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[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]BELCA [ADD1_IRSTEA]Systèmes aquatiques soumis à des pressions multiples; Toxicokinetic models (sometimes called biodynamic models) present numerous advantages for studying the bioaccumulation of chemicals; their use paves the way of predictive applications. Nevertheless, implementing such models for organic contaminants entailed to unlock several limitations, such as estimating biotransformation rates and metabolites' fate. Another current limitation of toxicokinetic models lies in the assessment of uncertainty related to toxicokinetic parameters. This study consisted in developing a generic modelling framework for describing and simulating the bioaccumulation of persistent chemicals (hexachlorobiphényl, pentachlorobenzène, hexabromocyclododécane - HBCDD, pentabromodiphényl-ether) by various freshwater benthic invertebrate species (an insect, Chironomus riparius, an amphipod, Gammarus fossarum, and a gastropod mollusk, Radix auricularia). The study was based on a series of laboratory experiments, which provided bioaccumulation data suitable for model calibration, as well as for testing various hypotheses on exposure pathways. Toxicokinetic parameters are estimated through Bayesian inference with the RJAGS software and the "rjags" package in R language via Markov Chain Monte Carlo sampling. Each hypothesis tested on the basis of experimental data corresponds to a model, allowing then to compare the performance. Overall, these models fit well the experimental data, except for HBCDD: in that case the experimental data did not bring enough information for estimating correctly the toxicokinetic parameters. A biotransformation function was also successfully implemented on the basis of data from the literature (aldicarbe, carbaryl, carbofuran, 4 nitrobenzyl chloride, pyrene). In that case, Bayesian inference yielded a reduced uncertainty compared to the original models, which used classical inference. Finally, as a "proof of concept", the modelling framework was adapted for estimating the benzo(a)pyrene concentration in bottom sediment equivalent to the biota environmental quality standard for this substance. This generic Bayesian modelling framework can be adapted to various species-contaminant pairs (or even to mixtures), and appears as an effective tool for describing contaminant kinetics, as well as for assessing the uncertainty related to model parameter estimation, or for predictions.; L'utilisation de modèles toxicocinétiques (parfois désignés comme biodynamiques) dans l'étude de la bioaccumulation des contaminants présente de nombreux avantages, et ouvre la perspective d'utilisations prédictives. Toutefois, l'implémentation de ces modèles pour les contaminants organiques imposait de lever des verrous, comme la prise en compte de la biotransformation et des métabolites résultants, et d'estimer correctement l'incertitude sur les valeurs des paramètres toxicocinétiques. Cette étude a permis de développer un cadre de modélisation générique pour décrire et prédire la bioaccumulation de composés persistants (hexachlorobiphényl, pentachlorobenzène, hexabromocyclododécane - HBCDD, pentabromodiphényl-éther) par différentes espèces d'invertébrés benthiques (insecte Chironomus riparius, crustacé amphipode Gammarus fossarum, mollusque gastéropode Radix auricularia). La démarche suivie pour cette étude est passée par la mise en oeuvre d'essais d'accumulation au laboratoire, qui ont fourni ensuite les données expérimentales permettant de développer le cadre de modélisation et de tester différentes hypothèses sur les voies d'exposition des organismes. L'estimation des paramètres toxicocinétiques est réalisée par inférence bayésienne à l'aide du logiciel JAGS et du package « rjags » du logiciel R ; l'échantillonnage aléatoire pour les distributions de probabilité des paramètres est effectué par l'algorithme « Markov Chain Monte Carlo ». Les différentes hypothèses testées à partir des données expérimentales correspondent à autant de modèles, dont on peut comparer les performances. Dans l'ensemble, ces modèles ont bien reproduit les données expérimentales, sauf dans le cas de l'HBCDD, pour lequel les données expérimentales obtenues n'ont pas apporté suffisamment d'information pour estimer correctement les paramètres toxicocinétiques. Une fonction de biotransformation a également été implémentée avec succès sur la base de données issues de la littérature (aldicarbe, carbaryl, carbofuran, chlorométhyl-1 nitro-4 benzène, pyrène) ; l'inférence bayésienne a permis d'obtenir une incertitude réduite par rapport à celle des modèles originaux reposant sur une inférence classique. Enfin, à titre de preuve de concept, le cadre de modélisation a été adapté à une estimation de la concentration dans le sédiment équivalente à la norme de qualité environnementale pour le biote du benzo(a)pyrène. Ce modèle générique, développé dans un cadre bayésien et pouvant s'adapter à chaque couple espèce-contaminant (ou mélanges) que l'on souhaite étudier se révèle être un outil performant dans la description des toxicocinétiques de contaminants ainsi que dans l'évaluation de l'incertitude sur les paramètres et les prédictions.

