La perméthrine fait partie de la famille des pyréthrinoïdes qui sont abondamment utilisés en agriculture. Le but de cette étude était d'obtenir des données sur la cinétique des biomarqueurs d'exposition à la perméthrine en condition réelle d'exposition chez les travailleurs agricoles. Douze travailleurs (un applicateur, un superviseur et dix cueilleurs) exposés à la perméthrine dans le cadre de leur emploi ont été recrutés dans une ferme maraichère de la Montérégie (Québec). Ils ont fourni toutes leurs urines sur une période de trois jours suivant le début des travaux dans un champ traité. Les trois principaux métabolites de la perméthrine, l'acide cis-/trans-3-(2,2-dichlorovinyle)-2,2-diméthylecyclopropane carboxylique (cis-/trans-DCCA) et l'acide 3-phénoxybenzoïque (3-PBA) ont été analysés par chromatographie liquide à ultra-haute performance couplée à la spectrométrie de masse à temps de vol. Pour l'applicateur, une augmentation progressive des valeurs d'excrétion a été observée avec un pic unique atteint environ 30 h après le début de l'exposition d'une durée de 3,5 h suivi d'une élimination avec une demi-vie de 8 h. Pour le superviseur et l'un des cueilleurs, les profils d'excrétion de trans-DCCA et de 3-PBA étaient compatibles avec de multiples entrées dans la zone traitée pendant la période d'échantillonnage accompagné d'une élimination rapide entre les épisodes d'exposition.L'applicateur aurait été exposé indirectement par contact main-bouche, alors que les autres travailleurs auraient été exposés par la voie cutanée. Pour une surveillance biologique adéquate, nous recommandons de mesurer deux biomarqueurs de la perméthrine, soit le trans-DCCA et le 3-PBA et de prendre un minimum de trois échantillons urinaires, un avant et deux pendant ou suivant la période d'exposition. / Permethrin is a synthetic pyrethroid insecticide widely used in agriculture worldwide. This study aimed at obtaining data on the time courses of biomarkers of exposure to permethrin in agricultural workers following typical exposure conditions. Twelve workers (an applicator, a supervisor and ten harvesters) exposed to permethrin were recruited from a corn production farm in the Montérégie (Quebec). They provided all their urine voided over a period of three days following the onset of a spraying episode of permethrin or work in a treated area. Three major metabolites of permethrin, cis-/trans-3-(2,2-dichlorovinyl)-2,2-dimethylycyclopropane carboxylic acid (cis-/trans-DCCA) and 3-phenoxybenzoic acid (3-PBA) were analyzed by ultra-high performance liquid chromatography coupled to quadripole time-of-flight mass spectrometry (UHPLC/Q-TOF MS). For the applicator, a progressive rise in excretion values was observed with a single peak being reached about 30 h following the onset of the 3.5 h exposure and ensuing elimination with a half-life of 8 h. For the supervisor and one harvester excretion profiles of trans-DCCA and 3-PBA were more compatible with multiple entries in the treated area during the 3-day sampling period and rapid elimination between exposure episodes. The applicator would have been indirectly exposed by hand-to-mouth contact, while other workers would have been exposed by the dermal route. Time-dependent variability in excretion values of workers confirms the need for serial urine sampling of at least two biomarkers of exposure for routine biomonitoring, with minimally pre-exposure, end-of-shift sample the day of the onset of exposure and following morning void.

