Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

De nombreux documents concernant l'émergence, la propagation ou le suivi de maladies humaines et animales sont quotidiennement publiés sur le Web. Afin de prévenir l'expansion des maladies, les épidémiologistes doivent constamment rechercher ces documents et les étudier afin de détecter les foyers de propagation le plus tôt possible. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux deux activités liées à ce travail de veille afin de proposer des outils visuels permettant de faciliter/accélérer l'accès aux informations pertinentes. Nous nous focalisons sur les maladies animales, qui ont été moins étudiées et qui pourtant peuvent avoir de lourdes conséquences sur les activités humaines (maladies transmises d'animaux à humains, épidémies dans les élevages, ...).La première activité du veilleur consiste à collecter les documents issus du Web. Pour cela, nous proposons EpidVis, un outil visuel permettant aux épidémiologistes de regrouper et structurer les mots-clés nécessaires à leurs recherches, construire visuellement des requêtes complexes, les lancer sur différents moteurs de recherche et visualiser les résultats retournés. La seconde activité du veilleur consiste à explorer un grand nombre de documents concernant les maladies. Ces documents contiennent non seulement des informations telles que les noms des maladies, les symptômes associés, les espèces infectées, mais aussi des informations de type spatio-temporelles. Nous proposons EpidNews, un outil de visualisation analytique permettant d'explorer ces données en vue d'en extraire des informations. Les deux outils ont été réalisés dans le cadre d'une étroite collaboration avec des experts en épidémiologie. Ces derniers ont réalisé des études de cas pour montrer que les fonctionnalités des propositions étaient complètement adaptées et permettaient de pouvoir facilement extraire de la connaissance. / Many documents concerning emergence, spread or follow-up of human and animal diseases are published daily on the Web. In order to prevent the spread of disease, epidemiologists must frequently search for these documents and analyze them to detect outbreaks as early as possible. In this thesis, we are interested in the two activities related to this monitoring work in order to produce visual tools facilitating the access to relevant information. We focus on animal diseases, which have been less studied but can have serious consequences for human activities (diseases transmitted from animals to humans, epidemics in livestock ...).The first activity is to collect documents from the Web. For this, we propose EpidVis, a visual tool that allows epidemiologists to group and organize the keywords used for their research, visually build complex queries, launch them on different search engines and view the results returned. The second activity is to explore a large number of documents concerning diseases. These documents contain not only information such as disease names, associated symptoms, infected species, but also spatio-temporal information. We propose EpidNews, a visual analytics tool to explore this data for information extraction. Both tools were developed in close collaboration with experts in epidemiology. The latter carried out case studies to show that the functionalities of the proposals were completely adapted and made it possible to easily extract knowledge.

L’épidémiologie d’intervention a pour objectif la détection précoce des situations d’alerte sanitaire afin d’apporter une aide à la décision pour le déclenchement d’une réponse visant à en limiter l’impact. Dans le domaine de la santé animale, l’épidémiologie d’intervention se développe sous l’influence d’enjeux sanitaires, économiques et de santé publique. La structuration des activités est nécessaire au développement performant de cette discipline.Dans ce contexte, un modèle pour la structuration opérationnelle de l’épidémiologie d’intervention a été développé selon les principes d’une méthode d’optimisation de la performance reconnue : l’approche processus. L’établissement de ce modèle a reposé sur l’identification des chaînes d’activités (processus) d’une épidémiologie d’intervention performante, adaptée à la santé animale, tout en capitalisant les acquis et les avancées de cette discipline dans le domaine de la santé publique. Ces chaînes d’activités ont été identifiées grâce à l’analyse qualitative rétrospective d’expériences en épidémiologie d’intervention dans différents domaines (santé publique, santé publique vétérinaire, santé animale), en réponse à des contextes variés.Ces analyses rétrospectives ont permis d’identifier des chaînes d’activités vectrices de performance en épidémiologie d’intervention. Ces activités ont été intégrées au modèle proposé pour la structuration opérationnelle de cette discipline.L’objectif serait désormais d’assurer la mise en œuvre des chaînes d’activités identifiées via un système intégré global, à même de détecter et de documenter toute maladie animale, ou menace liée aux