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En 2010, la coopérative de Cotapata en Bolivie était la première organisation minière artisanale à vendre de l’or « équitable » au niveau mondial, suivie dans le pays des coopératives « 15 de agosto » et de Yani. Dans les trois cas cependant, les mineurs décidèrent de ne pas maintenir la certification au bout de quelques années, dans un contexte de ruée vers l’or fortement critiqué pour ses pratiques de travail et ses conséquences environnementales. Après avoir décrit les difficultés de développement de cette certification, nous montrerons comment les institutions engagées dans l'approche de l'or responsable en Bolivie ont tenu compte de ces échecs pour réorienter leur cadre d’action plus directement vers la pénétration des « frontières » de l’activité minière artisanale aurifère en Bolivie, selon un modèle d’ « adaptabilité progressive » tenant compte des contextes miniers locaux. Ce cadre d’action vise davantage à formaliser les coopératives et à établir un travail d'éducation socio-environnementale avec les mineurs, à partir d’une approche plus horizontale permettant de rompre en partie les processus descendants (top-down) des certifications équitables. In 2010, the Cotapata cooperative in Bolivia was the first artisanal mining organisation to sell "fair trade" gold globally, followed in the country by the "15 de agosto" cooperative and Yani. In all three cases, however, the miners decided not to maintain the certification after a few years, in the context of a gold rush that was heavily criticised for its labour practices and environmental consequences. After describing the difficulties in developing this certification, we will show how the institutions involved in the responsible gold approach in Bolivia have taken account of these failures to reorient their framework of action more directly towards penetrating the 'frontiers' of artisanal gold mining in Bolivia, according to a model of 'progressive adaptability' that takes into account local mining contexts. This framework is aimed more at formalising cooperatives and establishing socio-environmental education work with miners, based on a more horizontal approach that partly breaks the top-down processes of fair-trade certification.

Les biofilms périphytiques, ou périphyton, sont des assemblages de microorganismes colonisant les surfaces d’une variété de substrats de la zone photique des habitats aquatiques. Retrouvés à la base des réseaux trophiques, ils présentent une grande importance écologique. Les microorganismes du périphyton sont maintenus les uns aux autres par une matrice extracellulaire composée de substances exopolymériques endogènes. Cette matrice permet la formation de microenvironnements aux propriétés physicochimiques distinctes du milieu extrapériphytique. En raison de la diversité microbienne qui les compose, de leur capacité à moduler l’environnement immédiat et leur propension à séquestrer puis à transformer les métaux, les biofilms périphytiques représentent des modèles de recherche des plus pertinents d’un point de vue biogéochimique. L’objectif général de la présente thèse est d’étudier le rôle des biofilms périphytiques, de leur matrice extracellulaire et de la matière organique qu’elle contient sur le cycle des métaux, plus particulièrement le mercure. Dans un premier temps, nous avons mené une étude sur la composition organique de la matrice extracellulaire du périphyton de lacs d’environnements non contaminés et sur la mobilité des métaux dans les différentes fractions de cette matrice. Nos résultats ont démontré que la matrice extracellulaire du périphyton était riche en matière organique fluorescente et nous y avons identifié deux composantes majeures d’origine périphytique. Nous avons observé une cooccurrence de certains métaux avec ces composantes dans les fractions mobiles et attachées de la matrice extracellulaire du périphyton. Nous avons constaté que l’une des composantes périphytiques entraînait une diminution des concentrations de métaux dans les cellules du périphyton, alors que l’autre était associée à des concentrations plus élevées de métaux essentiels. Notre étude a montré que la matière organique de la matrice extracellulaire joue un double rôle sur la mobilité des métaux et apporte un regard nouveau sur les mécanismes naturels de gestion des métaux du périphyton. Dans un deuxième temps, nous avons réalisé une étude de terrain dans une rivière altérée par des centrales hydroélectriques au fil de l’eau et par la création de milieux humides artificiels. Cette étude avait pour objectif de déterminer si le périphyton de ces habitats modifiés pouvait produire du méthylmercure. En combinant des mesures des taux de transformation in situ à des approches génomiques ciblant les gènes hgcAB, responsables de la méthylation du mercure, nous avons démontré que le périphyton des milieux artificiels avait la capacité de produire du méthylmercure. Nous avons mesuré des taux de méthylation positifs et nous avons détecté la présence du gène hgcA dans les communautés périphytiques des milieux humides. Nous avons majoritairement associé le gène hgcA aux bactéries réductrices de fer de la famille des Geobacteraceae. Notre travail a apporté de nouvelles informations sur la méthylation du mercure au sein du périphyton colonisant des rivières ayant subi des transformations d’habitats. Nos résultats ont également permis d'associer cette méthylation aux bactéries réductrices de fer, jusqu’alors rarement considérées comme potentielles méthylatrices dans le périphyton. Finalement, nous avons étudié les impacts de la mise en eau d’une rivière par des centrales hydroélectriques au fil de l’eau sur les dynamiques du mercure en nous attardant au périphyton et aux premiers niveaux des réseaux trophiques. La création de nouveaux habitats aquatiques favorise l’accumulation et la transformation du mercure en plus de fournir des conditions propices à l’établissement et à la croissance du périphyton. Nos résultats ont démontré que le périphyton de ces habitats pouvait accumuler d’importantes concentrations de méthylmercure et qu’il était une voie d’entrée efficace de ce contaminant pour les macroinvertébrés benthiques. Cette étude souligne les rôles clés que joue le périphyton dans le cycle du mercure des écosystèmes aquatiques. Les résultats de la thèse appuient la pertinence de considérer le périphyton comme un compartiment biologique de haute incidence sur les cycles biogéochimiques des métaux lors de l’étude ou de la gestion des écosystèmes aquatiques., Periphytic biofilms, or periphyton, are collections of microorganisms that colonize the surfaces of a variety of substrates in the photic zone of aquatic habitats. Found at the base of trophic webs, they are of major ecological importance. Periphytic