Toxicokinetic models (sometimes called biodynamic models) present numerous advantages for studying the bioaccumulation of chemicals; their use paves the way of predictive applications. Nevertheless, implementing such models for organic contaminants entailed to unlock several limitations, such as estimating biotransformation rates and metabolites' fate. Another current limitation of toxicokinetic models lies in the assessment of uncertainty related to toxicokinetic parameters. This study consisted in developing a generic modelling framework for describing and simulating the bioaccumulation of persistent chemicals (hexachlorobiphényl, pentachlorobenzène, hexabromocyclododécane - HBCDD, pentabromodiphényl-ether) by various freshwater benthic invertebrate species (an insect, Chironomus riparius, an amphipod, Gammarus fossarum, and a gastropod mollusk, Radix auricularia). The study was based on a series of laboratory experiments, which provided bioaccumulation data suitable for model calibration, as well as for testing various hypotheses on exposure pathways. Toxicokinetic parameters are estimated through Bayesian inference with the RJAGS software and the "rjags" package in R language via Markov Chain Monte Carlo sampling. Each hypothesis tested on the basis of experimental data corresponds to a model, allowing then to compare the performance. Overall, these models fit well the experimental data, except for HBCDD: in that case the experimental data did not bring enough information for estimating correctly the toxicokinetic parameters. A biotransformation function was also successfully implemented on the basis of data from the literature (aldicarbe, carbaryl, carbofuran, 4 nitrobenzyl chloride, pyrene). In that case, Bayesian inference yielded a reduced uncertainty compared to the original models, which used classical inference. Finally, as a "proof of concept", the modelling framework was adapted for estimating the benzo(a)pyrene concentration in bottom sediment equivalent to the biota environmental quality standard for this substance. This generic Bayesian modelling framework can be adapted to various species-contaminant pairs (or even to mixtures), and appears as an effective tool for describing contaminant kinetics, as well as for assessing the uncertainty related to model parameter estimation, or for predictions.; L'utilisation de modèles toxicocinétiques (parfois désignés comme biodynamiques) dans l'étude de la bioaccumulation des contaminants présente de nombreux avantages, et ouvre la perspective d'utilisations prédictives. Toutefois, l'implémentation de ces modèles pour les contaminants organiques imposait de lever des verrous, comme la prise en compte de la biotransformation et des métabolites résultants, et d'estimer correctement l'incertitude sur les valeurs des paramètres toxicocinétiques. Cette étude a permis de développer un cadre de modélisation générique pour décrire et prédire la bioaccumulation de composés persistants (hexachlorobiphényl, pentachlorobenzène, hexabromocyclododécane - HBCDD, pentabromodiphényl-éther) par différentes espèces d'invertébrés benthiques (insecte Chironomus riparius, crustacé amphipode Gammarus fossarum, mollusque gastéropode Radix auricularia). La démarche suivie pour cette étude est passée par la mise en oeuvre d'essais d'accumulation au laboratoire, qui ont fourni ensuite les données expérimentales permettant de développer le cadre de modélisation et de tester différentes hypothèses sur les voies d'exposition des organismes. L'estimation des paramètres toxicocinétiques est réalisée par inférence bayésienne à l'aide du logiciel JAGS et du package « rjags » du logiciel R ; l'échantillonnage aléatoire pour les distributions de probabilité des paramètres est effectué par l'algorithme « Markov Chain Monte Carlo ». Les différentes hypothèses testées à partir des données expérimentales correspondent à autant de modèles, dont on peut comparer les performances. Dans l'ensemble, ces modèles ont bien reproduit les données expérimentales, sauf dans le cas de l'HBCDD, pour lequel les données expérimentales obtenues n'ont pas apporté suffisamment d'information pour estimer correctement les paramètres toxicocinétiques. Une fonction de biotransformation a également été implémentée avec succès sur la base de données issues de la littérature (aldicarbe, carbaryl, carbofuran, chlorométhyl-1 nitro-4 benzène, pyrène) ; l'inférence bayésienne a permis d'obtenir une incertitude réduite par rapport à celle des modèles originaux reposant sur une inférence classique. Enfin, à titre de preuve de concept, le cadre de modélisation a été adapté à une estimation de la concentration dans le sédiment équivalente à la norme de qualité environnementale pour le biote du benzo(a)pyrène. Ce modèle générique, développé dans un cadre bayésien et pouvant s'adapter à chaque couple espèce-contaminant (ou mélanges) que l'on souhaite étudier se révèle être un outil performant dans la description des toxicocinétiques de contaminants ainsi que dans l'évaluation de l'incertitude sur les paramètres et les prédictions.

National audience; A partir d'une adaptation de la méthodologie de biosurveillance active gammare qui permet de mesurer la contamination chimique en rivière, la contamination chimique biodisponible à pu être mesurer sur 10 stations de deux plans d'eau aquitain. Le poster décrit les étapes du transfert de la méthodologie des rivières au plans d'eau et présente les résultats préliminaires.

International audience; The interest in Acanthocephalan fish parasites as model organisms to scrutinize the role of interspecies biotic interactions in ecological risk assessment increased ever since pioneer studies more than 20 years ago. More recently, the need for assessing multiple stressors has been emphasized, as well as the interest in combining behavioral and physiological responses with life-history traits. We address here whether the infection of the freshwater amphipod Gammarus fossarum with the Pomphorhynchus tereticollis interacts with two global change impacts : chemical pollutant and temperature. Using a fully crossed factorial design, we investigated whether infection with P. tereticollis at the population level (naïve populations without parasite historical record vs non-naïve populations with historical records) and at the individual level (infected and uninfected organisms) modulates the effect of exposure to the carbamate insecticide methomyl and temperature, onthe expression of various behavioural and physiological traits (general defence systems), and food intake and survival as components of functional response and fitness respectively. Infection with P. tereticollis has pervasive effects on most of the traits measured. At the population level, uninfected gammarids from non-naïve populations exhibited decreased feeding rate, AChE and antioxidant potential, and increased Glutahion-S-transferase activity, lipid perodixation and Pro-phenoloxidase activity. At the individual level, infection induced decreased feeding rate, increased AChE and GST activity, and decreased anti-oxidant potential, lipid peroxidation, and phenoloxidase activity. By contrast, methomyl alone had limited effect, restricted to inhibition of AchE activity (its target), and to feeding rate. We evidenced very few interactions between stressors, however an additive effect of population infection history and methomyl exposure was evidenced on decreased AChE activity and feeding rate. Temperature mainly modulates the effects of other factors - methomyl, population, and infection- therefore making the predictions about the outcome of global warming complex. Given the pervasive effect of population parasite history and individual infection on behavioral and physiological traits, parasitism should be taken into account when running ecotoxicological monitoring, to gain realism in their conclusions when adressing ecological risk.

