La fermentation sombre (DF) est un procede biologique utilise pour la production d'hydrogene (H₂). Dans ce processus, une grande variete de substrats peut etre utilisee, des substrats simples comme le glucose ou plus complexes comme les effluents industriels. De plus, des cultures pures et mixtes peuvent etre utilisees comme inoculum, ces dernieres etant tres attrayantes car conduisent a des systemes plus robustes. Toutefois, des bacteries productrices et consommatrices d'H₂ coexistent dans ces systemes, de sorte que l'inoculum mixte necessite d'etre pre-traite pour inhiber l'activite des micro-organismes consommateurs d'H₂. Les parametres operationnels tels que le pH et la temperature jouent egalement un role cle dans la selection de la communaute bacterienne productrice de H₂. Jusqu'a present, de grands efforts ont ete faits pour optimiser les parametres de pretraitement et operationnels, mais seulement peu de leviers sont disponibles pour maintenir la stabilite des bioreacteurs (pH, temperature, TSH). Dans ce contexte, l'electrofermentation (EF) est proposee comme un nouvel outil de controle des bioprocedes par le biais d'electrodes polarisees. Selon le potentiel applique, l'EF peut se realiser au niveau de l'anode ou de la cathode, agissant respectivement comme dissipateur d'electrons ou comme source d'energie supplementaire. Des densites de courant elevees ne sont pas necessaires pour avoir un impact significatif sur le metabolisme cellulaire car le courant electrique n'est pas la principale source d'electrons, ni le produit d'interet. Les mecanismes d'action derriere l'EF restent encore inconnus, mais les interactions microbiennes entre les bacteries fermentaires et electroactives peuvent en etre la cle. Ainsi, l'objectif de cette these est: 'Meilleure comprehension des mecanismes EF par la caracterisation des interactions microbiennes inter-especes ainsi que des interactions avec l'electrode polarisee'. Nos principaux resultats montrent que des electrodes polarisees permettent de selectionner les bacteries productrices de H₂, en particulier des enterobacteries et des clostridies. Cette selection a conduit a une augmentation significative de la production de H₂ et de butyrate, au detriment de la production de lactate. Toutefois lorsque differents inocula sont utilises, 3 comportements differents sont observes: une augmentation, une diminution ou aucun effet sur la production de H₂, par rapport a une fermentation conventionnelle. Ceci montre que la composition de la communaute microbienne de l'inoculum, et en particulier l'abondance relative de la famille des Clostridiaceae, affecte significativement le comportement de l'EF, c'est-a-dire la communaute microbienne finale et les voies metaboliques. Enfin, afin d'etudier le processus d'interaction, un inoculum mixte enrichi en G. sulfurreducens (bacteries electroactives connues) a ete etudie. Un changement dans les voies metaboliques vers une production plus elevee de H₂ et de butyrate a alors ete observe, au detriment de la production de 2,3-butanediol. Ce changement a ete associe a une augmentation de l'abondance relative de la famille des Clostridiaceae a la fin de la fermentation, probablement en raison d'une croissance cooperative que G. sulfurreducens avec les membres de la famille des Clostridiaceae. Globalement, et meme si les mecanismes d'interactions microbiennes restent non elucides, le procede EF a montre un certain potentiel en tant que nouveau moyen de controle de bioprocedes operes en cultures mixtes. (auteur)