Avis de soutenance - doctorat - Dimitri MEDETIAN

Depuis quinze ans, les études de la biodiversité grâce à l'ADN environnemental (ADNe) se sont rapidement multipliées dans des environnements variés (eau, sol, air). L'ADNe correspond à l'ADN naturellement relâché dans le milieu par les organismes. Une fois cet ADN récupéré sur le terrain, celui-ci est extrait, amplifié puis associé aux espèces ciblées. En milieu aquatique, la méthode de prélèvement la plus couramment utilisée est la filtration d'un volume d'eau (de quelques millilitres à plusieurs dizaines de litres). Bien que très efficace pour décrire les communautés d'espèces en place dans un milieu, cette méthode présente certaines limites comme le temps et l'expertise nécessaires à son déploiement, la possibilité de ne pas détecter le signal du passage d'une espèce rare ou mobile ou encore son coût. En réponse à cela, depuis 2020, plusieurs équipes de recherche se sont intéressées au développement de capteurs passifs à ADNe. Au début de cette thèse, seulement cinq publications sur cette thématique existaient, principalement basées sur des tests de différents matériaux. Cette thèse vise donc à participer au développement de capteurs passifs à ADNe en tant que nouvelle méthode d'échantillonnage en reprenant l'ensemble des étapes de création et d'expérimentations d'un capteur passif à ADNe. Cette conception s'est déroulée à travers différentes échelles allant des tests en laboratoire, aux expériences en milieux contrôlés jusqu'aux études en milieu naturel. Au niveau biologique, cette thèse s'est concentrée sur la détection des poissons à nageoires rayonnées. De plus, une approche interdisciplinaire a été adoptée entre biologie moléculaire, sciences des matériaux, écologie et courantologie. Cette thèse s'est ainsi déroulée en quatre temps comprenant : (1) la conception en laboratoire d'un modèle de capteur passif, (2) des tests en bassins contrôlés contenant une espèce unique de poisson, (3) la simulation du passage d'un organisme dans un réseau de capteurs disposé en milieu naturel et (4) une étude de terrain d'un poisson migrateur, l'alose feinte de Méditerranée. Les expériences de laboratoire ont permis de concevoir un modèle unique de capteur passif composé d'une petite membrane de polyacrylonitrile (dérivé de plastique de 2.6 cm2) encapsulée dans un boîtier de deux pièces plastiques réutilisables réalisées en impression 3D. Ce modèle facilite les étapes de biologie moléculaire et est très résistant pour un déploiement sur le terrain. Les tests en bassins contrôlés montrent que l'augmentation de la densité de poissons est le facteur principal permettant une meilleure détection. En revanche, aucune conclusion sur l'effet de la durée d'exposition du capteur n'a pu être formulée. Par ailleurs, les résultats contrastés de simulation du passage d'un organisme dans un réseau de capteurs démontrent la marge de progression dans la compréhension des interactions entres capteurs passifs, ADN environnemental et écosystèmes. Enfin, les inventaires multi-espèces en milieu naturel et la détection d'un poisson migrateur prouvent le potentiel des capteurs passifs pour intégrer spatialement et temporellement le signal d'ADNe même si ces apports doivent encore être étudiés et optimisés.