microorganisms are linked to each other by an extracellular matrix composed of endogenous exopolymeric substances. This matrix allows the formation of microenvironments with physicochemical properties distinct from the extraperiphytic environment. Because of their microbial diversity, their ability to modulate the immediate environment and their propensity to sequester and then transform metals, periphytic biofilms represent relevant research models from a biogeochemical perspective. The general objective of this thesis is to study the role of periphytic biofilms, their extracellular matrix and the organic matter they contain on the cycling of metals, more specifically mercury. First, we conducted a study on the organic composition of the periphyton extracellular matrix of lakes from uncontaminated environments and on the mobility of metals in the different fractions of this matrix. Our results showed that extracellular matrix of periphyton was rich in fluorescent dissolved organic matter and we identified two major organic components of periphyton origin. We observed co-occurrence of some metals with these components in the loosely- and tightly-bound fractions of the extracellular matrix. We found that one of the periphytic components resulted in decreased metal concentrations in periphyton cells, whereas the other was associated with higher concentrations of essential metals. Our study showed that the dissolved organic matter of the extracellular matrix plays a dual role on metal mobility and provides new insight into the natural mechanisms of metal management of periphyton in its immediate environment. Second, we conducted a field study in a river impacted by run-of-river hydroelectric power plants and the creation of artificial wetlands. The objective of this study was to determine if the periphyton of these modified habitats could produce methylmercury. By combining measurements of in situ transformation rates with genomic approaches targeting the hgcAB genes, associated with microbial mercury methylation, we demonstrated that the periphyton of the artificial wetlands had the capacity to produce methylmercury. We measured positive vi methylation rates and detected the presence of the hgcA gene in the periphytic communities of the wetland site. We mostly associated the hgcA gene with iron-reducing bacteria of the Geobacteraceae family. Our work provided new information on mercury methylation within periphyton colonizing rivers with altered habitats. Our results also allowed us to associate the methylation of mercury with iron-reducing bacteria, which are rarely considered as potential methylators in periphyton. Finally, we studied the impacts of river impoundment by run-of-river hydroelectric power plants on mercury dynamics by focusing on periphyton and lowertrophic web layers. The creation of new aquatic habitats promotes the accumulation and transformation of mercury and provides conditions for periphyton growth. Our results showed that periphyton in these habitats can accumulate important concentrations of methylmercury and is an efficient gateway to this contaminant for benthic macroinvertebrates. This study highlights the key roles that periphyton plays in the cycling of mercury in aquatic ecosystems. The results of this thesis support the relevance of considering periphyton as a biological compartment of high impact on biogeochemical metal cycles when studying or managing aquatic ecosystems.

Tunas are among the most consumed seafood products but contain relatively high levels of methylmercury (MeHg), the most toxic form of mercury (Hg). Limited observations suggest tuna Hg levels vary in space and time, yet the drivers are not well understood. This thesis aimed to explore the origin and fate of MeHg in tunas at the global scale. We built the largest Hg database in tropical tunas (bigeye, yellowfin, and skipjack, n > 5,700), alongside tuna biological and ecological data, marine physical and biogeochemical variables, and atmospheric Hg estimates. Increasing tuna Hg concentrations were found in the late 1990s in the northwestern Pacific, concomitant with increasing anthropogenic Hg emissions from Asia. Elsewhere, we revealed stable long-term tuna Hg levels, which contrasts with an overall decline in Hg emissions and deposition, and suggests an inertia of the surface ocean resulting from legacy Hg accumulated in subsurface ocean over centuries. Moreover, global maps of tuna Hg levels highlighted strong spatial patterns among tunas, once accounting for MeHg bioaccumulation with tuna age/length. Our multidisciplinary approach showed the combined importance of marine biogeochemistry governing MeHg profiles in seawater, and tuna foraging depth, to explain these spatial patterns. Our spatial studies also confirmed a local anthropogenic Hg release effect enhancing tuna Hg levels along the Asia coasts. Complementary to observations of atmospheric Hg deposition and seawater MeHg levels, this thesis elevates tunas as releveant bio-monitoring tools to document changes of the marine Hg cycle in a context of reduction emission measures and climate change.; Le thon est l’un des poissons marins les plus consommés au monde malgré ses concentrations relativement élevées en méthylmercure (MeHg), la forme toxique du mercure (Hg). De fortes variations de ces concentrations entre espèces et régions sont observées mais encore peu comprises. Pour étudier l’origine et le devenir du MeHg dans les thons à l’échelle globale, nous avons constitué la plus grande base de données de concentrations de Hg dans les thons tropicaux (thon obèse, albacore et bonite à ventre rayé, n > 5700), intégrant des données biologiques et écologiques des thons, des variables physiques et biogéochimiques de l’océan, et des estimations de Hg atmosphérique. Une hausse des niveaux de Hg dans les thons a été constatée à la fin des années 1990 dans le Pacifique Nord-Ouest, en lien avec l’augmentation des émissions anthropiques de Hg depuis l’Asie. Ailleurs, les concentrations de Hg dans les thons sont restés stables au cours du temps, suggérant une inertie de l’océan de surface due au Hg anthropique accumulé au cours des siècles dans l’océan de subsurface. La cartographie des concentrations de Hg dans les thons a montré de fortes variations spatiales, dues à la variabilité de profondeur de plongée des thons et des niveaux de MeHg dissous dans l’eau, induites par des processus biogéochimiques. Nos études spatiales ont enfin confirmé un effet local des émissions anthropiques de Hg augmentant les concentrations de Hg dans les thons au large de l’Asie. Cette thèse démontre que les thons sont des outils de bio-surveillance pertinents pour documenter les changements du cycle marin du Hg, dans un contexte de réduction des émissions anthropiques et de changement climatique.

