Caractérisation du labneh Ambaris, un lait fermenté libanais, et exploration des communautés microbiennes impliquées dans sa réalisation

Le labneh Ambaris est un lait fermenté libanais traditionnellement fabriqué avec du lait cru de chèvre dans des jarres spécifiques en terre cuite. Il est largement apprécié des consommateurs et représente une source de revenue non négligeable pour les producteurs. Nos modes de vie et l’industrialisation des procédés de fabrication questionnent sur le devenir des microorganismes endogènes qui structurent ce produit, patrimoine immatériel du Liban. Le premier objectif de cette thèse, menée dans des conditions réelles de fabrication, était de caractériser le labneh Ambaris en mettant l’accent sur les écosystèmes microbiens impliqués dans sa réalisation. Ainsi, une cartographie de ce lait fermenté, tant sur le plan physicochimique et microbiologique que sur le plan sensoriel a été établie. Les approches multidisciplinaires utilisées et notamment la « Next Generation Sequencing » nous ont fourni une vision globale du labneh Ambaris se présentant sous la forme d’un écosystème microbien complexe dont la biodiversité dépend des exploitations. Ce lait fermenté égoutté est acide (pH moyen de 3,4) et une matière sèche moyenne de 35%. Les espèces bactériennes et fongiques dominantes identifiées sont Lactobacillus kefiranofaciens, Lentilactobacillus kefiri, Lactiplantibacillus plantarum et Lactococcus lactis ainsi que Geotrichum candidum et Pichia kudriavzevii. Après construction d’un lexique sensoriel, le labneh Ambaris a été décrit comme ayant un goût acide accompagné d’une odeur et d’une saveur de chèvre. Par comparaison des profils microbiens des produits issus des laits crus et des laits pasteurisés, il semblerait que le lait ne soit pas le seul facteur déterminant de la diversité microbienne (ou du moins pas directement), suggérant des rôles de la flore résidente chez le producteur. Dans la troisième partie de cette thèse, les résultats ont confirmé que les espèces coeur identifiées s’installent précocement dans le produit et y persistent jusqu’à la fin de la maturation avec des abondances variables selon le stade de fermentation. Ils ont aussi suggéré qu’au démarrage de la fermentation, l’éventuelle contribution des flores résiduelles de la jarre, agissant comme starter, serait une piste à explorer. Par la suite, les flores semblent s’équilibrer de façon à évoluer similairement et indépendamment du contenant/ de l’âge du contenant. Les résultats de cette thèse constituent un point de départ et méritent d’être poursuivis pour mieux comprendre les rôles fonctionnels des espèces majoritaires, des facteurs biotiques et abiotiques qui régissent la biodiversité microbienne de ce produit, dans l’objectif de protéger et de valoriser le labneh Ambaris, et in fine de lui donner une place au sein de l'économie nationale et mondiale

Dynamique des communautés bactériennes et effet du glyphosate lors du compostage de biomasse lignocellulosique