L'exposition aux mélanges de contaminants (environnementaux, alimentaires ou thérapeutiques) soulève de nombreuses interrogations et inquiétudes vis-à-vis des probabilités d'interactions toxicocinétiques et toxicodynamiques. Une telle coexposition peut influencer le mode d’action des composants du cocktail et donc de leur toxicité, suite à un accroissement de leurs concentrations internes. Le bisphénol A (4 dihydroxy-2,2-diphenylpropane) est un contaminant chimique répandu de manière ubiquitaire dans notre environnement, largement utilisé dans la fabrication des plastiques avec l’un des plus grands volumes de production à l’échelle mondiale. Il est un perturbateur endocrinien par excellence de type œstrogèno-mimétique. Cette molécule est biotransformée en métabolites non toxiques par un processus de glucuronidation. L'exposition concomitante à plusieurs xénobiotiques peut induire à la baisse le taux de glucuronidation du polluant chimique d'intérêt, entre autres la co-exposition avec des médicaments. Puisque la consommation de produits thérapeutiques est un phénomène grandissant dans la population, la possibilité d’une exposition simultanée est d’autant plus grande et forte. Sachant que l'inhibition métabolique est le mécanisme d'interaction le plus plausible pouvant aboutir à une hausse des niveaux internes ainsi qu’à une modulation de la toxicité prévue, la présente étude visait d'abord à confirmer et caractériser ce type d'interactions métaboliques entre le bisphénol A et le naproxène, qui est un anti-inflammatoire non stéroïdiennes (AINS), sur l'ensemble d'un organe intact en utilisant le système de foie de rat isolé et perfusé (IPRL). Elle visait ensuite à déterminer la cinétique enzymatique de chacune de ces deux substances, seule puis en mélange binaire. Dans un second temps, nous avons évalué aussi l’influence de la présence d'albumine sur la cinétique métabolique et le comportement de ces deux substances étudiées en suivant le même modèle de perfusion in vivo au niveau du foie de rat. Les constantes métaboliques ont été déterminées par régression non linéaire. Les métabolismes du BPA et du NAP seuls ont montré une cinétique saturable avec une vélocité maximale (Vmax) de 8.9 nmol/min/ mg prot de foie et une constante d'affinité de l'enzyme pour le substrat (Km) de 51.6 μM pour le BPA et de 3 nmol/min/mg prot de foie et 149.2 μM pour le NAP. L'analyse des expositions combinées suggère une inhibition compétitive partielle du métabolisme du BPA par le NAP avec une valeur de Ki estimée à 0.3542 μM. Les résultats obtenus montrent que l’analyse de risque pour les polluants environnementaux doit donc prendre en considération la consommation des produits pharmaceutiques comme facteur pouvant accroitre le niveau interne lors d’une exposition donnée. Ces données in vivo sur les interactions métaboliques pourraient être intégrées dans un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PBPK) pour prédire les conséquences toxicococinétique (TK) de l'exposition d'un individu à ces mélanges chimiques. / Exposure to mixtures of contaminants (environmental, alimentary or therapeutic) poses many questions and concerns about the probability of toxicokinetic and toxicodynamic interactions. Such co-exposure may influence the mode of action of the cocktail of components and therefore their toxicity, as a result of an increase of their internal concentrations. Bisphenol A (2,2-dihydroxy-4 diphenylpropane) is a ubiquitous chemical contaminant in our environment, widely used in the manufacture of plastics, with one of the largest production volumes globally. It is an endocrine disruptor of oestrogen-mimetic type. This molecule is metabolized into non-toxic metabolites by glucuronidation process. Several factors including the co-exposure to other xenobiotics may reduce the glucuronidation rate of the chemical pollutant of interest, such as a co-exposure with drugs. Given that the consumption of therapeutic products is a growing phenomenon in the population, simultaneous exposures of pollutants with medicinal drugs are becoming a concern for health risk assessment. Knowing that metabolic inhibition is the most plausible mechanism of interaction that could result in an increase of the internal levels and a modulation of the expected toxicity, the present study aimed at confirming and characterizing this type of metabolic interactions between bisphenol A and naproxen, which is a non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID), on the set of an intact organ using isolated and perfused rat liver system (IPRL). The study also served to determine the enzyme kinetics metabolism of each substance alone and in binary mixture. In a second step, we also evaluated the influence of the presence of albumin on the metabolic kinetics and behavior of the two substances studied using the same in vivo perfusion model of rat liver. Metabolic constants were determined by nonlinear regression. The metabolism of BPA and NAP alone demonstrated saturable kinetics with maximal velocity (Vmax) and affinity constant (Km) equal to 8.9 nmol/min/mg prot liver and 51.6 μM for BPA, and 3 nmol/min/mg prot liver and 149.2 μM for NAP. The analysis of combined exposures suggests a partial competitive inhibition of BPA metabolism by NAP with a Ki value estimated at 0.3542 µM. From these results, it appears that the risk assessment of environmental pollutants must therefore consider the consumption of pharmaceutical products as an important agent that can increase the internal levels for a given exposure. Accordingly, these in vivo data on metabolic interactions can be incorporated into a physiologically based pharmacokinetic models (PBPK) to predict the toxicokinetic consequences (TK) of the exposure by an individual to these chemical mixtures.

