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Étude Des Communautés Microbiennes Rhizosphériques De Ligneux Indigènes De Sols Anthropogéniques, Issus D’Effluents Industriels Cyril Zappelini

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Étude Des Communautés Microbiennes Rhizosphériques De Ligneux Indigènes De Sols Anthropogéniques, Issus D’Effluents Industriels Cyril Zappelini Étude des communautés microbiennes rhizosphériques de ligneux indigènes de sols anthropogéniques, issus d’effluents industriels Cyril Zappelini To cite this version: Cyril Zappelini. Étude des communautés microbiennes rhizosphériques de ligneux indigènes de sols anthropogéniques, issus d’effluents industriels. Sciences agricoles. Université Bourgogne Franche- Comté, 2018. Français. NNT : 2018UBFCD057. tel-01902775 HAL Id: tel-01902775 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01902775 Submitted on 23 Oct 2018 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. UNIVERSITÉ DE BOURGOGNE FRANCHE-COMTÉ École doctorale Environnement-Santé Laboratoire Chrono-Environnement (UMR UFC/CNRS 6249) THÈSE Présentée en vue de l’obtention du titre de Docteur de l’Université Bourgogne Franche-Comté Spécialité « Sciences de la Vie et de l’Environnement » ÉTUDE DES COMMUNAUTES MICROBIENNES RHIZOSPHERIQUES DE LIGNEUX INDIGENES DE SOLS ANTHROPOGENIQUES, ISSUS D’EFFLUENTS INDUSTRIELS Présentée et soutenue publiquement par Cyril ZAPPELINI Le 3 juillet 2018, devant le jury composé de : Membres du jury : Vera SLAVEYKOVA (Professeure, Univ. de Genève) Rapporteure Bertrand AIGLE (Professeur, Univ. de Lorraine) Rapporteur & président du jury Céline ROOSE-AMSALEG (IGR, Univ. de Rennes) Examinatrice Karine JEZEQUEL (Maître de conférences, Univ. de Haute Alsace) Examinatrice Nicolas CAPELLI (Maître de conférences HDR, UBFC) Encadrant Christophe GUYEUX (Professeur, UBFC) Co-directeur de thèse Michel CHALOT (Professeur, UBFC) Directeur de thèse « En vérité, le chemin importe peu, la volonté d'arriver suffit à tout. » Albert Camus Remerciements Ces en cette endroit ou il est d'usage d'exprimer tout la gratitude de l'auteur, a tout les personnes qui on contribue activement passivement au bon déroulement de la thèse, dis être chaleureusement remercier mais pour ma par il mais indispansable dis associes tout les personnes qui on permit le lons de c'est 15 dernier années, de presanter ce manuscrie pour l'obtention du diplome de doctorat et du titre de docteure. Je remercie: Les financeur de mon contrat de thèse, le Ministère de l'Enseignement supérieur de la Recherche et de l'Innovation pour l'octroi d'une bourse de thèse handicap de trois ans ainsi qu'une prolongations de six mois a la colectiviter du PAYS DE MONTBÉLIARD AGGLOMÉRATION, pour le financement de quatre mois afin de bouclés mais travaux et le laboratoire de Montbéliard, de mis avoir fait bénéficier de-même que l'ensemble des financeur des projets qui on contribuer au activité de recherche. L’universiter de franche comter, est tout particulierment les differant interlocuteur qui on contribuer a l’obtantion de la bource de these des differant amenagement. Les sociétés INOVYN (Tavaux), CRISTAL (Thann) et leur responsable Environnement David Cazaux, Jean-Michel Colin, pour l'accés au site. L’ecole doctorale ED ES est plus particulierment Pr Nadine Bernard, pour sont southien dans les differante demarche ainsi que Mm Martine Gautheron. La direction du laboratoire, Güdrun Bornette directrice, Francise Raoul directeur adjouint, pour leur soutient et l'atribution d'outille d'aide a la redaction. mais égalment Pr Danniel Gilbert directeur du présedant quadrienale , pour son soutien dans l'encemble des demarche. les differant service du laboratoir, gestion, informatique, pour leur aide et leur disponibiliter. les Rapporteur, Pr Vera SLAVEYKOVA de l'Université de Genève, Pr Bertrand AIGLE de l'Université de Lorraine, davoire accepter d'evaluer ce manuscrie est de participer a Mon jurie. Les examinatreur , Dr Karine JEZEQUEL de l'Université de Haute-Alsace, Dr IR CNRS Celine ROOSE-AMSALEG de l'Université RENNES, pour avoire accepter de prandre pare a mon jurie. mes encadrement, dont ces quelle que ligne ne seront j'amais suffisans pour evoquer tout ma gratitude en verre eux. mon directeur de Thèse, Pr Michel Chalot, de m'avoire ouver c'est porte dans le cadre de mon M2,de cetre amploier activement pour quelle ne se refferment pas prematurement du mois, jusque a la thèse. pour tout sont investisment en temps en ecout ..., est tout sa confiance qu'il me porte. mon Co-directeur de Thèse, Pr Christophe Guyeux, pour sa reactiviter, sa contribution tout au long du projet et en particulier c'est dernier mois. mon encadrent, Dr Nicolas Capelli,pour sa disponibliter sont ecoute, tout l'aide, c'est conseile, c'est bon moment est a ce titre je remercie tout ca famile pour leur bonne acceuil. Mes parents et ma soeur pour leur southien et mavoire porter tout au lon de mon cursuse signueus, sans la quelle je ne serais jamais arrivet a gravire et franchire les nombreus paliet avant le doctora. Émilie, pour