Le compostage est un procédé anthropique basé sur le processus naturel de décomposition de la biomasse qui exploite l'activité enzymatique des microorganismes sous le contrôle de plusieurs facteurs environnementaux. Les résidus lignocellulosiques de par leur composition et leur faible pourcentage d'humidité sont particulièrement adaptés au compostage dans lequel ils jouent le rôle d’élément structurant. Bien que majoritairement d’origine végétale, la matière organique dirigée vers les sites de compostages est très diversifiée, tout comme les types de contaminants qu’elle peut incidemment contenir et dont l’impact sur les processus de biodégradation, et de surcroit leur rémanence dans l’environnement, reste largement à investiguer. L’objectif de cette thèse vise ainsi à faire état de l’effet de la composition de la biomasse lignocellulosique et de la présence d’un contaminant fréquent tel que le glyphosate sur le compostage. Pour ce faire, le suivi de la transformation de la matière organique végétale et de la dégradation du glyphosate, l’évolution des paramètres physicochimiques et la dynamique de recrutement des populations bactériennes ont été effectués tout au long du processus. Deux expériences menées sur le terrain visaient dans un premier temps à mesurer l’effet de l’âge d’une plante ligneuse, dans ce cas-ci le saule arbustif (Salix), et d’une période d’entreposage hivernal sur la transformation de la biomasse, et dans un deuxième temps à étudier les dynamiques de succession bactériennes impliquées dans le cycle du carbone et de l’azote lors du compostage de résidus végétaux. Les résultats obtenus ont révélé une différence dans la composition de la biomasse des tiges âgées de 2 ans et de 3 ans. Alors que les premiers contenaient plus de composés extractibles, les seconds étaient plus riches en sucres structuraux. Ces différences expliquent une hausse des températures plus forte et plus rapide dans le tas de copeaux de tiges plus jeunes. La diminution des composés extractibles, la conservation des sucres structuraux et l’augmentation de la proportion de lignine démontrent l’importance de la source de carbone soluble pour l’initiation de la décomposition du bois et la récalcitrance des éléments lignocellulosiques durant l’entreposage hivernal. La seconde expérience a mis en évidence une très grande diversité de bactéries responsables de la décomposition de la cellulose, des hémicelluloses et de la lignine durant la phase thermophile du compostage. Cette phase qui était le théâtre d’une activité intense comptait moins d’espèces, mais ces dernières étaient très abondantes, une tendance qui s’est inversée avec la maturation de la matière organique. La dynamique observée traduit une redondance fonctionnelle des communautés qui semblent évoluer selon la température, le taux d’oxygène et la nature du substrat disponible. Une troisième expérience menée en milieu contrôlé a ensuite démontré l’impact négligeable du glyphosate sur l’activité microbienne et l’évolution des paramètres physicochimiques lors du compostage. Le glyphosate était presque ou entièrement dégradé à l’issue du compostage et la présence du principal produit de dégradation, l’acide aminométhylphosphonique (AMPA) n’a d’ailleurs même pas pu être quantifiée durant l’expérience. L’impact du glyphosate sur les communautés bactériennes était également négligeable. Seules quelques bactéries étaient différentiellement abondantes entre les deux traitements, la grande majorité étant moins abondante dans le traitement contenant du glyphosate. La richesse en espèces aux différents temps d’échantillonnage était la même entre le traitement témoin et le traitement contenant du glyphosate « pur » et l’analyse de la bêta-diversité n’a relevé aucune différence significative entre les communautés présentes dans le traitement témoin et le traitement glyphosate. Cette thèse a ainsi fait valoir l’importance de la nature initiale de la matière organique sur l’activité microbienne, le recrutement et la dynamique des communautés durant le compostage, tandis que la présence du contaminant glyphosate s’est présenté comme un facteur beaucoup moins déterminant sur les processus de décomposition et l’abondance des espèces bactériennes. Ces informations devraient non seulement permettre d’optimiser le traitement de la matière organique par compostage, mais aussi de mieux évaluer les risques potentiels associés au compostage de biomasse contaminé.Composting is an anthropic process based on the natural decay of biomass that exploits the enzymatic activity of microorganisms under the control of several environmental factors. Due to their composition and low moisture content, lignocellulosic residues are particularly suitable for composting and serve as a structuring element, which confers them an important role in the process. Although mostly of plant origin, the organic matter (OM) directed towards composting sites is highly diversified, as are the types of contaminants it can contain. The impact of these contaminants, such as glyphosate, on the biodegradation process and their persistence in the environment remain to be investigated. The objective of this thesis is thus to report on the effect of the composition of the lignocellulosic biomass and the presence of glyphosate on the evolution of the physicochemical parameters and the recruitment of bacteria during composting, while ensuring the follow-up of the transformation of the vegetable organic matter and the degradation of glyphosate during the process. Two field studies were conducted to measure the effect of stem age and winter storage on the transformation of wood chips, and to study the dynamics of bacterial succession involved in the carbon and nitrogen cycle during the composting of plant residues. The results obtained revealed a difference in the composition of 2-year-old and 3-year-old stems from shrub willow (Salix sp.), with the younger ones containing more extractable compounds and the more mature ones richer in structural sugars. These differences were reflected in a higher and faster temperature rise in the younger chip pile. A decrease in extractives, retention of structural sugars, and an increase in the proportion of lignin demonstrate the importance of the soluble carbon source for the initiation of wood decomposition and recalcitrance of lignocellulosic elements. The second experiment revealed a very high diversity of bacteria responsible for the decomposition of cellulose, hemicelluloses and lignin during the thermophilic phase of composting. This phase, during which intense activity took place, had fewer species, but they were very abundant, a trend that reversed as the organic matter matured. The observed dynamics reflect a functional redundancy of the communities, which seems to evolve according to the temperature, oxygen level and nature of the available substrate. A third experiment conducted in a controlled environment demonstrated the negligible impact of glyphosate on microbial activity and the evolution of physicochemical parameters during composting. Glyphosate was almost or completely degraded after composting, while the main product of degradation, aminoethylphosphonic acid (AMPA), was not detected. The impact of glyphosate on bacterial communities was also negligible, while species richness at different sampling times was the same when comparing the control treatment and the treatment containing "pure" glyphosate. The beta-diversity analysis found no significant difference between the communities present in the control and glyphosate treatments, while a few bacteria were differentially abundant between the two treatments, the vast majority being less abundant in the glyphosate treatment. This thesis has thus highlighted the importance of the initial nature of the organic matter on microbial activity as well as on the recruitment and dynamics of bacterial communities during composting, while the presence of glyphosate was shown to be a weak determinant of decomposition processes and species abundance. This information should help to optimize the treatment of organic matter by composting and to better assess the potential risks associated with composting contaminated biomass