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Asthma is a chronic respiratory disease with a high prevalence in Western countries, including Canada, and increased exacerbations have been associated with ambient air pollution. The maintenance of airways tone is critically dependent on the endogenous bronchodilator, nitric oxide (NO). The nitric oxide synthase (NOS) isoenzymes produce NO from the amino acid, L-arginine, and competition for substrate with the arginase isoenzymes can limit NO production. Imbalances between these pathways have been implicated in the airways hyperresponsiveness (AHR) of asthma. The overall objective of this work was to determine whether arginase and downstream polyamine metabolites are functionally involved in airways responsiveness in animal models of asthma and the adverse responses of allergic animals to air pollution. To this purpose, the expression profiles of proteins involved in L-arginine metabolism were determined in lung tissues from human asthmatics and murine models of ovalbumin (OVA)-induced airways inflammation. Expression of arginase 1 was increased in human asthma and animal models. Competitive inhibition of arginase attenuated AHR in vivo. The roles of the downstream metabolites of arginase, the polyamines (putrescine, spermidine and spermine) were examined by administering them via inhalation to anaesthetized mice. It was demonstrated that spermine increases methacholine responsiveness in normal and allergic mice. Additionally, inhibition of polyamine synthesis improved AHR in a murine model. Thus, arginase and downstream polyamine metabolites contribute to AHR in asthma. Finally, the potential role of arginase in the exacerbation of asthma by air pollution was investigated. For this purpose, murine sub-acute and chronic murine models of allergic airways inflammation were employed, which exhibit inflammatory cell influx and remodeling/AHR, respectively, to determine the role of arginase in the response to concentrated ambient fine particles plus ozone. Allergic mice that were exposed to air pollution exhibited increased arginase activity and expression, compared to filtered air-exposed controls. Furthermore, inhibition of arginase attenuated the air pollution-induced AHR. Thus, the studies of the arginase pathway and downstream metabolites described in this thesis indicate that arginase inhibition may be a therapeutic target in asthma and may also protect susceptible populations against the adverse health effects of air pollution.

Asthma is a chronic respiratory disease with a high prevalence in Western countries, including Canada, and increased exacerbations have been associated with ambient air pollution. The maintenance of airways tone is critically dependent on the endogenous bronchodilator, nitric oxide (NO). The nitric oxide synthase (NOS) isoenzymes produce NO from the amino acid, L-arginine, and competition for substrate with the arginase isoenzymes can limit NO production. Imbalances between these pathways have been implicated in the airways hyperresponsiveness (AHR) of asthma. The overall objective of this work was to determine whether arginase and downstream polyamine metabolites are functionally involved in airways responsiveness in animal models of asthma and the adverse responses of allergic animals to air pollution. To this purpose, the expression profiles of proteins involved in L-arginine metabolism were determined in lung tissues from human asthmatics and murine models of ovalbumin (OVA)-induced airways inflammation. Expression of arginase 1 was increased in human asthma and animal models. Competitive inhibition of arginase attenuated AHR in vivo. The roles of the downstream metabolites of arginase, the polyamines (putrescine, spermidine and spermine) were examined by administering them via inhalation to anaesthetized mice. It was demonstrated that spermine increases methacholine responsiveness in normal and allergic mice. Additionally, inhibition of polyamine synthesis improved AHR in a murine model. Thus, arginase and downstream polyamine metabolites contribute to AHR in asthma. Finally, the potential role of arginase in the exacerbation of asthma by air pollution was investigated. For this purpose, murine sub-acute and chronic murine models of allergic airways inflammation were employed, which exhibit inflammatory cell influx and remodeling/AHR, respectively, to determine the role of arginase in the response to concentrated ambient fine particles plus ozone. Allergic mice that were exposed to air pollution exhibited increased arginase activity and expression, compared to filtered air-exposed controls. Furthermore, inhibition of arginase attenuated the air pollution-induced AHR. Thus, the studies of the arginase pathway and downstream metabolites described in this thesis indicate that arginase inhibition may be a therapeutic target in asthma and may also protect susceptible populations against the adverse health effects of air pollution.

