Contexte : Le trafic aérien, en constante augmentation au cours de ces dernières décennies, n'est pas sans impact sur l'environnement et la population. En particulier, le bruit émis par les avions constitue une nuisance importante et un problème majeur de santé publique, notamment en termes de perturbations du sommeil. Pour autant, en France surtout, les conséquences de l'exposition au bruit des avions restent insuffisamment évaluées. Objectif : L'objectif de ce travail de thèse est de mieux connaître et de mieux quantifier les effets du bruit des avions sur la qualité du sommeil des riverains des aéroports en France, en distinguant qualité subjective et qualité objective. Méthodes : Pour répondre aux objectifs de cette thèse, nous avons utilisé les données recueillies dans un programme de recherche épidémiologique appelé DEBATS (Discussion sur les Effets du Bruit des Aéronefs Touchant la Santé). L'étude principale, dite « étude longitudinale », a inclus 1244 participants vivant à proximité de trois aéroports français d'importance : Paris-Charles de Gaulle, Lyon-Saint Exupéry et Toulouse-Blagnac. La qualité subjective du sommeil a été évaluée grâce à un questionnaire administré par des enquêteurs au domicile des sujets. Le niveau d'exposition au bruit des avions a été estimé à l'adresse du domicile de chaque participant à partir des cartes de bruit produites par la Direction Générale de l'Aviation Civile. Une étude complémentaire dite « étude sommeil » a permis d'évaluer la qualité objective du sommeil de 112 des 1244 participants à l'étude longitudinale grâce au port d'un actimètre pendant huit jours et d'un Actiheart (enregistreur de la fréquence cardiaque) pendant une nuit. Des mesures acoustiques ont été réalisées pendant ces huit jours en façade et à l'intérieur de la chambre à coucher des participants, afin de caractériser leur exposition au bruit des avions à l'aide d'indicateurs non seulement énergétiques (LAeq, LA90) mais aussi événementiels (nombre d'événements et niveau maximum de bruit de l'évènement ou LAmax). Résultats : L'analyse de « l'étude longitudinale » a permis de montrer une association entre l'exposition au bruit des avions la nuit (Lnight) et la qualité subjective du sommeil caractérisée par un risque de déclarer dormir moins de 6 heures par nuit (OR=1,63 pour 10 dB(A) ; IC 95% : 1,15-2,32) et de se sentir fatigué au réveil (OR=1,23 pour 10 dB(A) ; IC 95% : 1,00-1,54). Nous n'avons pas trouvé de relation significative avec les autres paramètres subjectifs de la qualité du sommeil rapportés par les sujets eux-mêmes, tels que le temps d'endormissement, les éveils nocturnes, la satisfaction du sommeil et la prise de médicaments pour dormir. Nous avons également montré une association entre l'exposition au bruit des avions et les paramètres objectifs de la qualité du sommeil avec une augmentation du temps d'endormissement et de la durée des éveils intra-sommeil, une diminution de l'efficacité du sommeil, mais aussi une augmentation du temps total de sommeil et du temps passé au lit (cette dernière pouvant être interprétée comme un mécanisme d'adaptation à la privation de sommeil). Les indicateurs énergétiques, mais plus encore les indicateurs liés aux événements de bruit, sont significativement associés aux paramètres objectifs de la qualité du sommeil. Par exemple, les événements de bruit d'avions détectés à l'intérieur de la chambre à coucher sont associés à une augmentation de la durée totale des éveils intra-sommeil supérieure à 30 minutes (OR=1,10 pour 10 événements ; IC 95% : 1,03-1,16). Enfin, nous avons observé une augmentation significative de l'amplitude de la fréquence cardiaque pendant un évènement sonore associé au passage d'un avion et le niveau maximum de bruit de cet évènement (LAmax) [etc...] / Background: Air traffic, in constant increase during the last decades, is not without impact on the environment and the population. Aircraft noise in particular represents a serious nuisance and a major issue for public health, particularly in terms of sleep disturbances. However, in France especially, the effects of aircraft noise exposure remain insufficiently evaluated. Objectives: The objective of this PhD is to better know and better quantify the effects of aircraft noise exposure on sleep quality in populations living near airports in France, while distinguishing subjective quality and objective quality. Methods: In order to meet the objectives of the PhD, we used the data collected in an epidemiological research program called DEBATS (Discussion on the Health Effects of Aircraft Noise). The main study, also called the “longitudinal study”, included 1,244 participants living near three French major airports: Paris-Charles de Gaulle, Lyon-Saint-Exupéry and Toulouse-Blagnac. The subjective quality of