Evaluation des services et dis-services écosystémiques rendus par les cultures intermédiaires multi-services et par la biofumigation pour améliorer la productivité du tournesol

Le tournesol présente des atouts agro-écologiques (économe en intrants, tolérant à la sécheresse) et occupe une place importante parmi les cultures oléagineuses. La culture est semée après une interculture pendant laquelle le sol reste sans couverture, ce qui peut l’exposer à une lixiviation de nutriments. Aussi, deux bioagresseurs telluriques de la culture (Verticillium dahliae et Orobanche cumana) sont en expansion. L’interculture pourrait être valorisée par l’implantation de cultures intermédiaires multi-services (CIMS), telles que des Brassicacées pour leurs effets pièges à nitrates et leurs propriétés allélopathiques, qui permettent une production de molécules au potentiel biocide, notamment lors de son broyage et de son enfouissement (biofumigation). De plus, des Fabacées peuvent enrichir le sol en nitrates. Leur association pourrait induire une mutualisation de ces effets. L’objectif de la thèse était d’évaluer des services écosystémiques fournis par l’introduction de Brassicacées ou une Fabacée, seules ou associées, et de la biofumigation sur le tournesol. De potentiels dis-services sur des communautés microbiennes d’intérêt agronomique ont aussi été étudiés. Les CIMS choisies étaient la moutarde brune, le radis fourrager, la navette fourragère et la vesce du Bengale. Les expérimentations menées au laboratoire qui visaient à exposer V. dahliae et O. cumana à des broyats ont mis en évidence des régulations du développement du V. dahliae sur milieu de culture grâce aux Brassicacées et de la germination d’O. cumana (effet prédominant de la moutarde brune) et des effets plus variables des broyats sur le nombre de fixations ou d’émergences d’Orobanche. Au champ, la régulation de la Verticilliose est plus variable. Le radis fourrager semble être la CIMS la plus prometteuse pour lutter contre cette maladie, avec une réduction des dégâts ayant atteint 40% en 2016. Cependant, cette régulation pourrait dépendre de différents facteurs (météorologiques et techniques). Les effets des CIMS sur les quantités d’azote dans le sol et des rendements, en comparaison au sol nu, sont également variables en fonction des années et des CIMS. Une augmentation de l’azote (+50 kg.N.ha-1) a été observée en 2019, suite à de la vesce du Bengale. Une augmentation du rendement du tournesol a été observée (+0.7 t.ha-1) suite à la vesce du Bengale en 2020, mais des réductions (-0.5 à -0.6 t.ha-1) sont également à noter suite à un mélange. Aucun dis-service à l’égard de communautés microbiennes n’a été identifié durant ce travail de thèse. Les CIMS et la biofumigation, en particulier le radis fourrager ou la vesce du Bengale, auraient le potentiel de fournir des services écosystémiques, mais leur expression dépend des conditions météorologiques et de l’itinéraire cultural mis en place. Des travaux sont nécessaires afin de confirmer les effets observés, et pourraient s’appuyer sur une plus large diversité d’espèces et de variétés de radis, de vesces ainsi que de tournesols à évaluer. Des validations au sein de réseaux d’expérimentation chez des agriculteurs pourraient aussi être envisagées