National audience; La caractérisation de la toxicité des différents effluents d'une chaine de traitements complémentaires de station d'épuration, et l'impact du rejet final sur le milieu récepteur ont été évalués à partir de deux méthodologies complémentaires. La caractérisation de la toxicité des effluents a été réalisée à partir de bioessais sur des organismes exposés en continu dans un laboratoire ex-situ dans lequel les eaux usées ont été amenés. L'impact du rejet a été mesuré à partir d'une exposition dans la rivière d'organismes encagés, et de la réalisation de ces mêmes bioessais.

National audience; La méthodologie de biosurveillance active permet d'appréhender la contamination chimique des rivières, s'évaluer ses effets sur le vivant et ainsi d'établir un diagnostic d'écotoxicité des milieux. Notre laboratoire a développé cette méthodologie en s'appuyant sur 1. La transplantation d'un organisme sentinelle, le crustacé Gammarus fossarum et 2. sur la mesure d'un panel de biotests pour lesquels des valeurs de référence ont été développées de façon à permettre l'interprétation des réponses biologiques en intégrant leur variabilité naturelle. Le contrôle des paramètres biologiques (population, sexe, taille), de facteurs abiotiques (durée d'exposition, quantité de nourriture) et l'intégration de l'impact de facteurs de confusion (T°C) sur l'expression des réponses dans le cadre de ce protocole, offrent ainsi l'avantage de pouvoir comparer les réponses obtenues sur différentes stations, à différentes dates et entre bassins allant jusqu'à des études à l'échelle des réseaux de surveillance nationaux. D'un point de vue plus opérationnel, les biotests à partir du gammare encagé commencent à être utilisés en routine par les gestionnaires pour la surveillance des milieux, questionnant par exemple la stratégie de leur déploiement (quelle saison, quelle fréquence) pour la qualification de l'écotoxicité des stations d'étude. La présentation se focalisera ainsi sur l'étude de la variabilité temporelle de la toxicité de milieux, soumis à une contamination chimique observée dans des contextes contrastés, et ceci à 2 échelles de temps : intra-mensuelle, et intra-annuelle. Pour ce faire, des mesures de marqueurs sub-individuel enzymatique (AcétylCholineEsterase) et individuel (Taux d'alimentation) ont été réalisées d'une part dans 3 stations d'un bassin versant à pression viticole (l'Ardières) toutes les semaines pendant un mois (juin 2015), et d'autres part, dans 5 stations du bassin Rhône-Méditerranée déconnectées les unes des autres, présentant des profils de contamination variés (non impactée, pression unique viticole, pression multiple urbaine, industrielle et agricole) pendant une semaine tous les deux mois de février 2016 à février 2017. Les résultats montreront que des patrons temporels contrastés peuvent être mis en évidence, permettant de mieux appréhender et comprendre la dynamique de la pression toxique présente dans les milieux, qui peut se manifester de façon chronique tout au long de l'année ou alors présenter une saisonnalité marquée avec parfois desépisodes de toxicité très ponctuels dans des périodes à risque.

International audience

International audience; Gammarus sp. (Amphipoda) are widely distributed across European freshwater systems. In the present study, we evaluated the effect of a fenoxycarb exposure on Gammarus sp.. More specifically, i) we assessed the sensitivity of the embryo stage, ii) we identified embryogenesis' sensitive period, iii) we evaluated the sensitivity of the reproductive period and iv) we compared the response to fenoxycarb exposure among three European gammarid species. Fenoxycarb is a growth regulator insecticide, analog of the insect juvenile hormone, used for pest management and for veterinary purpose. This study demonstrated that 5 and 50 µg L