Jeu de mot sur la terminologie pharmaceutique, le safran-excr��ment au final du Quart Livre d��note aussi un contexte politique. Des Adages d���Erasme aux ethnographies de la Renaissance, la chemise de safran symbole d���un luxe d��cadent devient l���habit national du �� sauvage irlandais ��, mauvais alli�� de la France finalement soumis �� l���Angleterre. Du comique philologique �� l���embl��me satirique de l���actualit�� politique, la fin du Quart Livre d��ploie la logique inventive de l�����nigme, ch��re �� Rabelais., The saffron-shit concluding the Quart livre is a pun on pharmaceutical terms; it is also a political reference. From Erasmus���s Adages to Renaissance ethnographies, the saffron shirt, first a shorthand for decadent luxury, becomes the national dress of the ���wild Irish,��� France���s unreliable ally who ultimately lost to England. By weaving philological wit into a satirical emblem of current affairs, the end of the Quart Livre magnifies the inventive logic of the enigma so dear to Rabelais.

Les barrages au fil de l’eau devraient tripler dans la prochaine décennie en réponse à la transition mondiale vers les énergies renouvelables. Or, contrairement aux barrages à réservoir dont les impacts sur le cycle du mercure (Hg) sont bien connus, très peu d’études ont évalué l’impact des barrages au fil de l’eau sur la mobilisation et la transformation du Hg en méthylmercure (MeHg), une neurotoxine bioaccumulable et bioamplifiable le long de la chaîne trophique. Malgré la surface limitée d’inondations créée par ces petits ouvrages comparés aux barrages avec réservoirs, les retenues d’eau créées en amont pourraient tout de même contribuer à créer des conditions propices à la méthylation du Hg. Cette étude a été conduite sur la rivière St.Maurice (QC, Canada) présente dans un paysage soumis à la construction récente de deux barrages au fil de l’eau et de milieux humides artificiels et à la présence concomitante de perturbations du paysage: un feu de forêt et de la coupe de bois. Les résultats montrent une augmentation du pourcentage de méthylmercure (%MeHg) de 2 à 3 fois dans les zones inondées comparées aux sites références ou en aval des barrages. De plus, une augmentation des concentrations en mercure total (THg) et en matière organique (MO) est observée dans ces mêmes zones inondées soumises aux perturbations du paysage. Cela suggère que les feux de forêt et la coupe de bois auraient contribué au transfert de MO lié au Hg en provenance du bassin versant vers la rivière, comme indiqué par la corrélation positive entre le ratio C/N et le % MeHg. L’accumulation de MO et Hg dans les retenues d’eau créées par les barrages au fil de l’eau seraient alors des lieux propices à la stimulation de la communauté procaryotique méthylatrice dont le gène marqueur hgcA a été détecté à tous les sites avec une composition très diverse, dominée par les méthanogènes, les sulfato-réducteurs et les fermenteurs dans ce système. A la lumière de ces résultats, nous proposons que les futures études concernant les barrages au fil de l’eau intègrent le paysage dans son ensemble et établissent un suivi des concentrations de Hg avant, pendant et après la construction., Run-of-river dams (RoRs) are expected to triple in the next decade in response to the global transition to renewable energy. However, unlike reservoir dams whose impacts on the mercury (Hg) cycle are well known, very few studies have evaluated the impact of RoRs on the mobilization and transformation of Hg into methylmercury (MeHg), a bioaccumulative and bioamplifiable neurotoxin along the trophic chain. Despite the limited area of flooding created by these small structures compared to reservoir dams, the pondages created upstream could still contribute to creating conditions conducive to the methylation of Hg. This study was carried out on the St. Maurice River (QC, Canada) located in a riverscape recently influenced by to the recent construction of two RoRs and artificial wetlands and to the concomitant presence of disturbances in the landscape. The results show an increase in the percentage of methylmercury (% MeHg) from 2 to 3 times in the flooded areas compared to the reference sites or downstream sites. In addition, an increase in total mercury (THg) and organic matter (MO) concentrations are observed in these same flooded areas subject to landscape disturbances: forest fire and logging. It suggests that forest fires and logging are contributing to the transfer of MO bound to Hg from the watershed to the river, as indicated by the positive correlation between the C / N ratio and % MeHg. The accumulation of MO and Hg in the pondages are likely favorable to the stimulation of the prokaryotic methylating community whose hgcA marker gene was detected at all sites with a very diverse composition, dominated by methanogens, sulfate-reducers and fermenters in this system. In the light of these results, we suggest that future studies on RoRs integrate the landscape as a whole and establish a monitoring of Hg concentrations before, during and after construction.