sleep was assessed using a questionnaire administered by interviewers at the place of residence of the participants. Aircraft noise levels were estimated at each participant's home address using noise maps produced by the French Civil Aviation Authority. A complementary, also called the “sleep study” allowed us to estimate the objective sleep quality of 112 of the 1,244 participants in the longitudinal study. These 112 participants have worn a wrist actigraph for eight nights and an Actiheart (heart rate recorder) for one night. Acoustic measurements were made during these eight days and nights, both inside the participants’ bedrooms and outside (at the exterior façade) in order to characterize their aircraft noise exposure using not only energy indicators (LAeq, LA90) but also events indicators (number of events and maximum level of an noise event or LAmax). Results: The “longitudinaly study” analysis showed an association between aircraft noise exposure during the night (Lnight) and the subjective quality of sleep characterized by a risk of reporting to sleep less than 6 hours per night (OR=1.63 for 10 dB(A); 95% CI: 1.15–2.32) and a risk of feeling tired while awakening in the morning (OR=1.23 for 10 dB(A); 95% CI: 1.00– 1.54). We did not find any significant relationship with the other subjective parameters of sleep quality reported by the subjects themselves, such as time to fall asleep, nocturnal awakenings, sleep satisfaction, and sleep medication intake. We also showed an association between aircraft noise exposure and the objective parameters of sleep quality with an increase in time of sleep onset and duration of wake after sleep onset, and a reduction in sleep efficiency. Aircraft noise exposure also increased total sleep time and time in bed (this could be a matter of behavioral adaption to sleep deprivation). The energy indicators, but more still events indicators, were significantly associated with the objective parameters of sleep quality. For example, aircraft noise events detected inside the bedroom were associated with an increase in total duration of wake after sleep onset greater than 30 minutes (OR=1.10 for 10 events; 95% CI: 1.03-1.16). Finally, we observed a significant increase in amplitude of heart rate during a noise event associated with the passage of an aircraft and the maximum noise level of this event (LAmax). Conclusions: These results, mostly similar to those obtained in the majority of studies in the international literature, confirm that exposure to aircraft noise can decrease both subjective and objective quality of sleep. They also contribute to support the hypothesis that acoustic events indicators could, better than energy indicators more widely used, characterize the effects of aircraft noise on sleep

Biofeedback equipment is intended to train conscious regulation of normally sub-conscious processes like autonomic nervous system activities. The manufacturers claim that measurements made with the equipment are accurate enough for research purposes, but these claims have not been vigorously tested. The subconscious processes recorded with biofeedback equipment are often disturbed by stress, and the aim of this study was to determine if the markers of stress could be accurately determined with biofeedback equipment. The physiological processes that were screened were:<ul><li> Time and frequency domain heart rate variability (HRV) determined from blood-volume-pulse (BVP) </li><li> Time and frequency domain HRV determined from electrocardiogram (ECG) </li><li> The amplitude of the BVP</li><li> Electromyographic (EMG) activity</li><li> The pulse transit time</li><li> Respiration rate and depth</li><li> Skin conductivity</li><li> Fingertip temperature</li><li> Quantitative electroencephalographic (QEEG) activity</li></ul> The accuracy of the HRV measurements were tested by comparing them to readings made simultaneously with a gold-standard device (Actiheart), and the main findings were:<ul><li> The hardware capabilities of the two systems are comparable when it comes to registering heartbeats and calculating heart rate</li><li> The frequency domain biofeedback HRV variables had relatively good correlations to the Actiheart results, but improvements are necessary</li><li> Frequency domain HRV variables differ when calculated with fast Fourier transform or with autoregression</li><li> The BVP signal is prone to movement artifact and other forms of interference</li></ul> The HRV measurements of both the biofeedback and Actiheart device were correlated to psychometric evaluations of anxiety and burnout, two conditions closely related to the concept of stress. The main findings were:<ul><li> Worry and anxiety can have a cardiac accelerating effect, largely mediated by vagal withdrawal </li><li> A decrease in