La spécialisation des techniques agricoles que nous connaissons ces dernières décennies, particulièrement dans les régions rurales, est à l’origine de l’abus de fertilisants. Ces derniers sont actuellement reconnus comme étant les causes principales de la contamination de l’eau souterraine par les nitrates. Suite à leur ingestion via l’eau potable, les nitrates sont transformés en nitrites par la flore buccale. Une fois dans l’estomac les nitrites réagissent avec certaines amines provenant de l’alimentation pour générer des nitrosamines cancérogènes. L’objectif de notre étude était d’estimer quantitativement l’excès de risque de cancer (ER) pour les populations de sept régions rurales du Québec qui consomme l’eau potable provenant de réseaux municipaux alimentés en eau souterraine. Le territoire à l’étude était caractérisé par une agriculture intensive d’élevage. Les médianes (et 95e centiles) régionales des concentrations de nitrates mesurées dans les réseaux de ces régions étaient de : 0,18 (2,74); 0,48 (10,35); 0,15 (1,28); 0,32 (11); 0,05 (0,76); 0,10 (4,69); 0,09 (2,13) mg N-NO3-/l. Nous avons envisagé un scénario de transformation complète des nitrites et de certaines amines (diméthylamine, diéthylamine, n-butylamine, méthyléthylamine) en nitrosamines spécifiques : N-diméthylnitrosamine (NDMA), N-diéthylnitrosamine (NDEA), N-n-dibutylnitrosamine (NDBA) et N-méthyléthylnitrosamine (NMEA). Pour estimer la concentration de nitrites formés dans l’estomac, nous avons considéré une consommation définie d’eau potable, le volume de l’estomac et un taux de transformation des nitrates en nitrites. Supposant les quantités de nitrites et de chaque amine constantes pendant 1h, nous avons considéré la constante de nitrosation spécifique à chaque amine pour évaluer la dose d’exposition journalière à chaque nitrosamine équivalente formée. Par la suite, la combinaison de cette dose à un estimateur de potentiel cancérogène qhumain spécifique à chaque nitrosamine, nous a permis d’évaluer l’ER associé à chacune d’elles. Globalement l’analyse a démontré que les ER les plus élevés, estimés pour le NDBA, étaient de l’ordre de 10-6, ne contribuant pas de façon significative à une augmentation du risque de cancer pour ces populations. / Specialization of agricultural practices in rural regions over the past few decades has led to overuse of fertilizers which are main causes of groundwater contamination by nitrates. After their ingestion through drinking water, nitrates are transformed into nitrites by the oral flora. Once in the stomach, nitrites react with some amines from food supply to form nitrosamines with some being probably carcinogenic to humans. The aim of this study was to quantitatively estimate the possible excess cancer risk (ER) for populations of seven rural regions in Quebec that consume water from public drinking water systems using groundwater. The studied regions practice extensive breeding agriculture. The regional medians (and 95th percentile) of nitrate levels in water from those seven regions were: 0.18 (2.74); 0.48 (10.35); 0.15 (1.28); 0.32 (11); 0.05 (0.76); 0.10 (4.69) and 0.09 (2.13) mg N-NO3-/l, respectively. Indeed, we first considered a scenario of complete transformation of nitrites and some amines (dimethylamine, diethylamine, n-butylamine and methylethylamine) into specific nitrosamines: N-dimethylnitrosamine (NDMA), N-diethylnitrosamine (NDEA), N-nitrosodi-n-butylamine (NDBA) and N-nitrosomethylethylamine (NMEA). Gastric nitrite concentrations were estimated on the basis of defined drinking water intake, stomach volume, and the transformation rate of nitrates into nitrites. Considering that levels of nitrites and each amine were kept constant for 1 hour, and taking in account the nitrosatability rate constant specific to each amine, we then estimated the daily doses of the corresponding endogenously formed nitrosamines. Furthermore combination of dose with the human cancer potency factor qhuman specific to each nitrosamine, allowed the estimation of excess cancer risk. The highest ER estimated for NDBA was in the order of 10-6, thus not contributing to a significant increase in the risk of cancer for that population.