Bronchopneumonies infectieuses des jeunes bovins : de la complexité du microbiome aux particularités évolutives et cliniques de virus respiratoires encore méconnus.

L’étiologie des bronchopneumonies infectieuses (BPI) des jeunes bovins est multifactorielle, mettant en cause des agents infectieux comme des bactéries, virus ou parasites, et également des facteurs de risques liés à la conduite d’élevage et à l’environnement. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés aux virus respiratoires bovins. Nous avons étudié le virome de l’appareil respiratoire superficiel et profond des jeunes veaux atteints de BPI par des approches de séquençage à haut débit pour mieux caractériser les co-infections virales et identifier de nouveaux virus. Par ailleurs nous nous sommes intéressés au contexte dans lequel les virus opèrent en analysant la structure, la diversité, et le dynamisme du bactériote respiratoire chez des veaux sains et atteints de BPI. Les résultats suggèrent que de nombreux virus agissent en interactions et montrent une prédominance du coronavirus bovin (BCoV) dans les cavités nasopharyngées et également dans les poumons des veaux atteints de BPI. L’étude phylogénétique des BCoV isolés indique une ségrégation entre souches européennes d’une part et américaines et asiatiques d’autre part qui semble résulter d’un phénomène de recombinaison dans les années 1960-70. Par ailleurs un astrovirus bovin a été clairement détecté pour la première fois principalement dans les poumons de veaux atteints de BPI. L’analyse du microbiote indique, elle, une disparité écologique entre cavités superficielles et profondes et des interactions possibles entre agents pathogènes connus et différentes communautés bactériennes de la flore résidente. Enfin une partie des travaux a concerné le virus influenza D (IDV), un nouveau virus respiratoire bovin émergent récemment identifié en France. Lors d’une infection expérimentale chez des veaux nous avons démontré que IDV possède un pouvoir pathogène respiratoire modéré et qu’il module la réponse immunitaire innée du veau. Nous avons aussi confirmé le caractère ubiquiste d’IDV en démontrant sa circulation sur le continent africain. En conclusion, grâce à des méthodes de séquençages à haut débit ce travail a permis une meilleure description et caractérisation des virus respiratoires bovins et de leur environnement immédiat. Il ouvre des perspectives pour mieux comprendre le rôle des interactions virales dans la genèse des signes cliniques respiratoires

Développement d'un probiotique fonctionnalisé comme antibiotique hautement spécifique