International audience; Owing to their ecological importance, freshwaters provide important services which leads to a strong societal demand concerning the preservation of their quality. They are the receptors of many contaminants emitted by human activities and more specifically by wastewater treatment plants effluents. Water resources of the Meuse watershed are used on both sides of the French-Belgian border which involves a coherent and joint management. In that framework, the DIADeM project suggests developing and spreading out a cross-border multidisciplinary approach to improve the diagnosis and the chemical and biological (biomarkers) monitoring of freshwaters using the Meuse river as a case study. In the past, results from chemical surface water monitoring of the Meuse has revealed the occurrence of numerous substances and more particularly pharmaceuticals. Overall, the project suggests coupling chemical and biomarkers analysis on caged organisms (a crustacean, a mollusk, a moss and a fish species) with predictive mathematical population level models. In order to calibrate and validate these models, a lotic mesocosm experiment was set up. Five substances were chosen: diclofenac, carbamazepine, naproxen, paracetamol and irbesartan. An environmental realistic mixture M of the five substances was tested along with MX10 and MX100. The study was carried out in twelve 20 m long lotic channels. The mesocosms were set up with artificial sediments, macrophytes, periphyton, benthic and pelagic invertebrates, decomposers and one fish species (Gasterosteus aculeatus), zebra mussels, Fontinalis antipyretica and Gammarus fossarum were also caged in the mesocosms. After 3 months of stabilization, treatment lasted 5 months. Periphyton biomass, macrophyte biovolume, zebra mussel biomarkers and growth, G. fossarum survival, reproduction and growth, F. antipyretica biomarkers and growth, zooplankton and invertebrate abundance and diversity, and fish individual physiological responses along with population dynamics were the main measured biological endpoints. The concentrations of each substance in water was monitored monthly along with some physico-chemical parameters. The overall experimental design will be presented along with the results related to the monitoring of substance concentrations in water, physico-chemical parameters, macrophyte biovolume, invertebrate community response, fish larvae densities. A brief discussion of the direct and/or indirect effects will then be performed.

International audience; Since the 80s, the development of molecular biomarkers is an important component of ecotoxicology. Unfortunately, field studies that univocally link biomarker responses to fitness impacts and finally to population level are scarce. This is mainly due to the discordance in time scales between toxicological and ecological responses. In previous studies and under laboratory conditions with high contamination levels, a direct link has been established between genotoxic impacts in gametes of the sentinel species Gammarus fossarum, and impairment in embryos production. However, in a previous field study, abnormal genotoxic impacts levels observed in gametes, lower than ones obtained under laboratory exposure, failed to demonstrate rapid consequence on the production of embryos by exposed genitors. Taking advantage of the availability of multiple scale marker measurement in this species, from molecular (Comet assay, global DNA methylation) to physiological (feeding rate, molting success, vitellogenesis) and life history traits (growth, fertility, embryonic survival), along with the possibility to conduct rearing culture in the lab (time to puberty about 4 months), the objective of this study was to assess whether biomarker responses recorded in adult gammarids exposed to chemical stress may be predictive of long term effects on the fitness of their future progeny (i.e. transgenerational effects). For this, exposure of genitors to cadmium as model compound in the lab at environmentally relevant concentrations (0.3 and 3 µg/L) was followed by a post-exposure population culture of at least F1 and F2 individuals in uncontaminated conditions. Feeding rates (leaf disc surface measurements) of exposed organisms did not differ significantly from control individuals (Mann Whitney test p>0.05). The number of oocyte per female and the indicator of investment in oocyte quality (oocyte volume) of exposed females were also not significantly different compared to control organisms. In contrast, the first results analyzed on the F1 generation demonstrated a sharp significant effect of F0 parental cadmium exposure on the embryo number produced by F1 females after 6 months of lab maintenance in uncontaminated conditions (figure 3). Hence, exposure at environmentally relevant level of cadmium which only induces weak biomarker response (here sperm DNA damage) could generate an important delayed decrease in the population recruitment for future generations of this sentinel invertebrate species. To further assess population consequence of such effect, we plan to integrate these effects in the demographic population model available in Gammarus fossarum (5). Establishing a causal link between sperm DNA damage and drop in future generations is too speculative at this stage because other pathways of toxicity could be in cause in this transgenerational effects. Nevertheless, regarding our results on reproduction of these individuals (feeding rate and oocyte areas), We can discard the hypothesis of a limitation of investment by F0 females in F1 generation during Cd exposure. In addition to these results, other markers are being further analyzed (epigenetic marker and growth rate). Similar measurements will be done in the F2 generation in the next few weeks.This study enhances the importance to scrutinize transgenerational and delayed impacts of contaminant exposure, and the relevance of invertebrate species such as Gammarus to address this issue. Ongoing experiments considering field exposure of caged gammarids are implemented in order to generalize the outcome of this first laboratory case study.

International audience

/ La caractérisation de la toxicité des différents effluents d'une chaine de traitements complémentaires de station d'épuration, et l'impact du rejet final sur le milieu récepteur ont été évalués à partir de deux méthodologies complémentaires. La caractérisation de la toxicité des effluents a été réalisée à partir de bioessais sur des organismes exposés en continu dans un laboratoire ex-situ dans lequel les eaux usées ont été amenés. L'impact du rejet a été mesuré à partir d'une exposition dans la rivière d'organismes encagés, et de la réalisation de ces mêmes bioessais.

/ A partir d'une adaptation de la méthodologie de biosurveillance active gammare qui permet de mesurer la contamination chimique en rivière, la contamination chimique biodisponible à pu être mesurer sur 10 stations de deux plans d'eau aquitain. Le poster décrit les étapes du transfert de la méthodologie des rivières au plans d'eau et présente les résultats préliminaires.