sont aide, sa resiliance dans les dernier mois de thèse. Les collaborateur damiens du LIEC , didier, marion du CHRU de Besançon, benoit du labo des haut de chasale les membre actuel et ce qui on coiser ma route au laboratoire de Montbeliard, du RDC passant au 1er et du 2eme etage. Le groupe, julie, Mohamade, loic, alexi. les post-doc lisa, vanessa, pour leur aide, leur experiance, leur bonne humeur, est les bon moment. marie-laure pour les coup de mains est la personne resource du labo. coralie pour tout sont aide. les stagier, François,cyndi, alexendre,anaelle Ma profeseur SVT de 3e d'insertion melle Thomas qui ma fait bifurquer d'itinaire dans mon projet profesionel Le laboratoire d'analyse medicale des Trois lyse, du Dr herve Steinmetz et sont equipe, pour m'avoir parmies des mais 16ans de me faire mais 1er armes sur la paillase est de forger mon amoure du travaille de laboratoire. sandrine dys comme mois qui ma mie une µpipette en main pour ma 1er analyse (CRP) dans ma 1er heurs de stage. mon Orthophoniste Mme Portemmane-Wesner pour sont devoument sont soutien et sont travail qui remonte a ci loin (CE1 -> BEPA) qui mon permis a relevet les deffies sucsésife que je me suis donner. L’equipe pedagojique de l'epoque du Lycée agricole de colmar Wintzenheim de m'avoire donner la posibiliter d'intégres le BEPA,est le soutine dans mon projet pro, pour la mise en place de mais 1er amenagment au examaein , ainsi cas Mme Cabanaque pour sa transmition de la rigeure sientifique,est des paillase bien organiser, a Mme Botte pour sont soutiens est de mavoire transmie les bonne pratique du laboratoire et de la microbiologie. l'equipe pedagojique du lycée Lavoiser de Mulhouse de m'avoir permis d'effectuer la paceraile entre le BEPA et la 1er STL, ainsi que les amenagement au BAC, qui ma permie de continuer l'aventure . l'equipe pedagojique de ecole nationale d'industrie laitier. Universiter de haute alsace le service handicape,le service de santer de colmard et l'equipe pedagojique de UFR PEPS d'avoire contribuer au sucer de mon cursice universitaire. camille, karine, yann, marce qui attiser ma flamet pour la bioremédiation et poursuivre en thèse Mme Koenig pour avoir prie de sont temps pour ameliore mon anglais ainsi que sont marie Ms Koeing mon prof de bio de lycée. Sylvie lothe et l'equpe des TERRE de entreprise SADEF, pour tout l'experiance professionel que j'ai peus aquerire dans le monde de l'analyse agronomique est environemental des sols Résumé Mon sujet de thèse intègre l’un des projets globaux de l’UMR UFC/CNRS 6249 Chrono- Environnement intitulé « stratégies de phytoremédiation basées sur l’utilisation d’arbres et de microorganismes associés », qui s’appuie, entre autre, sur 2 projets de recherche : le projet PROLIPHYT (Eco-Industrie, ADEME, 2013-2018) ou « PROduction de LIgneux PHYToremédiants », le projet PHYTOCHEM (ANR CD2i, 2013-2018) ou « Développement de procédés chimiques éco-innovants pour valoriser les biomasses issues des phytotechnologies ». Les objectifs généraux sont d’améliorer le potentiel de phytoremédiation d’un panel d’espèces ligneuses et de développer le potentiel microbien pour une phytoremédiation aidée sur sol contaminé. En plus de limiter l’impact des polluants, cette stratégie vise à promouvoir la production de biomasse sur sols délaissés et non exploitables par l’agriculture, tout en assurant la biodiversité nécessaire à la restauration d’un écosystème anthropogénique. Mon travail de thèse est financé au travers un contrat doctoral ministériel handicap (dyslexie). Il s’appuie sur la réhabilitation de deux zones de stockage de sédiments industriels, utilisées jusque dans les années 2000. Ces deux sites expérimentaux (terril de l’Aillon, site INOVYN de Saint-Symphorien-sur-Saône en Côte-d’Or ; terril de l’Ochsenfeld, site CRISTAL de l’Ochsenfeld en Alsace) présentent des caractéristiques physico-chimiques très particulières qui en font des lieux d’étude privilégiés. Le premier est un ancien terril de décantation dont les sédiments enrichis en Hg, Ba et As proviennent du traitement des eaux usées issues du procédé d’électrolyse à Hg de l’entreprise SOLVAY. Le second est un terril constitué d’un remblai dans lequel ont été stockés depuis les années 1930, les résidus d’extraction du dioxyde de titane de l’usine CRISTAL de Thann. A l’inverse du premier site expérimental, on observe une flore peu abondante qui se traduit par un développement hétérogène d’une espèce ligneuse principale, le bouleau. La recolonisation naturelle et spontanée de végétaux, plus particulièrement d’espèces ligneuses sur les deux sites est sans doute le résultat d’étroites collaborations avec des microorganismes telluriques situés aux abords de leur système racinaire. Nous avons ainsi choisi de travailler sur 3 espèces pionnières qui se sont naturellement réimplantées sur les deux sites d’études : le saule et le peuplier pour la friche industrielle du site de l’Aillon INOVYN et le bouleau pour l’unité de traitement des effluents du terril de l’Ochsenfeld.
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