La biologie synthétique est une discipline appliquant les principes d’ingénierie à la conception de circuits génétiques complexes ayant pour but d’exercer de nouvelles fonctions non retrouvées dans la nature. Ces approches ont rapidement suscité un grand intérêt dans le domaine médical où bon nombre de systèmes furent créés afin de répondre à des besoins non comblés par des approches classiques. Un des défis médicaux d’importance des prochaines années concerne le traitement des infections bactériennes résistantes aux antibiotiques. L’accumulation rapide de gènes de résistance, combinée au ralentissement des efforts de développement de nouveaux antibiotiques par les compagnies pharmaceutiques menacent de créer une grande crise sanitaire d’ici 2050. Afin de répondre à ce défi, l’utilisation de CRISPR-Cas9 pour éliminer spécifiquement des bactéries résistantes aux antibiotiques fut proposée. En utilisant des approches de biologie synthétique et de génomique, il est maintenant possible d’utiliser Cas9 pour discriminer des souches bactériennes selon leurs séquences d’ADN. En ciblant des séquences uniquement retrouvées dans des souches problématiques (par exemple des gènes de résistance aux antibiotiques, des gènes de virulences, des toxines), il est possible d’éliminer ces bactéries d’un mélange complexe sans affecter les autres membres de la communauté bactérienne. Le principal défi de ce type d’approche concerne la méthode de livraison de CRISPR-cas9. L’efficacité globale du système sera dépendante de la capacité de livraison du complexe CRISPR-cas9 aux cellules cibles. Durant mon doctorat, j’ai travaillé au développement d’un outil de livraison de CRISPR-cas9 hautement performant dans le microbiote entérique. Cet outil exploite la conjugaison bactérienne comme véhicule de livraison des gènes encodant le système CRISPR-Cas9 à des bactéries directement dans l’intestin. Le système CRISPR-cas9 est alors exprimé dans la cellule réceptrice, interroge son génome pour une séquence cible programmable et la clive, menant ainsi à la perte d'intégrité du génome et en la mort de la cellule cible. Afin de développer cet outil, j’ai d’abord effectué le criblage de 13 systèmes conjugatifs pour leur efficacité de transfert d’ADN directement dans l’intestin d’un modèle de souris. Ces criblages m’ont permis d’identifier TP114, un plasmide de la famille d’incompatibilité (Inc) I2 pouvant se transférer à virtuellement toutes les Escherichia coli réceptrices sondés dans nos tests. L’étude de TP114 m’a ensuite permis d’identifier un mécanisme essentiel à la conjugaison bactérienne dans l’intestin, soit la stabilisation de la paire de conjugaison. Chez TP114, ce mécanisme est exercé par un pilus de type IV qui est essentiel pour la conjugaison in situ, mais pas pour la conjugaison sur milieu de culture en agar. J’ai ensuite travaillé sur l’insertion du système CRISPR-cas9 directement dans TP114. Pour ce faire, il me fallait manipuler deux molécules d’ADN pour forcer leur fusion de façon dirigée et sans stimuler la recombinaison homologue afin d’éviter que des systèmes composés de plusieurs ARN guide (ARNg) recombinent sur eux-mêmes et perdent des sections de séquences. Pour ce faire, j’ai mis au point une technique d’assemblage d'ADN in vivo appelé DROID qui utilise la recombinaison site-spécifique dépendante de Bxb1 afin de médier la fusion des deux molécules d’ADN. Ensuite, des sites FRT adéquatement placés permettaient la délétion de marqueurs de résistance aux antibiotiques et autres éléments génétiques superflus. La méthode s’est montrée très efficace et robuste avec des taux de succès d’insertion de >99 %. Finalement, j’ai été en mesure de développer le système COP (COnjugative Probiotic), un probiotique exploitant la grande efficacité conjugative de TP114 in situ dans l’intestin pour mobiliser un système CRISPR-cas9. Après avoir conçu un ARNg ciblant le gène de résistance au chloramphénicol, j’ai ensuite effectué une preuve de concept où un mélange de bactéries cibles et non-cibles était introduit en quantité égale dans le système digestif de la souris. Ce premier système exploitant les capacités naturelles de TP114 a été en mesure d’éliminer 98 % des bactéries cibles en 3 jours. Afin d’améliorer l’efficacité et la dynamique de conjugaison de TP114, j’ai ensuite eu recourt à des techniques d’évolution accélérée afin d’obtenir un mutant de TP114 présentant des performances accrues. Ce système COP amélioré a ensuite atteint une efficacité d’élimination spécifique de 99,5 % en moins de 24 heures avec une seule dose. L’ensemble de ces résultats démontrent le potentiel de la technologie COP comme alternative aux antibiotiques pour le traitement d’infections entériques. Les expériences de preuve de concept ont d’ailleurs permis l’application pour un brevet maintenant en phases nationales et la création d’une entreprise du secteur des biotechnologies. Les données accumulées sur TP114 permettront, dans les travaux futurs, de raffiner le système en lui ajoutant des mesures de bioconfinement et en continuant d’améliorer ses propriétés

