L'hétérogénéité de la subsurface continentale favorise le mélange de flux d'eau souterraine de signatures biogéochimiques distinctes, créant des hotspots microbiologiques. Dans les interfaces oxique-anoxiques, des hotspots de bactéries microaérophiles se traduisent par la formation de tapis microbiens orangés, riches en bactéries ferro-oxydantes (FeOB). Dans les milieux souterrains, plusieurs études de diversité sur ces FeOB ont montré l’abondance de la famille des Gallionellaceae, des bactéries chimiolithoautotrophes produisant une grande quantité de biomasse. Cette thèse porte sur la diversité et l’activité de ces bactéries, leur influence sur la cinétique des réactions et leur production de biomasse au sein des environnements de gradients redox qui constituent leurs habitats. Pour reproduire les conditions optimales de croissance de cette communauté microbienne, un traçage réactif à l’oxygène a été réalisé in situ et les réponses microbienne et géochimique ont été suivies. En laboratoire, des expériences avec des faibles concentrations en O2 ont permis de préciser la gamme de croissance de ces bactéries et de quantifier leur contribution à la production primaire. Nos résultats montrent des interactions des FeOB avec d'autres microorganismes et leur rôle dans les cycles du C, Fe, S, et N. Pour en savoir plus la niche écologique de ces bactéries, la première FeOB issue de la subsurface continentale a été isolée et caractérisée en laboratoire. Ces travaux mettent en lumière l’effet de l’oxygène sur la dynamique de croissance de ces bactéries et suggère une capacité d'adaptation importante face aux variations environnementales et une aptitude à exploiter les ressources énergétiques dès leur disponibilité.