1N2 isolate, detected in 2003 (A/Lyon/0838/2003), had its HA clustering within the HAs of the AH1N1 subtypes. To determine if this virus was a new reassortant, the nucleotide sequences of its eight RNA gene segments were compared with those of five representative strains of the AH1N1, AH1N2 and AH3N2 viruses, isolated during the same time-period. According to the sequences obtained, the neuraminidase (NA) gene segment of the A/Lyon/0838/2003 (H1N2) virus was genetically closely related to those of the AH1N2 viruses, whereas the six internal genes appeared to be clustering with those of the AH1N1 viruses. This suggested that the A/Lyon/0838/2003 (H1N2) virus was the result of a second reassortment event that had occurred during the winter of 2002–2003; the N2 gene segment of an AH1N2 virus being introduced into an AH1N1 genetic background. Subsequently, we analysed the extremities of each gene segment of the viruses from the different subtypes, and experimentally reproduced, in vitro, AH1N2 reassortant viruses through co-infection of Madin–Darby canine kidney (MDCK) cells with both AH1N1 and AH1N2 viruses, isolated in the 2002–2003 influenza season. While the comparison of the AH1N1 and the AH1N2 gene segment extremities revealed no major differences, we successfully reproduced an AH1N2 reassortant virus similar to the A/Lyon/0838/2003 (H1N2) virus. This result provided an experimental evidence of the compatibility between their respective surface H1 and N2 glycoproteins, and suggests that similar events may occur silently amongst human subtypes

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Henry, Sonia. "Impact des exsudats racinaires sur l’activité, la densité et la diversité des communautés nitrate réductrice et dénitrifiante". Dijon, 2007. http://www.theses.fr/2007DIJOS078.

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La dénitrification est un processus respiratoire microbien au cours duquel les oxydes d’azote, nitrate et/ou nitrite sont réduits en gaz, NO, N2O ou N2. Ce processus est d'une importance fondamentale dans l'équilibre du cycle biogéochimique de l'azote car il est à l’origine du transfert de l'azote de la biosphère vers l'atmosphère. Cependant ce processus est également responsable d’e��missions de protoxyde d’azote ayant un rôle significatif dans l’accroissement de l’effet de serre et dans l’évolution de l’ozone stratosphérique. Les nitrate réducteurs et les dénitrifiants sont des micro-organismes majoritairement hétérotrophes ayant besoin de carbone organique pour se développer. Le carbone organique dans les sols provient principalement de la plante dont l’influence sur les activités nitrate réductase et dénitrifiante a été démontrée. Dans ce contexte et afin de mieux comprendre l’impact de la plante sur les communautés nitrate réductrice et dénitrifiante, l'objectif de cette thèse a été d'étudier l'effet du carbone exsudé par les racines sur l’activité, la diversité et la densité des communautés nitrate réductrice et dénitrifiante. Ces travaux ont été réalisés au travers de mesures d’activités ainsi que par des approches moléculaires permettant d’étudier les communautés nitrate réductrice et dénitrifiante en terme de densité et de diversité. Il apparaît que le carbone organique exsudé à partir des racines des plantes a un impact important sur l’activité mais un impact mineur sur la diversité et la densité. Le carbone stimule les activités enzymatique mais n’est pas suffisant pour structurer ou augmenter la taille des communautés nitrate réductrice et dénitrifiante
Denitrification is a microbial respiratory process during which nitrate and nitrite are reduced into gaz, NO, N2O or N2. This process is very important for the balance of the nitrogen biogeochemical cycle because it allows allowing the return of the fixed nitrogen from biological fixation and fertilizers to the atmosphere. This process is also responsible of N2O emissions, which have a significant role in the increase of greenhouse gases and in evolution of stratospheric ozone. Nitrate reducers and denitrifying are mainly heterotrophic micro-organisms heterotrophic that need organic carbon for their development. Organic carbon in soil comes mainly from the plant whose influence on nitrate reductase and denitrifying activities are known for a long time. In order to better understand the impact of the plant on nitrates reducing and denitrifying communities, the objective of this thesis was to study the effect of carbon exuded by the roots on activity, diversity and density of nitrate reducing and denitrifying communities. This work was completed through measurements of activities and by molecular approaches allowing studying density and diversity of these communities. Carbon had a significant impact on activity but a minor impact on diversity and density but stimulates the enzymatic activities might be not sufficient to structure or to increase the size of nitrates reducing and denitrifying communities

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Penny, Christian. "Réponses microbiennes au tetrachlorométhane (CCI4)". Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6100.

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Sire, Wilfried. "Machine d’Évolution microbienne : une technologie millifluidique pour diriger l’évolution de communautés de microorganismes". Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLS029.