Adaptations des cyanobactéries marines du genre Synechococcus au gradient latitudinal de température

Marine picocyanobacteria are the most abundant photosynthetic organisms on Earth. Among them, Synechococcus displays a wide latitudinal distribution, ranging from the equator to polar circles, suggesting that they have evolved efficient adaptive strategies to cope with the latitudinal temperature gradient. The first part of this PhD work aimed at studying the thermophysiology of different lineages of the marine Synechococcus radiation. The combination of thermal acclimation and stress experiments with a phyloecology study allowed unveiling the existence of lineages physiologically specialized in distinct thermal niches, i.e. thermotypes. This work furthermore pointed out the importance of the capacities to optimize the photosynthetic apparatus efficiency for successful temperature acclimation. The thermostability of photosystem II, a key complex to the regulation of light energy utilisation, was compared within several marine Synechococcus strains. The results revealed that the photosynthetic antenna and its components have distinct thermostabilities, which are related to the strain isolation latitude. Structural homology models of phycobiliproteins thus revealed sites of molecular adaptation of the antenna to temperature. The function of the photosynthetic complexes is dependent on the fluidity of the membranes in which they are embedded, a physical factor regulated by temperature. The results a first lipidomic study suggested that the regulation of the composition in acyl chains plays an important role in temperature acclimation in marine Synechococcus. Furthermore, genomic comparative analyses revealed notably that marine Synechococcus have distinct sets of desaturase enzymes which have likely played a role in the colonization of different thermal niches. The results of this PhD thesis, which are discussed in the context of the Synechococcus adaptive evolution to the latitudinal gradient of temperature, raise new hypotheses for some future exciting work.Les picocyanobactéries marines sont les organismes photosynthétiques les plus abondants de la planète. Parmi celles-ci, les Synechococcus marins sont détectés de l’équateur aux cercles polaires, suggérant qu’ils ont évolué des stratégies adaptatives très efficaces à la température. La première partie de ce travail de thèse a visé à étudier la thermophysiologie de différentes lignées de la radiation des Synechococcus marins. Les résultats d’expériences de variations thermiques à court et long terme associées à une étude de phyloécologie ont démontré l’existence de clades physiologiquement spécialisées dans des niches thermiques distinctes, i.e des thermotypes. Ces travaux ont de plus mis en évidence l’importance de l’optimisation de l’efficacité de l’appareil photosynthétique dans l’acclimatation à la température. Ainsi, la thermostabilité du photosystème II, complexe clé de la régulation de l’énergie, a été comparée chez différentes souches de Synechococcus marins. Ces travaux ont révélé de grandes différences de thermostabilité de l’antenne photosynthétique et de ses constituants, qui sont corrélées à la latitude d’isolement des souches. L’étude de modèles d’homologie de structure de phycobiliprotéines a permis de révéler certaines des adaptations moléculaires de ce complexe à la température. La fonctionnalité des complexes photosynthétiques est directement dépendante de la fluidité des membranes au sein desquelles ils sont insérés, un facteur physique très influencé par la température. Le troisième volet de cette thèse a permis de mieux comprendre les mécanismes de régulation des lipides membranaires chez les Synechococcus marins. Les résultats montrent que la composition en acides gras joue un rôle important durant l’acclimatation à différentes températures. De plus, par une approche de génomique comparative, ce travail de thèse montre que les Synechococcus marins présentent des équipements différents en enzymes désaturases, qui ont très probablement joué un rôle dans la colonisation de différentes niches thermiques. Les résultats de ce travail de thèse, discutés dans un contexte d’évolution de l’adaptation au gradient latitudinal de température chez les picocyanobactéries marines, soulèvent de nouvelles hypothèses exaltantes pour les travaux futurs