Dans le contexte global d’un projet de recherche interdisciplinaire sur la contamination du milieu par le méthylmercure et ses effets sur la santé, nous développons un projet de recherche participative en éducation relative à l’environnement avec les Innus de Sheshatshiu, au Labrador. La démarche consiste à explorer avec les gens de la communauté les réalités socio-environnementales locales en adoptant une approche critique, à tenter de comprendre les causes et les effets des problèmes qui les préoccupent et plus spécifiquement ceux qui ont trait aux contaminants (dont le mercure), et à rechercher ensemble des solutions appropriées, à la fois scientifiquement fondées et culturellement et socialement acceptables. Notre équipe de recherche est confrontée à trois principaux défis dans la réalisation de ce projet : un défi culturel, ayant trait à la compréhension de la signification des réalités associées à la problématique chez les gens de Sheshatshiu ; un défi éthique puisque la problématique des contaminants devra être considérée dans la perspective d’une situation socio-environnementale globale et la démarche adoptée devra intégrer une véritable approche participative, au service de la communauté, au-delà du questionnement scientifique de l’équipe de recherche universitaire ; enfin, un défi stratégique, soit celui d’établir peu à peu une relation de confiance mutuelle et de susciter l’intéressement menant à l’engagement des gens de la communauté dans un projet de recherche partagé. In the context of a global interdisciplinary research on methylmercury contamination and its effects on health, our team of environmental education researchers is developing a participatory project with the Innus of Sheshatshiu, in Labrador. The proposed process involves the adoption of a critical approach, with the community, for the exploration of local socio-environmental issues, the understanding of the causes and effects of socio- environmental problems (specifically those concerning contaminants, including mercury), and the search for appropriate solutions that are scientifically founded, socially and culturally acceptable. To achieve the aims of this project, three main challenges have been identified by our research team : a cultural challenge, which consists in understanding the meaning of local realities associated with the contamination issue ; an ethical challenge, which consists in the need for the contamination issue to be addressed in a global socio-environmental perspective, with an authentic participatory approach that will ensure fulfilment of the community’s needs beyond the scientific interests of the university researchers ; and finally, a strategic challenge, which consists in the gradual establishment of a relationship of mutual trust and in raising of community interest in a shared research project.

L’anxiété et l’exposition aux contaminants environnementaux sont actuellement deux enjeux internationaux majeurs en santé publique. Plusieurs études ont examiné empiriquement le développement des troubles intériorisés, soit ses corrélats neuronaux et ses facteurs de risque. Plus récemment, l’exposition prénatale et postnatale aux contaminants environnementaux a été soulevé comme un facteur de risque au développement de l’anxiété. Bien que les Inuits du Nunavik sont parmis les plus exposés aux contaminants environnementaux dans le monde et semble particulièrement à risque de développer des troubles intériorisés, la prévalence de l’anxiété et ses facteurs de risque demeurent à être clarifié dans cette population. Les corrélats neuronaux pouvant sous-tendre les liens entre une exposition aux contaminants environnementaux et l’anxiété chez l’humain demeure aussi à être étudié. Le premier article de ma thèse présente une revue de littérature afin de mettre en lumière les associations entre les troubles intériorisés et une exposition prénatale ainsi que postnatale au plomb, au mercure et aux biphényles polychlorés (BPC) dans diverses populations. Le deuxième article étudie empiriquement la présence d’anxiété auprès des adolescents Inuit du Nunavik ainsi que ses principaux facteurs de risque lors du développement, dont l’exposition prénatale et postnatale aux contaminants environnementaux. Cette étude a permis de confirmer des niveaux d’anxiété très élevé et de souligner les facteurs de risque pouvant y contribuer tels qu’être une femme, avoir un moindre quotient intellectuel, être plus exposé au mercure durant les périodes prénatale et posnatale, vivre davantage d’insécurité alimentaire, avoir un plus faible apport vitaminique et avoir été victime davantage d’intimidation. Finalement, le troisième article examine le fonctionnement du circuit neuronal de la peur avec l’imagerie par raisonance magnétique fonctionnelle (IRMf), grâce à une tâche de conditionnement et d’extinction de la peur, selon l’exposition prénatale et postnatale aux contaminants environnementaux. Des différences d’activation dans le cortex préfrontal ont ainsi été retrouvées, soit pour l’exposition prénatale aux BPC dans le cortex orbitofrontal lors du conditionnement ainsi que lors de l’extinction pour l’exposition prénatale au mercure dans le cortex cingulaire antérieur et l’exposition présente au plomb dans le cortex préfrontal dorsolatéral. Tous ces résultats convergent vers des pistes intéressantes pour la compréhension, la prévention et l’intervention., Anxiety and exposure to environmental contaminants are currently two major international issues in public health. Inuit of Nunavik appear at risk of developing psychological difficulties and more prone to be exposed to environmental contaminants. Several studies have empirically examined the development of anxiety, namely its neural correlates, as well as its risk factors. Environmental contaminants have recently emerged as contributing to the development of internalized disorders. The generalization of such risk factors remains to be validated within the Inuit population of Nunavik. Although closely related to anxiety, the relationship between exposure to environmental contaminants during development and the functioning of the neural circuit of fear remains to be examined. First, we reviewed the literature about association of internalized symptoms-related with prenatal and postnatal exposure to lead, mercury and polychlorinated biphenyls (PCB) in various populations. Next, we empirically examined anxiety levels in adolescent Inuit population of Nunavik and his risk factors, included environmental contaminants. This allowed to highlight very high levels of anxiety, as well as the implication of several risk factors, such as being a woman, higher exposure to mercury during prenatal and postnatal periods, more food insecurity, lower vitamin intake and more bullying experiences. Finally, we explored the functioning of the neural circuitry of fear with a task of conditioning and extinguishing fear, using functional magnetic resonance imaging, according to prenatal and postnatal exposure to environmental contaminants. Activation differences in prefrontal cortex were found, which are in the orbitofrontal cortex for prenatal exposure to PCB during fear conditioning, as well as during fear extinction in the anterior cingular cortex for prenatal exposure to mercury and in the dorsolateral prefrontal cortex for current lead exposure. All these results converge on interesting avenues for understanding, prevention and intervention.