Polar lipids from milk are valuable sources to design affordable and biocompatible liposomes for food or medical applications. In particular, the milk sphingomyelin (MSM) that accounts for about 30 % wt of milk polar lipids exhibits a complex composition with over 95 % mol. of saturated acyl chains (C16:0, C22:0, C23:0 and C24:0) and a melting temperature (Tm) of 35°C. The mechanical properties of the liposome’s bilayer are important to ensure e.g. physical stability. The objective of this study was to investigate the mechanical properties of liposomes as a function of their chemical composition and physical state. Liposomes (diameter < 200 nm) were produced using controlled compositions of polar lipids and immobilized onto flat silicium substrate in aqueous environment. The elastic modulus E and bending rigidity kc of their bilayer were measured using atomic force microscopy (AFM). As references, liposomes made of dipalmitoylphosphatidylcholine in the gel phase (DPPC; C16:0 ; Tm= 41°C) was found to be about 9 times more elastic at 20°C than that of dioleoylphosphatidylcholine in the fluid phase (DOPC; C18:1n-9 ; Tm=-20°C). Surprisingly, MSM liposome bilayers exhibited intermediate mechanical properties to those of DPPC and DOPC, in spite of the presence of long and saturated acyl chains. Experiments performed with liposomes of synthetic C16:0-SM, C24:0-SM and C24:1-SM showed that chain length heterogeneity or unsaturation both contribute to decrease the overall elasticity of MSM liposomes. The results demonstrate the potential of AFM indentation to assess the mechanical properties of curved and soft nano-objects such as liposomes. They also show that biologically relevant liposomes with complex lipid compositions, such as MSM, exhibit overall softer elasticity than expected, probably because of altered lateral packing of the molecules in the gel phase. This study contributes in a better understanding of the mechanical properties of membranes as a function of their composition and physical state.

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]BELCA; International audience; The use of embryos in ecotoxicology can be useful not only for understanding the mode of action of a toxic compound but also to detect subtle toxic effects as embryos could be the most vulnerable stages within the life history of an organism. Despite these advantages, ecotoxicological studies dealing with embryos of aquatic arthropods remained rare and many use hatching success as the endpoint of interest. The toxicity of environmental compounds in early life stages is of importance since embryo toxicity has been shown implicated in population decline. Since ontogeny is under the regulation of numerous morphogenetic factors and endocrine signaling pathways, toxic exposure experienced during embryogenesis could cause an increase of phenotypic defects in new-born individuals. This is the hypothesis we tested in the present study. For that purpose, embryos of the amphipod Gammarus fossarum were directly exposed throughout the entire embryo cycle to increasing fenoxycarb concentrations. Fenoxycarb is a growth regulator insecticide, analog of the arthropod juvenile hormone, used for controlling lepidopteran, mosquito, cockroach and bug. In the present study, three types of phenotypic defects were measured in newly hatched individuals from exposed embryos: i) eye pigmentation impairment, ii) appendage shape variations by geometric morphometrics and iii) tissue damages.

National audience; Les résultats des expérimentations ex-situ et in-situ sur le gammare réalisés à la station d'épuration de Sophia Antipolis rendent compte de la toxicité des rejets en sortie de traitements secondaire. Des effets toxiques gradués ont été mesurés le long de la ligne de traitement complémentaire, plus prononcés en amont qu'en aval des traitements, et un impact a été observé dans le milieu récepteur.

National audience; Les résultats des expérimentations ex-situ et in-situ sur le gammare réalisés à la station d'épuration de Sophia Antipolis rendent compte de la toxicité des rejets en sortie de traitements secondaire. Des effets toxiques gradués ont été mesurés le long de la ligne de traitement complémentaire, plus prononcés en amont qu'en aval des traitements, et un impact a été observé dans le milieu récepteur.

Les membranes biologiques sont des mélanges complexes de lipides polaires avec des compositions et des propriétés physiques différentes. A une température donnée, les lipides polaires saturés à haute température de fusion Tm peuvent se présenter en phase gel tandis que les insaturés à basse Tm sont en phase liquide désordonnée, ce qui crée une hétérogénéité dans le plan de la membrane. Cette problématique concerne notamment la membrane du globule gras du lait qui contient des lipides polaires saturés (e.g. la sphingomyéline, SMlait) et des lipides polaires insaturés [1 ; fig gauche]. La composition des lipides polaires et leur état de phase affectent-ils les propriétés mécaniques de la membrane ? L’objectif du travail était d’explorer le rôle de la structure chimique de lipides polaires dans les propriétés mécaniques d’objets sphériques comme le globule gras.Notre stratégie a consisté à utiliser 2 lipides purs: un insaturé, la dioléoylphosphatidycholine (DOPC, O=C18 :1 ; Tm=-20°C) et un saturé, la dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC, P=16:0 ; Tm= 41°C), et de les comparer avec la SMlait (Tm=35°C) qui a la particularité de contenir plusieurs espèces moléculaires (91% de 16:0, 22:0, 23:0, 24:0 et 3% de C24:1). Des vésicules unilamellaires de DOPC, DPPC ou SMlait ont été préparées ( 100 nm). Leurs propriétés thermiques ont été caractérisées par calorimétrie différentielle. Ces vésicules ont été immobilisées sur une surface puis indentées avec une pointe de microscopie à force atomique (AFM), à 20°C. Les données AFM ont été traitées selon un modèle mécanique adapté à la géométrie des vésicules [2].Nous avons montré que les vésicules de DOPC en phase fluide ont une élasticité plus faible que celles de DPPC en phase gel. L’élasticité des vésicules de SMlait en phase gel était intermédiaire entre celles de DOPC et de DPPC, en raison de sa composition hétérogène. Ces résultats contribuent à une meilleure connaissance de la relation composition – structure - propriétés physiques et fonctionnelles des membranes lipidiques.