L’exposition du fœtus à l’éthanol est reconnue comme étant la principale cause de maladies évitables lors du développement. Une forte exposition à l’alcool durant la gestation peut occasionner des dysmorphies cranio-faciales et des retards mentaux, ainsi que des troubles d’apprentissages et du comportement. Le développement du système visuel est également perturbé chez une grande majorité d’enfants qui ont été exposés à l’alcool. Lorsque les doses prises sont élevées, le système visuel peut présenter une panoplie de symptômes comme une augmentation de la tortuosité des vaisseaux rétiniens, de la myopie, de l’hypermétropie, du strabisme et une hypoplasie du nerf optique. Cependant, très peu d’études se sont penchées sur les effets de plus faibles doses sur le développement du système visuel du primate. Le singe est un excellent modèle pour étudier le système visuel car il possède plusieurs similitudes avec l’humain tant au niveau développemental qu’au niveau structurel. De plus, le singe utilisé, le Chlrocebus aethiops sabeus, possède l’avantage que des individus de cette espèce ont une consommation naturelle et volontaire à l’alcool. Une étude (Clarren et al., 1990) a suggéré qu’une faible exposition à l’alcool du fœtus du primate non humain occasionnait une diminution du nombre de cellules ganglionnaires de la rétine (CGRs). Étant donné que le corps genouillé latéral dorsal (CGLd) reçoit la plupart de ses intrants de la rétine, il est raisonnable d’assumer que les couches rétino-récipientes du CGLd devraient être aussi affectées. Nous avons alors émis l’hypothèse que le CGLd devrait également subir une diminution du nombre de neurones. Pour la première fois, nous avons utilisé une méthode stéréologique pour quantifier le nombre de cellules dans les couches parvo- (P) et magnocellulaires (M) du CGLd. Contrairement à notre hypothèse de départ, nous n’avons pas observé de diminution dans le nombre global de neurones dans le CGLd des animaux exposés à l’alcool par rapport à des sujets contrôles, ni une diminution de son volume. Nous avons toutefois observé une diminution de la taille du corps cellulaire seulement dans la population M du CGLd. Ces résultats suggèrent que le système visuel est affecté par une faible exposition à l’alcool durant son développement qui devrait se traduire sur le comportement par des déficits dans les fonctions de la voie M. / An alcohol exposition during the gestation is recognized as the leading causes of preventable developmental disorders. A heavy exposure to ethanol can lead to a litany of symptoms ranging from cranio-facial dysmorphology and mental retardation to developmental learning and behavioural disorders. The visual system development is also the target for a high percentage of children exposed prenatally to alcohol. When the concentrations are relatively high, the visual system can show signs of increased tortuosity of the retina vessels, myopia, hyperopia, strabismus and hypoplasia of the optic nerve. Few studies have examined the effects of a moderate exposure to alcohol on the development of the primate visual system. The monkey is an excellent model to study the visual system because this model owns a lot of similarities with human at the developmental and structural levels. Moreover, the monkey used for this study, Chlrocebus sabeus, naturally and voluntarily consumes alcohol. One study (Clarren et al., 1990) suggested that a low dose exposure of alcohol induce a diminution of neurons in the ganglion retinal cell population. But, no information is given about the numbers and the cell population of neurons. We hypothesized that the lateral geniculate nucleus (LGN) should show a decrease in the number of neurons after moderate prenatal exposure to alcohol. The LGN is a key region because it is situated between the region that receives visual information, the retina, and the first visual region that analyzes the visual information, the primary visual cortex (V1). We utilized a stereological method to study the effects of moderate doses of alcohol on the neuronal population of the LGN in the non-human primate. In opposition to our hypothesis, we have not observed any diminution in the number of neurons or the volume of the LGN. However, we have found a diminution in the neuronal volume of only the magnocellular (M) region. These results suggest that the visual system is affected by a low dose of alcohol that should translate into deficits in the functions of the M pathway.