La qualité de l'eau du lac Saint-Pierre (LSP), le plus grand lac fluvial du fleuve Saint-Laurent, est notamment compromise par le déversement d’une mixture composée de métaux et de pesticides provenant des rejets des industries, des effluents municipaux et de l’exploitation des terres agricoles dans son bassin versant. Cette contamination est d'autant plus importante dans les zones du lac caractérisées par une végétation dense favorisant la rétention et la sédimentation de la matière en suspension. Or, ces herbiers aquatiques, qui occupent de vastes étendues du LSP, servent de frayère pour plusieurs poissons, dont la perchaude (Perca flavescens). Cette espèce est donc particulièrement affectée par la dégradation des habitats aquatiques du LSP. À la suite d’un déclin important de ses populations depuis la fin des années 1990 en raison de son important intérêt commercial et sportif, un moratoire de cinq ans sur la pêche de la perchaude a été imposé en 2012 et reconduit jusqu’en 2022, puisque l’incapacité de rétablissement des populations de perchaudes semble persister. La présente étude vise à évaluer l'hypothèse que cette incapacité de rétablissement, qui se reflète par un recrutement déficient, soit en partie attribuable à l'impact de la contamination chimique sur la reproduction, soit par des effets toxiques potentiels sur les femelles ovigères, sur les œufs ou sur les jeunes larves pendant les premiers mois. Dans un premier temps, nous avons évalué l’hypothèse que le glyphosate, herbicide à large spectre et ingrédient actif de la formulation Roundup®, ait un impact indirect sur les jeunes perchaudes en décimant les communautés de biofilms périphytiques, source d’alimentation des invertébrés dont se nourrissent les jeunes larves. Cette suite d’effets contribuerait à l’accroissement de la mortalité hivernale des jeunes de l’année, due à une insuffisance de ressources énergétiques. Or, nos résultats démontrent que peu importe l’âge, et par le fait même l’épaisseur des biofilms, le glyphosate, en concentrations environnementales réalistes, ne semble pas impacter négativement la composition des communautés ou le métabolisme de la chlorophylle des biofilms. Seul l’âge (2 mois, 1 an, 20 ans) de ces derniers semblait en effet influencer la composition taxonomique des communautés. Nous avons cependant observé une augmentation de l’abondance relative d’Anabaena, un taxon de cyanobactérie toxique qui possède une forme résistante rare de l’enzyme EPSPS, cible principale du mode d’action du glyphosate. Cette étude contribue à l’avancement des connaissances sur les effets de l’herbicide le plus utilisé à l’échelle mondiale, actuellement au cœur de préoccupations d’intérêt international. Nous avons également évalué le potentiel de toxicité associé au transfert maternel du mercure et du sélénium chez la perchaude à l’aide de techniques de fractionnement subcellulaire. Le mercure est un contaminant d’intérêt en raison de son omniprésence dans l’environnement ainsi que de ses effets néfastes sur la reproduction des poissons à de très faibles concentrations. Il a également été démontré que des ratios molaires Se:Hg supérieurs à 1 atténuaient les effet néfastes du mercure. Nos résultats démontrent une évidence de transfert maternel de la femelle à ses œufs, mais également aux mitochondries gonadiques, principales composantes sensibles de la cellule. Le transfert maternel représentant la source d’exposition aux contaminants la plus importante pour les embryons, nos observations pourraient contribuer à expliquer le recrutement déficient des jeunes perchaudes au LSP. Nous avons également mesuré des ratios molaires Se:Hg systématiquement supérieurs à 1 dans les différentes fractions subcellulaires hépatiques et gonadiques, résultats novateurs qui laissent sous-entendre un effet protecteur du Se. Puisque nous avons confirmé l’occurrence d’un transfert maternel du mercure, l’étape logique subséquente était d’évaluer la bioaccumulation de ce contaminant au sein des différents stades ontogéniques du cycle de vie de la perchaude. Les stades embryo-larvaires et juvéniles précoces sont en effet des phases particulièrement sensibles aux contaminants organiques et inorganiques. Nos résultats démontrent que les concentrations de MeHg décroissent suivant un patron ontogénique, avec les plus hautes concentrations mesurées chez les juvéniles et les plus basses dans les masses d’œufs. Nous avons également démontré que presque 100% du mercure était présent sous forme de MeHg, forme toxique et bioamplifiable, chez les larves et les juvéniles. Les ratios molaires Se:Hg étaient quant à eux systématiquement supérieurs à 1, résultats comblant d’importantes lacunes au niveau des effets antagonistes entre le mercure et le sélénium chez les poissons. Les résultats découlant des présents travaux de recherche ont un impact important sur la science de l’écotoxicologie en raison de leur caractère novateur. Tout d’abord, nous avons contribué à l’avancement des connaissances sur l’impact de concentrations environnementales de glyphosate sur des biofilms d’âge très contrasté. Ensuite, nous avons, pour la première fois, utilisé des outils de fractionnement subcellulaire afin d’évaluer le potentiel de toxicité lié au transfert maternel du mercure. Enfin, nous rapportons les premières données liées à la bioaccumulation simultanée du mercure et du sélénium aux stades de vie clés du développement de la perchaude. La présente thèse s’avère ainsi nécessaire afin de contribuer au progrès du savoir sur le devenir de certains contaminants d’intérêt au sein des écosystèmes aquatiques., Lake Saint Pierre (LSP) is the largest fluvial lake in the Saint Lawrence River. Water quality in LSP is heavily affected by inputs of nutrients and chemical pollution from tributaries which drain agricultural watersheds, from municipal effluents and from industrial discharges. This contamination is amplified in areas of LSP with dense vegetation because aquatic plants promote the retention and sedimentation of dissolved and particulate matter. Several fish species, including Yellow Perch (Perca flavescens), use these aquatic vegetation beds as their spawning grounds and are therefore particularly affected by the contamination of aquatic habitats in LSP. This study therefore tests the hypothesis that chemical contamination in Yellow Perch (YP) during their early life stages can help explain this species’ lack of resilience despite the implementation of a fishing moratorium in 2012. This moratorium was extended until 2022 since populations are still undergoing a recruitment failure and a decline in juvenile abundance populations. The phosphonate herbicide glyphosate, which is the active ingredient in Roundup®, is currently the most widely used herbicide in the world. Glyphosate-based herbicides are sprayed on food and feed crops during cultivation and are thus subject to leaching to streams and rivers. In aquatic ecosystems, periphytic biofilms, or periphyton, are important primary producers and are often the first trophic level to be in contact with runoff waters. Thus, a trophic cascade could occur if these biofilms are negatively impacted by glyphosate, potentially leading to larval fish mortality due to resource limitation. Results