La microstructure de la membrane des globules gras du lait, et en particulier la séparation de phase des lipides qui induit la formation de microdomaines, sont peu connues malgré leur importance dans les propriétés fonctionnelles des globules gras et les mécanismes interfaciaux (e.g. interaction avec les enzymes digestives au cours de la digestion). La présence de microdomaines riches en sphingomyéline de lait (SM) a été montrée dans la membrane des globules gras de différents laits (humain, vache, bufflonne), à température ambiante [1]. Or, les globules gras peuvent subir des variations de températures: 4°C (stockage au froid), 37°C (digestion), 60°C (traitements thermiques).L’originalité de ce travail était de caractériser les évolutions structurales de la membrane des globules gras du lait en fonction de la température et de la durée de stockage. La microstructure de la membrane des globules gras a été observée, in situ dans le lait, par microscopie confocale en utilisant un phospholipide exogène comme sonde fluorescente (Rhodamine-DOPE).Les domaines riches en SM ont été observés à la surface des globules gras sur une large plage de températures (T : 4 – 60°C), qui inclue des températures inférieures et supérieures à la température de transition de phase phase gel – liquide des lipides polaires dans la membrane des globules gras (Tm = 36.4°C). Pour T > Tm, les domaines doivent correspondre à des complexes entre la SM et le cholestérol en phase liquide ordonnée Lo alors que pour T < Tm les domaines peuvent être en phase gel ou en phase Lo. Nous avons montré que des refroidissements rapides de T=60°C > Tm à T=20 – 4°C < Tm favorisent les mécanismes de nucléation avec la formation de nombreux petits domaines, et que le stockage favorise la croissance des domaines. Au cours du chauffage des laits, nous avons observé la diffusion des domaines, leur coalescence et leur diminution de taille jusqu’à disparition. Ces modifications de la microstructure de la membrane des globules gras peut avoir des conséquences en technologie laitière et dans les mécanismes de digestion des lipides du lait, notamment chez les nouveaux nés allaités.

International audience; Milk fat globules are the biological entities secreted by all female mammals to ensure many functions in the gastro-intestinal tract of newborns (e.g. bring energy and bioactive molecules, protection against viruses and bacteria). Milk fat globules are enveloped by a biological membrane (the Milk Fat Globule Membrane, MFGM) with a similar composition as that of the plasmatic membrane of the lactating cells (Keenan et al., 1970). However, it remains poorly known despite its importance in nutrition. Phospholipids with saturated fatty acids, and in particular milk sphingomyelin (MSM; ~30% w/w of milk phospholipids) can segregate in the plane of the MFGM and form ordered (gel or Lo) phase domains dispersed in a fluid phase of unsaturated phospholipids (Fig 1 ; Lopez et al., 2010; Murthy et al., 2015). Do these ordered phase domains create a mechanical heterogeneity in the plane of the MFGM ? AFM force spectroscopy experiments performed with model supported bilayers (2-dimensional organization), evidenced a mechanical heterogeneity in the plane of the membrane, associated with the occurrence of stiff MSM domains in the gel phase, dispersed in a continuous fluid phase of unsaturated phospholipids, such as dioleoylphosphatidycholine (DOPC) (Guyomarc’h et al., 2014). Such mechanical heterogeneity in the MFGM could have important consequences on the biological function of the milk fat globule, e.g. on digestion or on their physical stability upon processes. Our strategy is now to prepare liposomes (3-dimensional organization such as milk fat globules) and to evaluate the respective mechanical properties of gel-phase MSM and fluid-phase DOPC bilayers, using AFM. Liposomes were produced in calcium-containing aqueous environment using sonication or extrusion at 60°C, then cooled to 20°C. The morphology of the gel-phase MSM liposomes and fluid-phase DOPC liposomes were characterized by cryoTEM. For AFM experiments, the liposomes were immobilized onto flat substrates of chemically modified gold and imaged in aqueous buffer. Indentation measurements were performed at 20°C at the apex of individual liposomes (Fig. 2) and data was interpreted in terms of the respective membrane stiffness values of the MSM or DOPC curved bilayers. When applicable, a model based on the shell theory is used to infer the Young’s modulus of either type of membrane (Delorme and Fery, 2006). The results are intended to serve as reference values for further investigations on membranes containing both gel phase and fluid phase phospholipids.

International audience; The milk fat globule membrane ( has recently gained a lot of attention, due to the growing interest in its nutritional and technological properties Its composition, rich in polar lipids, has great potential for new product applications with unique physical properties such as liposomes Milk polar lipids might be advantageous for both the stability and the biological acceptance of the formulation Milk polar lipids possess different structures of molecules saturated with high melting temperatures (Tm),in particular the milk sphingomyelin SM,Tm 35 C) or unsaturated with low Tm Does this difference in the molecular structure affect the mechanical properties of the membranes?