animaux, et d’informer la prise de mesures adéquates pour son controle / Emerging disease surveillance and investigation aim at the early detection of any health threat in order to perform a comprehensive analysis of the disease situation to help target an appropriate response. Its expansion in the field of animal health is led by major health, economic, and public health drivers. In support of this ongoing development, a standard structure for improved emerging animal disease surveillance and investigation capacities was established. This structure was based on a Business Process Management (BPM) approach.The primary goal of this work was to identify chains of activities (processes) that can support the most successful implementation of emerging animal disease surveillance and investigation, while buidling on the achievements made in the public health area. These chains of activities were identified through a qualitative retrospective analysis of various experiences of emerging disease surveillance and investigation, in the domains of public health, veterinary public health and animal heath, in distinct contexts ranging from a routine investigation to a major sanitary crisis.These analysis resulted in the identification of standard chains of activities that can support a successful implementation of emerging disease surveillance and investigation. These chains of activities were integrated in a standard structure for enhanced emerging animal disease surveillance and investigation capacities.The goal should now be to set up an integrated global system that would routinely implement these chains of activities and allow for the detection and description of any animal disease or threat to help inform prevention and control strategies

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les maladies infectieuses posent un problème majeur de santé publique à travers le monde. En effet, les maladies infectieuses étaient la cause en 2004 de près de 15 millions de décès, que ce soit pour des pathogènes émergents, des pathogènes connus de l’homme depuis de nombreuses années ou encore des pathogènes ré-émergents (Estimation 2004 de l’OMS). Ce nombre a diminué. Cette évolution à la baisse touche la plupart des maladies infectieuses, mais une augmentation reste du domaine du possible comme l’a démontré la récente épidémie d’Ebola. Pour lutter contre ces maladies infectieuses, de nombreux outils de surveillance épidémiologique ont vu le jour à travers le monde. Ces systèmes ont pour but de détecter et d’identifier le plus précocement possible des évènements épidémiques favorisant l’alerte auprès des autorités compétentes et la mise en place de contre-mesures. L’objectif de notre travail a été de construire et de développer un système de surveillance épidémiologique à partir des données de laboratoire de microbiologie de la région Provence-Alpes Côte d’Azur (PACA). Ce système doit nous permettre d’identifier de possibles évènements anormaux de façon hebdomadaire à partir des données des différents laboratoires participants. Le système de surveillance nous a par la suite permis de déclarer plusieurs alertes auprès de l’Agence Régionale de Santé (ARS) PACA, de valoriser notre travail par des publications et enfin de valoriser le travail des laboratoires en leur transmettant une rétro-information contenant les principales alarmes de la semaine. / Infectious diseases are a major public health problem worldwide. Indeed, infectious diseases were the cause in 2004 to nearly 15 million deaths, whether for emerging pathogens, pathogens known to man for many years or even re-emerging pathogens (2004 Estimation of WHO). It has fallen since we moved, for example, 1.27 million cases of malaria in 2004 to 854,600 in 2013. This downward trend affecting most infectious diseases, but an increase is still the realm of possibility as the demonstrated by the recent outbreak of Ebola.To fight against these infectious diseases, many epidemiological surveillance tools have emerged worldwide. These systems are designed to detect and identify as early as possible of possible epidemic events to promote the warning to the competent authorities and the establishment of counter-measures. The objective of our work was to build and develop an epidemiological surveillance system from the microbiology laboratory data of the Provence-Alpes Côte d'Azur (PACA). This system should enable us to identify possible abnormal events weekly data from the different participating laboratories. The monitoring system has enabled us later to declare several warnings from the Regional Health Agency (ARS) PACA, enhance our work through publications and finally to promote the work of laboratories by providing them a feedback containing the main alarms of the week.The development and automation of the system through the creation of an IT platform developed within the Mediterranean Institute University Hospital Infection (IHU) and by increasing the number of participants and the extension of this system to other regions in France or other countries.