La toxicomanie a des répercussions importantes tant pour les individus qui en souffrent que pour la société en général (MSSS, 2007). L’efficacité des traitements offerts aux toxicomanes est toutefois affaiblie par la difficulté à maintenir et à engager en traitement cette clientèle (Meier et al., 2006). Dans ce contexte, et puisque la qualité de l’alliance thérapeutique est associée aux résultats et à la persévérance en traitement (Martin et al., 2000; Meier et al., 2005a), l’alliance qui se développe entre le client et le thérapeute en cours de thérapie peut être vue comme une piste de solution prometteuse pour améliorer l’efficacité des traitements de la toxicomanie. La présente étude se propose d’identifier les facteurs associés à l’alliance thérapeutique développée par une clientèle toxicomane en traitement (n = 269). L’étude s’intéresse également à l’influence de doubles problématiques (toxico-justice, toxico-santé mentale) sur les relations existantes entre l’alliance et ces facteurs (effets modérateurs). Les liens entre l’alliance thérapeutique et différentes variables (santé mentale, consommation, satisfaction envers les services, motivation, soutien social, pressions légales) ont été examinés à l’aide d’analyses de régression hiérarchique. Les résultats indiquent que le profil de consommation évalué avant l’entrée en traitement covarie avec l’alliance thérapeutique. Les troubles cognitifs et la satisfaction envers les services sont les deux principales variables évaluées lors de la thérapie de groupe qui sont associées à l’alliance. Des effets modérateurs de la présence de problématiques associées à la toxicomanie (justice, santé mentale) sur la relation entre certaines variables indépendantes et l’alliance ont finalement été observés. / Drug misuse has a major negative impact on individuals and on society as a whole (MSSS, 2007). The efficiency of drug treatments is however weakened by the difficulty retaining and engaging this clientele in treatment (Meier et al., 2006). In this context, and because the quality of the therapeutic alliance is associated with treatment outcome and treatment retention (Martin et al., 2000; Meier et al., 2005a), the alliance which develops between the client and therapist in the course of therapy appeared to be a promising solution to improve the efficiency of the treatments of drug addiction. The present study focus on the factors associated to the therapeutic alliance developed by drug addicts recruited in a drug rehabilitation programme (n = 269). The study is also interested in the influence of problems associated with addiction (justice and mental health) on the existing relations between the alliance and independents variables (moderating effects). The links between the therapeutic alliance and a range of factors (mental health, drug use, satisfaction with services, motivation, social support, legal pressures) are examined. The findings demonstrate that pretreatment drug use covarie with the therapeutic alliance. Cognitive disorders and satisfaction with services are two main variables assess during the group therapy which are associated with the alliance. The moderating effect of problems associated with addiction (justice, mental health) on therapeutic alliance is finally supported.

L’exposition prolongée par inhalation à des poussières de taille respirable contenant de la silice cristalline est reconnue pour causer des maladies respiratoires dont le cancer du poumon et la silicose. De nombreuses études ont relevé la surexposition des travailleurs de la construction à la silice cristalline, puisque ce composé est présent dans de nombreux matériaux utilisés sur les chantiers. L’évaluation de l’exposition à la silice cristalline dans cette industrie constitue un défi en raison de la multitude de conditions de travail et de la nature éphémère des chantiers. Afin de mieux cerner cette problématique, une banque de données d’exposition professionnelle compilée à partir de la littérature a été réalisée par une équipe de l’Université de Montréal et de l’IRSST, et constitue le point de départ de ce travail. Les données présentes dans la banque ont été divisées en fonction de la stratégie d’échantillonnage, résultant en deux analyses complémentaires ayant pour objectif d’estimer les niveaux d’exposition sur le quart de travail en fonction du titre d’emploi, et selon la nature de la tâche exécutée. La méthode de Monte Carlo a été utilisée pour recréer les échantillons provenant de données rapportées sous forme de paramètres de synthèse. Des modèles Tobit comprenant les variables de titre d’emploi, tâche exécutée, durée, année et stratégie d’échantillonnage, type de projet, secteur d’activité, environnement et moyens de maîtrise ont été développés et interprétés par inférence multimodèle. L’analyse basée sur le quart de travail a été réalisée à partir de 1346 données d’exposition couvrant 11 catégories de titre d’emploi. Le modèle contenant toutes les variables a expliqué 22% de la variabilité des mesures et la durée, l’année et la stratégie d’échantillonnage étaient d’importants prédicteurs de l’exposition. Les chantiers de génie civil et les projets de nouvelle construction étaient associés à des expositions plus faibles, alors que l’utilisation de moyens de maîtrise diminuait les concentrations de 18% à l’extérieur et de 24% à l’intérieur. Les moyennes géométriques les plus élevées prédites pour l’année 1999 sur 8 heures étaient retrouvées chez les foreurs (0.214 mg/m3), les travailleurs souterrains (0.191 mg/m3), les couvreurs (0.146 mg/m3) et les cimentiers-applicateurs (0.125 mg/m3). 