Ce travail vise à comparer de quelles manières les trois espèces de poissons migrateurs thalassotoques (i.e. qui se reproduisent en mer et vont grandir dans les bassins versants) fréquentant la façade Atlantique : le mulet porc, l'anguille européenne et le flet, colonisent les estuaires de la Seine et de la Gironde et effectue leur croissance. L'hypothèse principale était que leur comportement pouvait être influencé par le niveau de contamination et de pressions anthropiques des estuaires. La démarche retenue pour aborder ces différentes échelles de manière comparative (entre les espèces et entre deux sites situées de manière similaire en Seine et en Gironde) a consisté à examiner : i) la phase de colonisation initiale à un stade très jeune par une approche expérimentale en mésocosme ; ii) la phase de croissance par un suivi en télémétrie acoustique en période estivale ; ii) l'ensemble du cycle vital par une analyse rétrospective à l'aide de la microchimie des otolithes des différents compartiments halins utilisés. Les trois niveaux d'analyse effectués avec des méthodes différentes permettent de dégager des patrons spécifiques (colonisation initiale, phase de croissance, cycle de vie) mais les différences entre les sites ne sont vraiment claires qu'à l'échelle très globale de l'utilisation des différents compartiments. Contrairement à notre hypothèse de départ les jeunes migrateurs thalassotoques parviennent à adopter un comportement spécifique en phase avec un rythme de type circadotidal ou nycthéméral y compris dans une ambiance de type Seine (très chargée en contaminants). Leur comportement est d'ailleurs peu différent dans les ambiances Seine ou Gironde. Il est donc tout à fait possible qu'ils ne soient pas extrêmement perturbés par les contaminants issus des sédiments que ce soit en Seine ou en Gironde. On notera toutefois que les civelles ont construit moins de terriers dans le sédiment de l'ambiance Seine que dans celui de l'ambiance Gironde, on peut imaginer que la plus forte contamination du sédiment de Seine les en dissuade. La fonctionnalité de corridor écologique ne semble donc pas empêchée par la contamination des sédiments. Durant leur phase de croissance en zone tidale d'eau douce les espèces étudiées utilisent des habitats différents selon des patrons temporels spécifiques (par exemple les mulets porcs utilisent les zones intertidales et les bras morts lors des flots de jours ; durant le jour les anguilles demeurent à l'abri dans des enrochements grossiers tandis que durant la nuit elles se déplacent dans des zones profondes à la recherche de leurs proies). Les résultats obtenus sur la Seine sont cohérent avec ceux obtenus sur la Gironde, ainsi dans les deux cas les flets recherchent de zones fraiches (ombre en Gironde, embouchures d'affluents plus frais en Seine), les anguilles présentent une activité principalement nocturne. La réaction des espèces au stress du marquage est très différente selon les espèces. Les mulets quittent très vite le secteur tandis que les anguilles et les flets sont au contraire extrêmement immobiles en "attendant" que leur condition s'améliore. Un épisode hypoxique observé en fin d'été sur la Seine a coïncidé avec un immobilisme des anguilles laissant penser que leur réaction à un stress environnemental pourrait se traduire par le même type de comportement que leur réaction au marquage. Les mulets de la Seine semblent moins inféodés à l'estuaire saumâtre que les mulets de la Gironde, ceci pourrait s'expliquer par la plus grande dimension de l'estuaire de la Gironde. Les anguilles de la Seine et de la Gironde présentent une grande variabilité d'histoires de vie mais on ne peut pas dégager de différences d'utilisation notables des habitats entre la Seine et la Gironde. Chez les flets la contribution des mères ayant utilisé l’eau douce est relativement plus importante en Seine qu'en Gironde. On en déduit une utilisation plus importante des habitats d’eau douce par les flets de Seine en comparaison avec les flets de la Gironde. Il en ressort globalement que les habitats dulcaquicoles de la Seine (trés diversifiés : bathymétrie, substrat, ripisylve…) sont proportionnellement plus utilisés par les espèces thalassotoques que ceux de Gironde. Cela peut s'expliquer par une moindre attractivité (ou une moindre capacité d'accueil) de l'estuaire saumatre de la Seine ou au contraire par une plus grande attractivité (ou une plus grande capacité d'accueil) de l'estuaire dulcaquicole de la Seine. Les comportements mis en évidence sur ces secteurs pourraient servir de référence pour des opérations de restauration.

