L'objectif de la thèse est de caractériser in vitro le comportement muco-adhésif de Lactococcus lactis, le modèle des bactéries lactiques, en utilisant des approches de quantification multi-échelles sur un large panel de souches naturelles et recombinantes. Une attention particulière est accordée au rôle des mucines, en utilisant le modèle PGM (mucine gastrique de porc). Dans ce cadre, nous avons mis au point, validé puis exploré trois techniques parfaitement complémentaires en termes d'échelle, de manière soit indépendante soit couplée : la microscopie à force atomique (AFM), la microbalance à quartz à mesure de dissipation (QCM-D) et la chambre à écoulement cisaillé. Nous avons évalué le rôle de trois paramètres importants en AFM : la force d'adhésion, la probabilité d'adhésion avec la distinction des événements non adhésifs, adhésifs non spécifiques et adhésifs spécifiques, ainsi que la distance de rupture à l'échelle de la molécule unique. La QCM-D nous a permis d'élucider les propriétés viscoélastiques des couches moléculaires adsorbées (PGM) et des dépôts bactériens, en fonction de la surface réceptrice et de la souche testée. Pour identifier le rôle de l'hydrodynamique sur le processus muco-adhésif (aptitude au détachement, mécanismes de ré-orientation sous cisaillement) et se rapprocher de l'environnement in vivo, nous avons mis en oeuvre la chambre à écoulement cisaillé, à l'échelle de la population bactérienne, par des approches à la fois expérimentales et de modélisation. Nous avons, en parallèle, progressé dans l'identification et la caractérisation des déterminants moléculaires impliqués, les deux partenaires - mucine (O-glycannes) et surface bactérienne (protéines à domaines MUB, pili) - ayant été étudiés de manière conjointe. La finalité de nos travaux s'inscrit dans de nouvelles voies d'exploitation de L. lactis dans le domaine alimentaire (aliments fonctionnels, probiotiques) ou médical (vaccins, système de délivrance de molécules thérapeutiques).