1566 mesures réparties en 27 catégories de tâches étaient contenues dans la seconde analyse. Le modèle contenant toutes les variables a expliqué 59% des niveaux d’exposition, et l’ensemble des variables contextuelles étaient fortement prédictives. Les moyennes géométriques prédites pour l’année 1998 et selon la durée médiane par tâche dans la banque de données étaient plus élevées lors du bouchardage du béton (1.446 mg/m3), du cassage de pièces de maçonnerie avec autres outils (0.354 mg/m3), du décapage au jet de sable (0.349 mg/m3) et du meulage de joints de brique (0.200 mg/m3). Une diminution importante des concentrations a été observée avec les systèmes d’arrosage (-80%) et d’aspiration des poussières (-64%) intégrés aux outils. L’analyse en fonction des titres d’emploi a montré une surexposition généralisée à la valeur guide de l’ACGIH et à la norme québécoise, indiquant un risque à long terme de maladies professionnelles chez ces travailleurs. Les résultats obtenus pour l’évaluation en fonction de la tâche exécutée montrent que cette stratégie permet une meilleure caractérisation des facteurs associés à l’exposition et ainsi de mieux cibler les priorités d’intervention pour contrôler les niveaux d’exposition à la silice cristalline sur les chantiers de construction durant un quart de travail. / Chronic inhalation of respirable inorganic dusts containing crystalline silica is linked to occupational respiratory diseases such as lung cancer and silicosis. Several studies have documented the overexposure to respirable crystalline silica in construction workers, as this compound is found in several building materials and many operations can release fine suspended particles. Comprehensive quantitative exposure assessment in this industry is challenging due to the variety in tasks performed, materials used and environmental conditions between work sites, the mobile workforce and the temporary nature of construction sites. An occupational exposure database of silica exposure was compiled from the literature by a research group from the Université de Montréal and the Institut de recherche en santé et en sécurité du travail (IRSST) to address this issue. The exposure data contained in the database were separated on the basis of sampling strategies, which resulted in two separate – but complementary – analyses. The first analysis was restricted to samples collected to compare levels with an occupational exposure limit, in order to estimate work-shift respirable crystalline silica exposure by construction trade. The second analysis used measurements collected under a task-based sampling strategy in order to estimate the exposure levels associated with specific activities. Monte-Carlo simulation was used to recreate individual exposures from measurements reported as summary statistics. Modeling was performed using Tobit models within a multimodel inference framework, with construction trade, task, sampling duration, year and strategy, project type, construction sector, workspace and control methods as potential predictors. The dataset for the analysis by construction trade was comprised of 1346 exposure measurements and included 11 trade categories. The model containing all the variables explained 22% of the exposure variability and the sampling duration, year and strategy were identified as important predictors. Civil engineering and roadwork sites as well as new construction projects were associated with lower exposure levels, while the use of control methods reduced silica concentrations by 18% outdoors and 24% indoors. Predicted geometric means (GM) for year 1999 were the highest for drillers (0.214 mg/m3), underground workers (0.191 mg/m3), roofers (0.146 mg/m3) and cement grinders/finishers (0.125 mg/m3), based on a 8-hour shift. Heavy equipment operators (0.041 mg/m3) and foremen (0.047 mg/m3) had the lowest predicted GMs. 1566 task-based measurements, representing 27 task categories, were included in the activity-specific dataset. The proportion of variance explained by the model containing all the variables was 59%, and all the variables investigated had a strong influence on the exposure levels. Predictions were made based on the year 1998 and the median duration by task in the dataset. The largest predicted GMs were associated with the following operations: scabbling concrete (1.446 mg/m3), chipping with other tools (0.354 mg/m3), abrasive blasting (0.349 mg/m3) and tuck point grinding (0.200 mg/m3). Important reductions in exposure levels were found with the use of tool-integrated water sprays (-80%) and local exhaust ventilation (-64%). Important overexposure to the ACGIH Threshold Limit Value and the Québec exposure limit was found for all the trades investigated, indicating a long-term risk of silica-related occupational diseases. The results of the task-based analysis suggest that this sampling strategy provides a better characterization of the factors affecting exposure and the impacts of engineering dust control methods to control long-term exposure levels.

Parmi les méthodologies d’appréciation du danger ayant connu une forte croissance ces dernières décennies figurent le Control Banding (CB). Selon une estimée du NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health), cette approche qualitative a été développé dans l’industrie pharmaceutique dans un but concret de protéger près de 90% de travailleurs n’ayant pas accès à des services de santé, de sécurité et d’hygiène au travail. Actuellement, cette approche peut être adaptée aux spécificités des nanomatériaux (NMs) pour lesquelles peu de connaissances scientifiques sont disponibles sur les risques potentiels pour la santé et pour la sécurité des travailleurs. Au cours des dernières années, différentes études ont porté sur l’application de l’approche CB et plusieurs pays ont développé leur propre méthode adaptée aux NMs. Par contre, tous les modèles développés sont basés sur des critères qualitatifs du danger et de l’exposition. Une approche semi-quantitative permettrait de mieux gérer les dangers liés à la manipulation des NMs. L’objectif de ce mémoire était de développer une approche semi-quantitative d’évaluation des dangers sur la base d’une approche de CB. Pour ce faire, une analyse systématique de la littérature scientifique des 20 dernières années sur l’approche de CB a été effectué. Les bases de données Toxline, Pubmed et Google Scholar ont été consultées, couvrant la période de janvier 1996 à novembre 2016, en utilisant 4 mots-clés: control banding, nanomaterials, physicochemical, biological characteristics. Cette recherche a permis d’identifier 982 articles, dont 11% (91) furent retenus en première intention pour au final en garder 6 % (51/982). Il ressort de cette revue que le CB est une approche complémentaire aux méthodes d’évaluation quantitative et que les outils CB développés pour les NMs sont tous de nature qualitative, en réponse à une exposition. Une approche semi-quantitative où il y a maillage entre la caractérisation biologique avec les tests in vitro et la caractérisation physicochimique par des analyses chimiques pour mieux caractériser le niveau de dangérosité des NMs tel que présenté dans le présent mémoire permettrait une utilisation plus judicieuse du CB. Cette approche novatrice du CB dépasse largement l’utilisation que l’on en fait actuellement en hygiène du travail, devrait accroître la confiance dans le jugement des experts en santé au travail, afin d’orienter les travailleurs et la population générale vers une utilisation sécuritaire des NMs. / Among the hazards assessment methodology that has grown exponentially during the last decade, mention Control Banding (CB). According to the National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), this qualitative approach originally developed in the pharmaceutical industry, aims to protect approximately 90% or 2.7 billion workers that do not have access to occupational safety, health, and hygiene. Currently, this approach can be adapted to the specificities of nanomaterials (NMs), considering the significant lack of scientific knowledge about their potential health and safety risks to workers. In recent years, several CB models have been developed, and many countries have created their own nano-specific CB instruments. However, a semi-quantitative approach would better managing the hazards of handling nanomaterials in the workplace. This thesis aimed to perform a systematic literature review over the past 20 years about the CB approach and then to suggest a semi-quantitative hazard assessment. The official Web pages of the databases Toxline, Pubmed and Google Scholar were used, covering the literature from January 1996 to November 2016, with use of the 4 keywords to locate relevant articles: Control Banding, nanomaterials, physico-chemical, biological characteristics. These searches yielded a total of 982 articles, 11% (91) were retained to eventually retain 6% (51/982). This review shows that the CB approach is an interesting and complementary methodology to quantitative evaluation methods and the CB tools developed for NMs are all qualitative in nature, in response to an exposure and adapted to different work environments. It is possible to make better use by proposing a semi-quantitative approach based on physicochemical and toxicity parameters of NMs to better characterize their degree of dangerousness. We propose here an original methodology proposing the interaction of in vitro tests and chemical analyzes. This innovative Control Banding approach should increase confidence in the judgment of experts and industry, as well as to guide both exposed workers and the uses of NMs in this industry.