Ce travail vise à comparer de quelles manières les trois espèces de poissons migrateurs thalassotoques (i.e. qui se reproduisent en mer et vont grandir dans les bassins versants) fréquentant la façade Atlantique : le mulet porc, l'anguille européenne et le flet, colonisent les estuaires de la Seine et de la Gironde et effectue leur croissance. L'hypothèse principale était que leur comportement pouvait être influencé par le niveau de contamination et de pressions anthropiques des estuaires. La démarche retenue pour aborder ces différentes échelles de manière comparative (entre les espèces et entre deux sites situées de manière similaire en Seine et en Gironde) a consisté à examiner : i) la phase de colonisation initiale à un stade très jeune par une approche expérimentale en mésocosme ; ii) la phase de croissance par un suivi en télémétrie acoustique en période estivale ; ii) l'ensemble du cycle vital par une analyse rétrospective à l'aide de la microchimie des otolithes des différents compartiments halins utilisés. Les trois niveaux d'analyse effectués avec des méthodes différentes permettent de dégager des patrons spécifiques (colonisation initiale, phase de croissance, cycle de vie) mais les différences entre les sites ne sont vraiment claires qu'à l'échelle très globale de l'utilisation des différents compartiments. Contrairement à notre hypothèse de départ les jeunes migrateurs thalassotoques parviennent à adopter un comportement spécifique en phase avec un rythme de type circadotidal ou nycthéméral y compris dans une ambiance de type Seine (très chargée en contaminants). Leur comportement est d'ailleurs peu différent dans les ambiances Seine ou Gironde. Il est donc tout à fait possible qu'ils ne soient pas extrêmement perturbés par les contaminants issus des sédiments que ce soit en Seine ou en Gironde. On notera toutefois que les civelles ont construit moins de terriers dans le sédiment de l'ambiance Seine que dans celui de l'ambiance Gironde, on peut imaginer que la plus forte contamination du sédiment de Seine les en dissuade. La fonctionnalité de corridor écologique ne semble donc pas empêchée par la contamination des sédiments. Durant leur phase de croissance en zone tidale d'eau douce les espèces étudiées utilisent des habitats différents selon des patrons temporels spécifiques (par exemple les mulets porcs utilisent les zones intertidales et les bras morts lors des flots de jours ; durant le jour les anguilles demeurent à l'abri dans des enrochements grossiers tandis que durant la nuit elles se déplacent dans des zones profondes à la recherche de leurs proies). Les résultats obtenus sur la Seine sont cohérent avec ceux obtenus sur la Gironde, ainsi dans les deux cas les flets recherchent de zones fraiches (ombre en Gironde, embouchures d'affluents plus frais en Seine), les anguilles présentent une activité principalement nocturne. La réaction des espèces au stress du marquage est très différente selon les espèces. Les mulets quittent très vite le secteur tandis que les anguilles et les flets sont au contraire extrêmement immobiles en "attendant" que leur condition s'améliore. Un épisode hypoxique observé en fin d'été sur la Seine a coïncidé avec un immobilisme des anguilles laissant penser que leur réaction à un stress environnemental pourrait se traduire par le même type de comportement que leur réaction au marquage. Les mulets de la Seine semblent moins inféodés à l'estuaire saumâtre que les mulets de la Gironde, ceci pourrait s'expliquer par la plus grande dimension de l'estuaire de la Gironde. Les anguilles de la Seine et de la Gironde présentent une grande variabilité d'histoires de vie mais on ne peut pas dégager de différences d'utilisation notables des habitats entre la Seine et la Gironde. Chez les flets la contribution des mères ayant utilisé l’eau douce est relativement plus importante en Seine qu'en Gironde. On en déduit une utilisation plus importante des habitats d’eau douce par les flets de Seine en comparaison avec les flets de la Gironde. Il en ressort globalement que les habitats dulcaquicoles de la Seine (trés diversifiés : bathymétrie, substrat, ripisylve…) sont proportionnellement plus utilisés par les espèces thalassotoques que ceux de Gironde. Cela peut s'expliquer par une moindre attractivité (ou une moindre capacité d'accueil) de l'estuaire saumatre de la Seine ou au contraire par une plus grande attractivité (ou une plus grande capacité d'accueil) de l'estuaire dulcaquicole de la Seine. Les comportements mis en évidence sur ces secteurs pourraient servir de référence pour des opérations de restauration.

National audience

This thesis focuses – at the national level – on the transformations of ice hockey from 1986 (attribution of Winter Olympic Games to France) to 2006 (separation between ice hockey and FFSG). This is a socio-historical work which focus on federal structures and their transformations, and the evolution of the Commission Nationale de Hockey sur Glace (CNHG), especially with regards to the implementation of the professionalisation of this sport in the last twenty years. The analysis, in addition of the overall strategy, must include the actors' strategies within the federal space (CNHG and FFSG) and their power relationships, the ideological underpinnigs of theirs actions, but also take into account the national sports context with the development of sports shows and star-system during the 1980s. It will also analyse the professional structuration of ice hockey: professional league, status of clubs, labor unions (players, clubs, referees), management control and its international position with the consequences of the Bosman case (1995) and the Malaja case (2002)., Cette thèse s'intéresse – au niveau national – aux transformations du hockey sur glace sur une période allant de 1986 (date de l'obtention des Jeux Olympiques d'Hiver de 1992 à la France) à 2006 (date de la scission entre le hockey sur glace et la FFSG). Il s'agit d'un travail socio-historique qui portera son attention sur les structures fédérales (et leurs transformations) et sur l'évolution de la politique de la Commission Sportive Nationale de Hockey sur Glace (CNHG), notamment en ce qui concerne la mise en spectacle et la professionnalisation de ce sport au cours de la période que nous avons définie précédemment. Nous nous intéresseront également aux clubs évoluant (ou ayant évolué) en première division. L'analyse, outre la stratégie globale, doit comprendre les jeux d'acteurs au sein de l'espace fédéral (CNHG et FFSG) et leurs rapports de force, les soubassements idéologique de l'action dans le cadre fédéral, mais aussi tenir compte du contexte sportif national avec le développement du sport-spectacle et du « star système » au cours des années 1980. Il s'agira également d'analyser la structuration du hockey sur glace sous forme professionnelle (e.g., ligue professionnelle, statut des clubs, syndicats (joueurs, clubs, arbitres), contrôle de gestion, etc.) et son positionnement à l'international avec les conséquences des différentes législations européennes (e.g., arrêt Bosman (1995), arrêt Malaja (2002)).

International audience

International audience; The linearity of closed-loop accelerometer microsystems is potentially the equivalent of the readout resolution. Most of the closed-loop accelerometers presented in the literature use an analog lead compensator because of its ease of implementation and inherent stability. The drawback of this choice is degraded linearity because of the poor control of the proof mass. The microsystem presented in this paper uses a capacitive comb accelerometer, a delta-sigma interface and an 8th-order compensator which includes lead, lag and proportional contributions. The complete microsystem is modelled using Matlab/Simulink before silicon implementation. Optimization of the compensator coefficients is based on control theory techniques.