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Les microorganismes sont au cœur de l’écologie Terrestre. Omniprésents, ils ont joué et jouent un rôle primordial dans l’évolution de la vie sur Terre. Assemblés sous forme de communautés, ils présentent des interactions bénéfiques et indispensables aux cycles biogéochimiques, à la bioremédiation, à la croissance et la protection des plantes, à notre santé et même à notre survie. Pourtant, les synergies que présentent ces communautés ne sont que peu étudiées, et restent inexploitées, essentiellement par manque d’une technologie appropriée. Cette thèse propose une nouvelle technologie, dite « Machine d’Évolution Microbienne » (MEM), utilisant la force motrice de l’évolution, la sélection naturelle, pour étudier l’écologie microbienne et en tirer profit. Ce travail de thèse a permis sa conception, son développement et la démonstration de son potentiel d'application. L’approche choisie, basée sur la millifluidique digitale, consiste à utiliser des gouttes millimétriques pour compartimenter et paralléliser la culture, la manipulation, l’analyse de centaines de communautés, et diriger leur évolution de manière automatisée. Son fonctionnement et son concept ont été validés par une première application biologique concrète illustrant le cas de l’acquisition d’une antibiorésistance chez des populations bactériennes d’Escherichia coli
Microorganisms are at the heart of Earth’s ecology. Omnipresent, they have been playing a fundamental role in the evolution of life on Earth. Assembled in the form of communities, they present beneficial interactions that are essential for biogeochemical cycles, bioremediation, plants growth and protection, our health and even our survival. However, the synergies that these communities present are not extensively studied, and remain untapped, largely owing to lack of an appropriate technology. This thesis proposes a new technology, called “Microbial Evolution Machine” (MEM), using the driving force of evolution, natural selection, to study microbial ecology and take benefit from it. This thesis work allowed its design, development and demonstration of its application potential. The chosen approach, based on digital millifluidics, consists of using millimeter-sized droplets to compartmentalize and parallelize the culture, manipulation, and analysis of hundreds of communities, and to direct their evolution in an automated way. Its functioning and concept have been validated by a first concrete biological application, which demonstrates an acquisition of antibiotic resistance in bacterial populations of Escherichia coli

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Delgoulet, Sébastien. "Facteurs de contrôle de l'activité et de la diversité du bactérioplancton dans des réservoirs de différents niveaux trophiques". Phd thesis, Clermont-Ferrand 2, 2007. http://www.theses.fr/2007CLF21733.

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Cette thèse avait pour but de déterminer les facteurs de contrôle du bactérioplancton suivant un gradient d'entrophisation. Dans une première étape des données de dynamiques saisonnières bactériennes, biologiques et physicochimiques ont été collectées. Puis, dans une seconde étape, l'impact des facteurs ascendants (ressources) et descendants (prédateurs) a été déterminé par des expériences in situ. La dynamique saisonnière bactérienne apparaît identique quel que soit le niveau trophique et les facteurs ascendants apparaissent prépondérants. Les expérimentations in situ ont montré que les dynamiques bactériennes sont fortement contrôlées par les ressources, même dans le milieu eutrophe. Alors que les prédateurs ont peu d'impact sur ces dynamiques. Les activités enzymatiques semblent dépendre plus des nutriments que de la diversité bactérienne. La prédation apparaît tel un contrôle de maintient de la diversité en limitant l'abondance des bactéries les plus compétitives

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Gravel, Valérie. "Lutte contre Pythium ultimum chez la tomate de serre : une approche microbienne". Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24523/24523.pdf.

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Fassih, Aicha. "Effet de l'addition de serum de luzerne sur l'activité microbienne du rumen". Rennes 1, 1990. http://www.theses.fr/1990REN1A003.

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Percoco, Giuseppe. "Biomolécules et immunité cutanée en lien avec l'écologie microbienne de la peau". Rouen, 2012. http://www.theses.fr/2012ROUES007.

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Interface entre l‟organisme et l‟environnement, la peau est le plus grand organe qui assure une fonction « barrière » vis-à-vis des stress biotiques ou abiotiques. Elle est constituée de trois couches cellulaires superposées: l‟hypoderme, le derme, et l‟épiderme. L’épiderme renferme également quatre couches cellulaires distinctes: la couche basale, la couche épineuse, la couche granuleuse et la couche cornée. Les kératinocytes issus de la couche basale, constituent le type cellulaire le plus abondant au sein de l‟épiderme. Dans ce projet, nous avons analysé l‟expression de nombreux gènes (gènes structuraux et gènes de défense) par PCR quantitative en temps réel, au sein des différentes couches épidermiques isolées d‟explant de peau humaine saine par microdissection laser (Laser Capture Microdissection, LCM). Nous avons ensuite évalué les effets de bactéries du microbiome cutané sur l‟expression de gènes de défense. La distribution des produits de ces gènes a également été examinée par une approche immunocytochimique. Les résultats majeurs obtenus sont décrits ci-après. 1) Nous avons optimisé le protocole de LCM pour isoler deux fractions épidermiques respectivement enrichies en kératinocytes de la couche basale et de la couche granuleuse (Percoco et al. , 2012. Experimental Dermatology 21, 531-534). Cet outil prometteur est maintenant aisément applicable à la recherche en Dermatologie. 2) Nous avons montré, que dans une peau humaine saine, les gènes responsables de l‟immunité innée, codant notamment pour les bêta-defensines humaines de type 2 et 3 (human beta-defensin, hBD), sont exprimés de façon différentielle au sein des couches épidermiques. 3) Nous avons observé que les trois bactéries Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus et Pseudomonas fluorescens sont capables de moduler positivement l‟expression des gènes codant pour des beta-defensines (hBD2 et hBD3) et des cytokines pro-inflammatoires (IL-1 alpha et bêta et IL-6). 4) En utilisant des anticorps spécifiques, nous avons localisé les produits de ces gènes dans les différentes couches épidermiques, à l‟échelle cellulaire par microscopie à épifluorescence, et à l‟échelle ultrastructurale par microscopie électronique à transmission (Percoco et al. , Soumis).

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Ramirez, Lopez Alberto. "Mise en évidence d'une attaque microbienne de dérivés de lignine en anaérobiose". Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10083.

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Etude de la biodégradation de lignines modifiées produites par les industries papetières (lignine kraft et lignine de paille de blé ou de peuplier traitées par la soude) par une culture mixte de microorganismes provenant d'un digesteur anaérobie. Etude des modifications structurales provoquées par les microorganismes et de l'adaptation de la culture microbienne à utiliser les lignines comme seule source de carbone

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