Thèse : Interactions microbiote-hôte associées à la régulation des émissions de méthane et de l'efficience alimentaire chez les ruminants

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Vous exercerez votre activité au sein de l'Unité Mixte de Recherche sur les Herbivores (UMRH). Cette Unité a pour mission de produire, intégrer et diffuser des connaissances, et partager l’expertise pour concevoir des systèmes d’élevage herbivores multi-performants répondant aux enjeux des changements globaux (environnementaux, socio-économiques et transition numérique). L'Unité compte 118 personnes titulaires et accueille chaque année 70 personnes non-permanentes. Elle est organisée en 4 équipes de recherche, une équipe de Direction et une équipe d’appui. Vous travaillerez au sein de l'équipe DINAMIC (Digestion, Nutrition, Absorption et Microbes) qui mène des recherches sur la digestion microbienne des aliments pour animaux et l'absorption des nutriments, un maillon essentiel de la recherche en alimentation et nutrition animales.

Résumé du projet de thèse

La réduction des émissions de méthane entérique chez les bovins constitue un défi majeur pour la durabilité des systèmes d’élevage. En effet, le méthane est un puissant gaz à effet de serre. Il est cependant naturellement produit par les bovins, plus précisément par le microbiote ruminal. Ce microbiote joue également un rôle majeur dans le déterminisme de l’efficience alimentaire des animaux car ce sont les microorganismes qui transforment les aliments consommés, en nutriments valorisables par l’animal. L’efficience alimentaire est théoriquement liée à la production de méthane car l’énergie des aliments perdue sous forme de méthane n’est plus disponible pour l’animal. Ainsi, l’hypothèse selon laquelle une inhibition de la production de méthane améliorerait l’efficience alimentaire est théoriquement fondée. Néanmoins, cette hypothèse est aujourd’hui remise en question car les études expérimentales ne démontrent pas toujours un gain de performance lors de l’inhibition de la production de méthane (Morgavi et al. 2023). Dans certains cas, des effets adverses sur la digestibilité et l’efficience alimentaire sont même mesurés (Hu et al. 2026).

Chez la vache laitière, une récente méta-analyse a mis en évidence que l’inhibition spécifique de la production de méthane, la méthanogenèse, réduit l’ingestion, la production laitière et change la composition du lait (Martins et al. 2025). Par exemple, la concentration d’urée dans le lait augmente, ce qui pourrait traduire une diminution globale de l’efficience de l’utilisation de l’azote par l’animal et a fortiori des modifications du métabolisme azoté. Au niveau ruminal, l’inhibition de la méthanogenèse est généralement associée à une modification de la composition du microbiote. La proportion de méthanogènes tend à décroître tandis que la composition des bactéries suite à l’inhibition varie selon les études (Ungerfeld and Pitta, 2025). D’un point de vue métabolique, l’inhibition de la méthanogenèse entraine une accumulation de dihydrogène et une redirection des voies de synthèse des acides gras volatils, principales sources d’énergie des ruminants, vers la synthèse de propionate (Cao et al. 2025; Hu et al. 2026). Certaines études montrent également des augmentations des composés méthylés et des acides gras volatils ramifiés dans le rumen suite à l’inhibition de la méthanogenèse (Martinez-Fernandez et al. 2018, 2016). Cependant, l’ensemble des changements reportés dans la littérature au niveau ruminal ne suffisent pas à expliquer les modifications physiologiques précitées.

Ainsi, le fonctionnement du microbiote ruminal apparaît comme le levier central conditionnant le compromis entre émissions de méthane et performance animale, mais son rôle, selon des conditions expérimentales, reste à préciser. 

L’objectif de cette thèse est donc de définir comment les variations de composition et d’activité du microbiote ruminal, induites par l’ajout de suppléments anti-méthane dans les rations alimentaires, modulent l’équilibre dynamique entre émissions de méthane et efficience alimentaire chez les bovins.

Cette thèse s’appuie sur trois expérimentations qui ont été réalisées dans le cadre du projet Methane2030 :

1. une première expérimentation conduite sur 48 vaches laitières supplémentées avec deux suppléments anti-méthane complémentaires, cinq échantillonnages couplés de jus de rumen et de sang ont été réalisés au total, sur l’ensemble des vaches au cours de cet essai ;
2. une deuxième expérimentation conduite sur 40 jeunes bovins en engraissement supplémentés avec un supplément anti-méthane, trois échantillonnages couplés de jus de rumen et de sang ont été réalisés au total, sur l’ensemble des jeunes bovins au cours de cet essai ;
3. une troisième expérimentation conduite sur 48 génisses supplémentées dès la naissance avec un supplément anti-méthane, cinq échantillonnages couplés de jus de rumen et de sang ont été réalisés au total, sur l’ensemble des veaux au cours de cet essai.

Votre mission consistera à étudier les modifications du microbiote ruminal induites par l'utilisation de suppléments anti-méthane et à rechercher leurs associations avec le métabolisme et l'efficience alimentaire des animaux, chez des vaches laitières et des bovins en croissance.

Vous vous attacherez plus particulièrement à montrer l’évolution de la composition et des fonctions des méthanogènes ainsi que des populations bactériennes impliquées dans la dégradation des protéines, avant, pendant et après l’utilisation de suppléments anti-méthane. 

Vous vous appuierez sur deux approches complémentaires pour caractériser les interactions entre le microbiote ruminal et l’hôte. D’une part, le séquençage métagénomique et métatranscriptomique du microbiote ruminal pour suivre les changements de composition et d’activité fonctionnelle du microbiote. D’autre part, l’analyse métabolomique du plasma et du rumen pour détecter les variations de réponses de l’hôte au cours du temps ainsi que les vecteurs potentiels de ces réponses au niveau ruminal. L’ensemble des données sera intégré et analysé statistiquement, en utilisant des approches multivariées et des modèles prédictifs, afin de relier les changements microbiens et métaboliques aux mesures de performances animales et aux émissions de méthane. 

Ainsi, vous serez plus particulièrement en charge de :

1. rédiger une synthèse bibliographique sur les liens entre métabolisme du microbiote ruminal et métabolisme de l’hôte dans le contexte général précédemment exposé afin de structurer votre question scientifique de thèse ;
2. définir une stratégie de sélection des échantillons à analyser à partir des données physiologiques disponibles, en fonction des hypothèses retenues ;
3. produire et analyser les données omiques du microbiote ruminal et les données métaboliques de l’hôte puis les intégrer aux données physiologiques afin d’identifier les mécanismes potentiellement associés aux réponses à la supplémentation avec des suppléments anti-méthane ;
4. valoriser l’exploitation des données par des publications scientifiques et des communications orales en congrès scientifique.

Formations et compétences recherchées

Formation recommandée : Bac+5 en microbiologie, analyses biochimiques ou biologie moléculaire.

Connaissances souhaitées : Fonctionnement de l’écosystème ruminal dans la nutrition de l’hôte, compétences d’analyses de données omiques, compétences de laboratoire pour la préparation d’échantillons.

Expérience appréciée : Une première expérience en laboratoire de recherche serait appréciée.

Aptitudes recherchées : Capacité de coopération en équipe multidisciplinaire, appétence pour la recherche, capacité de synthèse, capacités rédactionnelles. 

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

- jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein) ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- de la prise en charge à 50 % de votre cotisation à la complémentaire santé collective ;
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Le site de Theix, situé à Saint-Genès-Champanelle, est desservi par la ligne de bus P39 de la T2C ainsi que par une ligne de transport à la demande ; il est également équipé d'un parking et de services dédiés au vélo.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation