Depuis  1983,  l’existence  de  bassins  hypersalés  profonds  anoxiques  (DHABs  Deep  Hypersaline  Anoxic Basin) dans la Méditerranée orientale a été révélée. Ces bassins qui représentent un environnement extrême (anoxie, hypersalé, pression hydrostatique, absence de lumière)  font l’objet de nombreuses études microbiologiques qui se sont intensifiées depuis une quinzaine d’années. Les approches moléculaires ont révélé l’existence de communautés microbiennes actives mais encore incultivées (ex : lignées MSBL, Mediteranean Sea Brine Lake) dans ces DHABS, avec notamment des métabolismes microbiens tels que la méthanogénèse et la sulfato-réduction. A ce jour, aucun représentant  cultivé  affilié  à  ces  groupes  d’incultivés  ou  réalisant  les  deux  processus  microbiens  cités  n’ont  été caractérisé.  Les  objectifs  majeurs  de  ce  travail de  thèse  portaient  sur l’identification des  principaux  groupes métaboliques  microbiens  et  particulièrement  les  acteurs  microbiens  impliqués  dans  les  processus  dominants  de méthanogénèse  et  de  sulfato-réduction.  Les  approches  culturales  ont  conduit  à  l’isolement  de  3  souches  de méthanogènes  halophiles  modérées  de  trois  bassins  (Thetis,  Kryos,  Tyro)  affiliées  phylogénétiquement  au  genre Methanohalophilus.  Une  caractérisation  chimio-taxonomique  et  génomique  de  ces  souches  a  été  menée.  Les résultats  ont  démontré  la  capacité  des  souches  isolées  à  se  développer  dans  les  conditions  in  situ  (température, salinité  et  pression).  L’analyse  des  génomes  des  souches  des  bassins  hypersalés  (milieux  profonds  vs milieux  de surface) a révélé d’une part une réduction de 10% de la taille des génomes des souches isolées du milieu profond et d’autre part indique une adaptation des souches aux conditions in situ. L’isolement de microorganismes appartenant notamment    au  genre  Marinobacter,  Halomomas  et  Halanaerobium  permet  de  proposer  un  modèle  d’interaction syntrophique conduisant à la production des composés méthylés nécessaires aux souches du genre Methanohalophilus pour la réaction de méthanogénèse méthylotrophe dans ces bassins. Un nouveau genre bactérien proche de séquences issues des DHABS et appartenant au phylum des Bacteroidetes a été isolé et est maintenu en culture stable. Ce microorganisme très difficile à cultiver représente le premier isolat appartenant à  un des groupes d’incultivés mis en évidence dans les DHABs.

 Since 1983, the existence of Deep Hypersaline anoxic basins (DHABs) has been revealed in the Eastern Mediterranean basin. These basins which represent extremes environments (anoxic, hypersalty, dark, high hydrostatic pressure)  have  been  under  investigation  and  increasing  interest  the  last  fifteen  years.  The  molecular  approaches revealed  the  presence  of  active  and  uncultivated  microbial  communities  in  the  DHABs  with  two  main  metabolic processes  such  as  methanogenesis  and  sulphate-reduction.  Until  now,  no  representative  strain  of  the  different uncultivated lineages thriving in the DHABs (ex : lineages MSBL, Mediteranean Sea Brine Lake) or involved in the two processes  have  been  yet  cultivated.  The  main  objectives  of  the  thesis  work  were  to  (i)  identify  the  microbial  key players in the processes of methanogenesis and sulphate-reduction, (ii) isolate new microbes adapted to hypersaline conditions and to study their physiology, (iii) to compare the genome and the physiology of the strains belonging to the genus  Methanohalophilus,  isolated  from  three  different  basins  (Thetis,  Kryos,  Tyro),  (iv)  attempt  to  cultivate  and isolate  strains  belonging  to  the  uncultivated  lineages  described  in  the  DHABs.  Our  cultivation  approach  allow  to cultivate and isolate three methanogenic methylotrophic moderately halophile strains belonging to the genus Methanohalophilus from the basins Thetis, Kryos and Tyro. A chemo-taxonomic and genomic characterization of the isolates  revealed  the  capacity  of  the  strains  to  grow  under  in  situ  conditions.  Genome  analysis  revealed  the streamlining reduction (by 10%) of the 3 genomes of our deep sea isolates compared to the terrestrial species of the genus  Methanohalophilus  and  also  an  adaptation  of  the  isolates  to  the  in  situ  conditions.  The  isolate  SLHTYRO represent a new species of the genus for which we propose the name M. profundus strain SLHTYRO. Other microbial isolates belonging to genus Marinobacter, Halomonas, and Halanaerobium obtained could be involved in a syntrophic relationship with archaeal partners of the Methanohalophilus genus in order to produce methylated compounds from betaine which in turn is used as catabolic substrates in the methanogenesis process. A new strain belonging to a new genus affiliated the the Bacteroidetes phylum and phylogenetically close to clones identified in the DHABs has been cultivated and isolated in pure culture. This hard to grow isolate represents the first cultivated members of the diverse uncultivated lineages discovered in the DHABs