Nos travaux ont démontré les performances des systèmes d’intelligence épidémiologique en matière de détection précoce des évènements infectieux au niveau mondial, la valeur ajoutée spécifique de chaque système, la plus grande sensibilité intrinsèque des systèmes modérés et la variabilité du type de source d’information utilisé. La création d’un système virtuel combiné intégrant le meilleur résultat des sept systèmes a démontré les gains en termes de sensibilité et de réactivité, qui résulterait de l’intégration de ces systèmes individuels dans un supra-système. Ils ont illustrés les limites de ces outils et en particulier la faible valeur prédictive positive des signaux bruts détectés, la variabilité les capacités de détection pour une même pathologie, mais également l’influence significative jouée par le type de pathologie, la langue et la région de survenue sur les capacités de détection des évènements infectieux. Ils ont établis la grande diversité des stratégies d’intelligence épidémiologique mises en œuvre par les institutions de santé publique pour répondre à leurs besoins spécifiques et l’impact de ces stratégies sur la nature, l’origine géographique et le nombre des évènements rapportés. Ils ont également montré que dans des conditions proches de la routine, l’intelligence épidémiologique permettait la détection d’évènements infectieux en moyenne une à deux semaines avant leur notification officielle, permettant ainsi d’alerter les autorités sanitaires et d’anticiper la mise en œuvre d’éventuelles mesures de contrôle. Nos travaux ouvrent de nouveaux champs d’investigations dont les applications pourraient être importantes pour les utilisateurs comme pour les systèmes. / Our work demonstrated the performance of the epidemic intelligence systems used for the early detection of infectious diseases in the world, the specific added value of each system, the greater intrinsic sensitivity of moderated systems and the variability of the type information source’s used. The creation of a combined virtual system incorporating the best result of the seven systems showed gains in terms of sensitivity and timeliness that would result from the integration of these individual systems into a supra-system. They have shown the limits of these tools and in particular: the low positive predictive value of the raw signals detected, the variability of the detection capacities for the same disease, but also the significant influence played by the type of pathology, the language and the region of occurrence on the detection of infectious events. They established the wide variety of epidemic intelligence strategies used by public health institutions to meet their specific needs and the impact of these strategies on the nature, the geographic origin and the number of events reported. As well, they illustrated that under conditions close to the routine, epidemic intelligence permitted the detection of infectious events on average one to two weeks before their official notification, hence allowing to alert health authorities and therefore the anticipating the implementation of eventual control measures. Our work opens new fields of investigation which applications could be important for both users systems.

L’utilisation des pesticides peut être à l’origine de graves nuisances pour la santé humaine,comme l’ont montré les études en milieu professionnel agricole.L’objectif de cette thèse était d’étudier les manifestations, principalement respiratoires etsurvenant à court terme, dans la population générale exposée aux pesticides utilisés enagriculture.Les résultats de deux études épidémiologiques, Phytoriv, menée en Gironde et Phytoniger, plusexploratoire, sont présentés, toutes deux menées au sein de population d’adultes et d’enfantsvivant en milieu rural.L’étude Phytoriv a mis en évidence la présence de concentrations faibles mais plus élevées depesticides dans l’air ambiant à proximité de zones viticoles traitées et a permis de recueillir surune période de une à trois semaines les symptômes ressentis par les riverains de manièrejournalière. L’absence d’effet majeur de l’exposition sur la santé respiratoire chez les riverainsobservée dans cette étude demande à être confirmée, en améliorant notamment l’estimationtemporelle et spatiale de l’exposition.L’étude Phytoniger a permis de démontrer la faisabilité d’une étude de santé environnementaledans un pays en développement. L’utilisation de pesticides non autorisés et potentiellementdangereux, pour des usages agricoles mais également domestiques, est importante au Niger etpose la question de leur impact sur la santé des populations. Certains symptômes respiratoiresétaient plus fréquemment observés en zone agricole humide, où les usages de pesticides, maiségalement les feux de démoustication, sont plus importants qu’en zone sahélienne agropastorale.Enfin, dans les deux études Phytoriv et Phytoniger, des risques plus élevés de symptômesrespiratoires étaient observés, notamment chez les enfants, en lien avec l’utilisation domestiquede pesticides.A l’avenir, une caractérisation plus précise des sources, niveaux et déterminants d’exposition dela population générale permettrait d’améliorer les connaissances