showed that submersion period (2 months, 1 year, 20 years) was the only significant contributor to community structure. However, the glyphosate-resistant Cyanobacteria Anabaena was found to be favoured by the use of glyphosate. This freshwater Cyanobacteria commonly forms toxic blooms, raising concern regarding the use of glyphosate. For all colonization stages, and therefore different thicknesses, chlorophyll a did not show an unequivocal decline over time. This study therefore provides an interesting snapshot of the biological processes related to periphytic biofilms’ exposure to environmental concentrations of glyphosate. As this herbicide is currently of international concern, it is imperative to contribute to the advancement of knowledge about its effects. Mercury (Hg) is a trace element of particular concern since it is ubiquitous in the environment and because its methylated form (MeHg) readily bioaccumulates and biomagnifies in food webs. This latter process leads to elevated Hg concentrations in fish and thus induces toxicity. Maternal transfer of bioaccumulated contaminants to offspring is a suggested mechanism of impaired reproductive success in fish. We therefore assessed the toxicity potential of Hg during maternal transfer in YP from LSP using a sub-cellular partitioning approach. Results showed a strong relationship between Hg bioaccumulation in the liver and Hg concentrations in gonadal mitochondria, which corroborates the potential toxicity of maternal transfer. As selenium is a well-studied Hg antagonist, we also measured the Se:Hg molar ratios in all subcellular fractions. We found that these ratios were systematically above 1, which is the suggested threshold for Hg toxicity alleviation through sequestration by Se. Since early developmental stages in aquatic biota are particularly sensitive to Hg, and after confirming the evidence of maternal transfer, we subsequently addressed Hg bioaccumulation in all parts of YP life cycle. This study is the first of its kind to follow Hg and Se during YP ontogenetic development, from the gravid female to the juvenile. Results show that MeHg follow an ontogenetic pattern, with concentrations decreasing from the juveniles to egg masses. We also found that nearly 100% of THg was measured as the toxic form MeHg in larvae and juveniles. Lastly, Se:Hg molar ratios were systematically above 1, suggesting a potentially protective effect of Se on Hg bioaccumulation. This study will thus provide much needed information on the changes in bioaccumulation patterns during the most sensitive life cycle stages of this declining fish population. Results issued from the present research have significant impact when it comes to the advancement of knowledge in Ecotoxicology due to their novel characteristics. First, we have contributed to the advancement of knowledge on the effects of environmental concentrations of glyphosate on highly age-contrasted biofilms. Also, it is the first time that subcellular partitioning techniques are used in order to assess the toxicity potential of mercury during maternal transfer. Finally, we provide the very first results on the simultaneous bioaccumulation of mercury and selenium in key life stages of YP development. Therefore, this thesis is of particular interest when aiming to assess the fate of certain contaminants of interest within aquatic ecosystems.

Les réservoirs hydroélectriques contribuent à la remise en suspension du mercure (Hg) inorganique terrestre et de la matière organique suite à l’inondation des terres lors de la construction d’un barrage. Le développement de zones anoxiques dû à l’augmentation de la colonne d’eau et à la dégradation de matière organique inondée est une condition propice pour la méthylation du Hg par les communautés bactériennes aquatiques, le rendant neurotoxique et bioamplifiable. Les résultats de cette étude, conduite dans le complexe de réservoirs hydroélectriques de la rivière Romaine, démontrent que le pourcentage du mercure total (THg) étant du méthylmercure (MeHg) retrouvé dans les zones inondées est en moyenne 10 fois plus élevé que dans les systèmes naturels avoisinants et dans la portion de la rivière en amont de la série de barrages. Les concentrations en MeHg demeurent toutefois relativement faibles comparativement à d’autres réservoirs au Québec et ailleurs dans le monde. Des patrons de l’amont vers l’aval ont pu être observés, où le MeHg augmente de façon concomitante au dioxyde de carbone (CO2) à travers les réservoirs, les deux ayant des valeurs plus élevées au printemps, suite à la fonte des glaces, qu’en été, suggérant qu’une production sous la glace est probable due à une anoxie partielle avant que le retrait des glaces ne revienne oxygéner la colonne d’eau. De plus, les concentrations de mercure total ainsi que les patrons des composantes de matière organique dissoute et du carbone organique dissous demeurent très peu variables entre les sites inondés et naturels. Cela suggère que les réservoirs hydroélectriques agissent plutôt comme réacteurs de transformation du mercure inorganique terrestre en méthylmercure que comme mobilisateurs de mercure nouvellement importé dans le système, et que les processus opérant des centaines de kilomètres en amont et des mois auparavant sont importants pour les dynamiques de carbone et de mercure observées dans ce système hautement connecté., Following the flooding of soil during the construction of hydroelectric reservoirs, terrestrial inorganic mercury (Hg) and organic matter typically increase in concentrations in the aquatic environment. The anoxia developed due to the deepening of the water column and the degradation of organic matter due to aquatic microbial communities create new conditions in the system that are prone to the methylation of mercury into its neurotoxic and bioaccumulative form : methylmercury (MeHg). Results from this study, led in the hydroelectric complex of reservoirs of the Romaine River, showed that the percentage of total mercury which is methylmercury in the flooded area is on average 10 times higher than in surrounding natural systems from the watershed and in the upstream section of the river. MeHg concentrations in the Romaine River, however, remain relatively low when compared to other reservoirs in Quebec and worldwide. Upstream to downstream patterns have been observed, where MeHg increases along with carbon dioxide (CO2) throughout the series of reservoirs and where both showed higher values in June than in August, following the snowmelt and the melting of the ice cover. Concentrations were lower in the summer campaign, suggesting there was under-ice production due to the development of partial anoxia before the water column is mixed and oxygenated in spring. Moreover, the distribution of total mercury concentrations, dissolved organic carbon and dissolved organic matter components remained stable between flooded and natural sites. This suggests that hydroelectric reservoirs act as reactors for the transformation of terrestrial inorganic Hg in MeHg rather than as mobilizers of newly imported Hg and that processes occurring several kilometers upstream and months prior to sampling affect the carbon and Hg dynamics of this inter-connected system.