Fonctionnement hydro-biogéochimique des hydrosystèmes karstiques: Impact du changement climatique et du changement d'occupation des sols

Les hydrosystèmes karstiques sont des environnements très sensibles aux activités anthropiques (AA) et aux variations hydroclimatiques, telles que celles entraînées par le Changement Climatique (CC). Au sein de la Zone Critique (ZC), ces milieux sont les plus réactifs et également les plus vulnérables à ces forçages qui peuvent modifier le transfert interne rapide des éléments dissous, et notamment des contaminants. Ces systèmes karstiques sont donc d’excellents candidats pour étudier l’impact du CC et des AA sur les ressources en eau et sur les cycles biogéochimiques des éléments, notamment C et S, fortement perturbés par les changements d’occupation des terres, ainsi que par les retombées atmosphériques liées aux AA (dépôts acides). L’objectif de cette thèse est donc de comprendre le fonctionnement hydro- biogéochimique des systèmes karstiques en milieu tempéré et d’identifier l’impact du CC et des AA. Ces questionnements ont été abordés à différentes échelles spatiales et temporelles sur le bassin versant karstique du Baget (BC, Pyrénées Ariégeoises, bassin forestier, multilithologique et quasi pristine) et sur une vingtaine d’autres bassins versants karstiques à l'échelle régionale (Pyrénées et Massif Central). Ces bassins disposent d'une base de données robuste pour étudier à long ou moyen terme leur réponse hydrogéochimique à ces impacts. Sur BC, depuis les années 70, les suivis hydroclimatiques (précipitation, température, débit), hydrochimiques (éléments majeurs) et isotopiques (13C, 34S ), ont permis: (i) d’identifier et quantifier la contribution des sources atmosphérique, biologique, anthropique et lithologique aux flux d’éléments dissous exportés par la rivière ; (ii) de déterminer les principaux facteurs environnementaux contrôlant les concentrations et les flux d’éléments dissous exportés par la rivière, tels que la lithologie, le drainage, l’épikarst, la température et l’occupation des sols; (iii) d’établir les bilans de matières dissoutes et particulaires, l’intensité de l’érosion mécanique et chimique, et la consommation de CO2 par l’altération chimique des roches et ; (iv) de mettre en évidence de mécanismes internes au cours d’eau comme la précipitation de la calcite et le dégazage de CO2, grâce au développement innovant de diagrammes de mélange basés sur le 13CDIC. De plus, l’analyse haute fréquence a permis : (i) d’identifier l’importance des différents types d’écoulements (écoulements à réponse rapide, de subsurface et de base) sur la qualité des eaux ; (ii) d’établir une typologie des crues en fonction de leur nature, de leur intensité et du comportement des éléments; (iii) de quantifier l’importance des événements hydrologiques majeurs sur les flux totaux annuels de matières en suspension (90%) et d’éléments en solution (>50%) pendant moins d’un tiers du temps de l’année. L’évolution des concentrations en éléments majeurs dans le BC est globalement comparable aux tendances observées dans les Pyrénées (5 bassins étudiés) et le Massif Central (15 bassins). L’augmentation de Ca+Mg (+5 μeq.L-1.an-1) et de l’alcalinité (+9 μeq.L-1.an-1) dans les eaux de drainage du BC sur les 40 dernières années, est statistiquement liée à l’augmentation de la température (+0,03 °C.an-1), à la diminution du débit (-4 L.s-1.an-1) et à la fermeture du milieu (reprise de la forêt de +0,05 Km2.an-1). Cette quantification a été rendue possible grâce à la détermination d’un indicateur original d’évolution du paysage par analyse d’images depuis les années 40. De plus, la baisse des sulfates (-2,2 μeq.L-1.an-1) du cours d’eau est le reflet de la diminution du dépôt atmosphérique acide observée dans les zones rurales françaises. Cette baisse continue suggère que le déstockage du soufre des sols, issu des apports atmosphériques acides, se produit encore aujourd'hui vers le cours d’eau