sur le lien avec la survenue desymptômes et pathologies respiratoires et d’identifier les axes d’intervention les plus pertinents. / Pesticides are widely used in agriculture worldwide. However, it is now recognised thatoccupational pesticide exposure, especially in agriculture, can pose serious health concerns. Weaimed to study short term respiratory symptoms in general populations exposed to pesticidesused in agriculture.Here we present results of two epidemiological studies, Phytoriv, performed in Bordeaux area,France, and Phytoniger, performed in a Sahelian African country, both among rural adult andchildren populations.Higher pesticide levels in ambient air were observed in the surrounding of vineyards in Phytoriv.However, no major effect was observed on resident’s respiratory health. This need to beconfirmed by studies with improved temporal and spatial exposure assessment.Phytoniger allowed us to show the feasibility of environmental health studies in a developingcountry. Unauthorized and hazardous pesticides are widely used in Niger, for agricultural as wellas for residential purposes, and concerns are growing on their potential health effects. Some ofthe short term respiratory symptoms were more frequent in the agricultural wetland area,compared to the Sahelian agro-pastoral area. Pesticides are more susceptible to be used in thefirst area, but it is also more subject to mosquito control fires.Finally in both surveys, higher risks of respiratory symptoms have been observed for peopleliving in houses treated with indoor pesticides, and especially in children.All these results warrants further studies to improve assessment of sources, exposure levels anddeterminants of pesticide exposure in the general population, in order to improve knowledge onits respiratory and short term health effects. Thus, relevant public health interventions could beperformed.

Notre travail a montré qu’un système de surveillance épidémiologique (SEpi), comme ceux basés sur la téléphonie mobile, doit être obligatoirement intégré au système national. Souvent les acteurs extérieurs imposent et décident de la mise en place d’un système d'information (SI), sans réelle concertation avec les utilisateurs et responsables, sans intégration au système national, sans réflexion à long terme, sur le fonctionnement, les coûts, les développements. Les utilisateurs et les responsables doivent s’approprier le dispositif, tant dans sa mise en place que dans le maintien, le développement et l’analyse. L’exemple de la variation spatio-temporelle du paludisme a montré que des facteurs non sanitaires, en l’occurrence environnementaux, impactent sur la survenue d’épidémies. Il est donc nécessaire, pour avoir une vision de la situation épidémiologique dans un contexte de décision nationale, d’intégrer ces facteurs pour optimiser l’analyse et la SEpi. Il est indispensable, pour une analyse utile d’une situation épidémiologique, d’avoir, en temps réel, des échelles spatiales et temporelles très fines. Le succès du développement d’un SI réside principalement dans l’implication des autorités à chaque niveau hiérarchique. Sans politique de SIS décidée au plus haut niveau, structurée et activement coordonnée, toute mise en œuvre d’un nouvel outil (tablette, téléphone etc.) est vouée à l’échec, quel que soit le budget alloué.Il faut sortir de la tradition de bilan/rapport annuels qui n’analyse que des informations agrégées passées, déconnectées du SI national, pour entrer dans la SEpi 2.0 en temps réel, réactive, intégrée dans un SIS structuré et coordonnée nationalement. / Our work has shown that an epidemiological surveillance system (SEpi), such as those based on mobile phones, must be integrated into the national system. Often external actors impose and decide on the implementation of an information system (IS), without real consultation with users and managers, without integration into the national system, without long-term reflection on the functioning, costs and developments. Users and managers must take ownership of the system, both in its implementation and in its maintenance, development and analysis. The example of the spatial and temporal variation of malaria has shown that non-health factors, in this case environmental factors, have an impact on the occurrence of epidemics. It is therefore necessary, in order to have a vision of the epidemiological situation in a national decision-making context, to integrate these factors to optimize the analysis and the SEpi. It is essential, for a useful analysis of an epidemiological situation, to have, in real time, very fine spatial and temporal scales. The success of IS development depends mainly on the involvement of authorities at each hierarchical level. Without an SIS policy decided at the highest level, structured and actively coordinated, any implementation of a new tool (tablet, mobile phone, etc.) is doomed to failure, regardless of the budget allocated.It is necessary to move away from the tradition of annual review/reporting, which only analyses past aggregated information, disconnected from the national IS, to enter SEpi 2.0 in real time, reactive, integrated into a structured and nationally coordinated SIS.