The objective of this study is to evaluate the health risks associated with metal exposure (Pb, Cd, Hg and Cr) in the populations living around the Akou#233;do landfill.This evaluation required the use of the most recent reference toxicological data relating to human exposure to these pollutants and the results of measurements in the environment. Crossing these two data sources using the CalTOX simulation allowed for the calculation of daily exposure, through the consumption of soil dust, contaminated water and foodstuffs.Exposure levels to lead (1.05-1.34#160;ppm) and mercury (1.46#160;#8729;#160;10#8211;2-2.16#160;#8729;#160;10#8211;2#160;ppm) appear highest. The danger quotients are also high and are on average 220 and 54#160;Toxicological Reference Values (TRVs). In addition, lead exposure for infants presents a danger quotient 15#160;times TRVs. The calculation of the health impact due to chromium gives 9#160;cases of cancer that would be reported per year. The comparison of the theoretical values with those estimated by calculation gives overvalued theoretical danger ratios for the four pollutants (Cd, Pb, Hg, Cr). An overvaluation that would be related to uncertainties in measurements and calculations. However, it is clear that people living around the landfill are exposed to the poisoning of the pollutants indicated. This zone is therefore a major public health problem.Consequently, prevention means such as closure and rehabilitation of the site must be taken urgently. Also, the construction in the area, of a hospital center specific to the treatment of the pathologies resulting from the intoxication with the indicated pollutants would be desirable.

Mercury (Hg) is highly toxic metal originating from natural sources and mainly from anthropogenic processes. It can bioaccumulate all along the food chain and causes severe diseases being thus lethal. Thus, it is of critical importance to ensure continuous Hg(II) monitoring for health and environmental protection. Classical Spectroscopic techniques are routinely used for Hg(II) determination. Although they offer good sensitivity and selectivity, they involve complex procedures and expensive material, which limit their use for on-site analysis. In this context, electrochemical sensors present excellent candidates for in situ Hg(II) trace analysis, taking in account their numerous advantages compared to spectroscopic techniques: easier handling, simple procedure, low energy consuming, low cost material and portability. This work presents a new electrochemical approach aiming to conceive and optimize an electrochemical Hg(II) sensor based on the functionalization of a glassy carbon electrode with gold nanoparticles (AuNPs) and diazonium salts in order to enhance the sensor lifetime. The gold nanoparticles were directly electrodeposited on the glassy carbon electrode, previously functionalized by diazonium salts. The mixed interfaces were then characterized using different electrochemical and spectroscopic techniques. An activation step was finally performed prior to mercury detection. The analytical performances of the sensor (stability, sensitivity, selectivity) towards mercury detection were evaluated using different amounts of Hg(II).; Le mercure est un métal toxique provenant des rejets industriels et des émissions naturelles. Ayant la propriété de s'accumuler dans les organismes vivants, il est présent dans tous les éléments de la chaîne alimentaire. Il est à l'origine de nombreuses maladies et peut même entraîner la mort à hautes doses. Il est donc nécessaire d'assurer un suivi continu du niveau de pollution dans les eaux naturelles. Les techniques spectroscopiques classiques utilisées actuellement permettent de détecter le Hg(II) à des faibles concentrations mais elles sont souvent coûteuses et complexes, d'où le besoin de développer d'autres techniques plus simples pour un suivi en temps réel. Dans ce contexte, les capteurs électrochimiques se distinguent comme une excellente alternative, simple et peu coûteuse, pour les mesures in situ. L'objectif de ces travaux est le développement d'un capteur électrochimique basé sur la fonctionnalisation d'une électrode de carbone vitreux par des nanoparticules d'or (AuNPs) utilisées pour améliorer la sensibilité et la sélectivité du capteur. Les AuNPs ont été électrodéposées sur une électrode de carbone vitreux modifiée avec des couches organiques. Les interfaces mixtes ainsi obtenues ont été caractérisées par diverses méthodes électrochimiques et microscopiques. Après une étape d'activation électrochimique, les performances analytiques du capteur (stabilité, sensibilité, sélectivité) ont été évaluées par la détection de différentes concentrations de Hg(II).

"Brenne”is a French wetland area which shelters a remarkable biodiversity and many emblematic species, among which the European pond turtle Emys orbicularisis particularly abundant. This species has been largely favored by past human activities. In Brenne, all pondsareman-made and have allowed the development, since the Middle Age,of one of the largest European pond turtlepopulation inFrance. The distribution of this species has strongly decreasedmainly because of changes in agricultural practices and the use of the aquatic and terrestrial environments necessary for its life cycle. Nature Reserves are important areas dedicated to the preservation of the natural heritage. One of the goal of biological conservation is to propose preservation measures based on scientific studies. E.orbicularishas been the subject of many of such studies. We choose to carry out our research on new elements for the species. First, we investigated parametersrelated to nesting sites: incubationunder natural environment,emergence and postemergence behaviors of hatchlings.Second, we studied the populations under the prism of the quality of the aquatic environments.Generally, nesting sites were mainly considered as critical areas for egg-laying byfemales. However, it turns out that the use of this terrestrial habitat by the species is more important. Indeed, the plasticity of emergence phenologylinked to a low mobility of hatchlings strongly suggestto changemanagement practices of these habitats, at least in the particular context (edaphic, climate and weather) of Brenne.The study of the influence of water quality on populations allowed to highlight important patterns. Mercurylevels in European pond turtle can reachdoses known to cause disorders. The origin of this mercury does not seem to be linkedto local human activities, but appearsto originatefrom its global cycle. However, the Hg bioavailabilityis stimulated by local management practices, characterized by drainage periods. We have highlighted a correlationbetween the concentration of mercury and female reproduction (gravidity) which stimulates future research. A focus on algal epibiosis indicates that a large part of individuals are covered by algae. The presence of algae on aquatic turtles has been known for a long time. However, our results highlightdifferences of the algal epibiosis between ages and sexes. Intensive fish-farming appears to be responsible of the presence and prevalence of algae on turtles. Intensification of fish-farming practices causes an eutrophication of the environments. We -9-alsofound correlations between algal cover and body condition andreproductioninadult females.These results should be pursued in order to know the long-term impact on this long-lived species.In Brenne, populations of European pond turtleare still largebut some aspectssuch as proportionof juveniles, presence of mercury, or algal epibiosis deserve future studiesin the field of conservation biology, withan emphasis on knowledge and management experiencessharing., La Brenne est une région qui abrite aujourd’hui une biodiversité remarquableet de nombreuses espèces emblématiques des zones humides;parmi lesquelles la Cistude d’Europe Emys orbicularisoccupe une place particulière. Cette espèce a été largement favorisée par les activités humainespassées. Les étangs, tous artificiels, ont vu s’installer et sedévelopper depuis le Moyen Âge une des plus importantespopulationsde France. Cette espèce, dont la répartition française fut plus large, a subid’importantes réductions essentiellement en raison des modifications des pratiques agricoles et l’utilisation, voire la disparition, des milieux aquatiques et terrestres nécessaires à son cyclede vie. Les Réserves naturelles sont des lieux de préservation du patrimoine naturel. La biologie de la conservation s’attache à proposer des mesures de préservation sur la base d’études scientifiques. Ce travail s’inscrit dans cette démarche sur uneespèce pourtant déjà largement étudiée. Cette dernière considération nous a amené à porter nos recherches sur des éléments nouveaux pour l’espèce.Ainsi, nous avons souhaité tout d’abord étudier les facteurs liés aux sites de ponte: l’incubation in situ, les émergences et les premiers moments de vie des nouveau-nés qui quittent le nid. Puis, nous avons étudiés les populations dans les étangs sous le prisme de la qualité des milieux aquatiques.Concernant notre premier objectif, jusqu’à présent les sites de ponte étaient considérés, et donc gérés, comme des lieux à optimiser pour la ponte des femelles. Or, il s’avère que l’utilisation de cet habitat terrestre par l’espèce va bien au-delà. En effet, la plasticité de la phénologie des émergences,liée à une faible mobilité des jeunes qui sortent du nidet leur utilisation du milieu, nous oblige à revoir nos considérations de gestion de ces habitats, tout dumoins dans le contexte particulier (édaphique, climatique et météorologique) de la Brenne. L’étude des populations par la qualité des eaux nous apporte des premiers résultats,notammentsur la présence de mercure àdes doses connues pour causer des troubles chez d’autres groupes d’espèces. L’origine de ce mercure ne semble pas imputable aux activités humaines locales, maisil sembleissu du cycle global du mercure et une entrée dans la chaîne alimentaire liée à la gestion par les assecs réguliers.Sans avoir démontré d’impact sur la reproduction des cistudes, nous avons mis en évidence une corrélation qui incite à porter une attention à ce phénomène de présence de mercure dans les organismes vivants des étangs de -7-Brenne. La présence d’algues sur les tortues aquatiques est connue depuis longtemps. Toutefois,nos résultats mettent en évidence une phénologie du recouvrement de la carapace différente selon les classes d’âge et les sexes. La modification des pratiques piscicoles, vers une intensification, apparait comme le facteur agissant sur la présence et la colonisation des cistudes par les algues,par une eutrophisation des milieux (étangs).De même que pour le mercure,bien que nous ayons mis en évidence des corrélations entre la couverture algale et la condition corporelle des femelles ou encore leur capacité de reproduction, ces premiers résultats sont à poursuivre afin de connaitre l’impact à long terme sur cette espèce longévive. En Brenne, les populations de cistudes sontencoreimportantes mais des variablestelles que le taux de juvéniles dans les populations, la présence de mercure, le recouvrementparfois très important en algues, doivent nous inciter à maintenir notre vigilancepour cette espèce,et poursuivre le travail dans le cadre de la biologie de la conservation. Ceciaccompagné de valorisationset de partagesde ces connaissances et des expériences de gestion