resting autonomic variability associated with anxiety</li><li> Significant autonomic nervous system inflexibility occurs in the face of a cognitive stressor with increased anxiety</li><li> An increase in vagal and a decrease in sympathetic cardiac control correlated with increased levels of vital exhaustion</li><li> HRV assessment with specialized software such as Polar Precision Performance Software and the advanced HRV Analysis 1.1 software for windows (Biomedical Signal Analysis Group) were superior to assessments by means of the Biograph Infinity program</li></ul> Next it was investigated whether any association existed between levels of anxiety, burnout and that of Biograph-derived physiological indicators such as BVP amplitude, BVP HRV, ECG HRV, pulse transit time, EMG, fingertip temperature, respiration rate and amplitude, skin conductivity and QEEG levels. The overriding observations with increases in the levels of stress-related emotional conditions such as anxiety were that of a decrease in variability in almost all physiological functions assessed by Biograph. In conclusion, relatively good associations were found between certain, but not all, Biofeedback monitor results and that of other assessments of stress. The potential exists to develop a program which would accurately reflect stress levels. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2012. / School of Health Systems and Public Health (SHSPH) / Unrestricted

Une mesure précise de l’activité physique en conditions de vie libre est nécessaire pour une meilleure compréhension de ses relations avec la santé. Le premier objectif de ce travail thèse a été de valider l’Actiheart (qui combine la mesure de la fréquence cardiaque et du mouvement par accélérométrie) par rapport à l’eau doublement marquée (EDM). Nous montrons un bon niveau de concordance entre la dépense énergétique liée à l’activité physique (DEAP) estimée par l’Actiheart et l’EDM. Une individualisation de la relation entre la fréquence cardiaque et de la DEAP par un test d’effort est nécessaire pour une estimation fiable de la DEAP au niveau individuel et pour évaluer des changements de DEAP tels qu’induits par une intervention. En laboratoire, nous montrons que la précision de l’Actiheart est activité dépendante. Ceci nécessite la mise en place de leur reconnaissance par de nouveaux capteurs et modèles mathématiques. L’adiponectine est une hormone du tissu adipeux qui a un rôle dans le métabolisme énergétique et dont la sécrétion diminue avec l’obésité. Les effets de l’activité physique sont en revanche contradictoires dans la littérature. Le second objectif de ce travail a été d’évaluer l’effet de l’activité physique et d’une intervention avec contrôle du poids sur les taux plasmatiques d’adiponectine. Nous montrons que l’adiponectine totale et à haut poids moléculaire sont associées négativement à la variation du niveau d’activité physique. D’autres travaux sont cependant nécessaires pour comprendre les mécanismes qui sous-tendent cette modulation de l’adiponectine plasmatique qui ne semble pas liée à des variations de synthèse dans le tissu adipeux ou musculaire. / Accurate measurements of physical activity in free living are needed to establish what dose of physical activity is necessary for obtaining a specific health benefits. The first aim of this work was to validate the Actiheart (which combines heart rate and accelerometry sensors) with doubly labeled water (DLW). We show a good level of concordance between physical activity energy expenditure (PAEE) estimated by Actiheart and DLW. Individualization of the relationship between heart rate and PAEE by an incremental test is needed for an accurate estimate of the PAEE at the individual level and to evaluate changes induced by an intervention. In laboratory, we show that the accuracy of Actiheart is activitydependent. This requires the establishment of their recognition from new sensors and mathematical models. Adiponectin, hormone secreted by adipose tissue, has a role in energy metabolism and its secretion decreases with obesity. However the effects of physical activity remain in contradiction in published studies. The second objective of this work was to evaluate the effect of physical activity and intervention with weight control on plasma adiponectin. We show that the total and high molecular weight adiponectin were negatively associated with modifications of the physical activity level. Further work is however necessary to understand the mechanisms underlying this modulation of plasma adiponectin which does not seem related to changes in synthesis in adipose tissue or muscle.

"Kinderwelt ist Bewegungswelt" (Schmidt, 1997, S. 156, zitiert nach Schmidt, Hartmann-Tews & Brettschneider, 2003, S. 31). Das kindliche Bewegungsverhalten hat sich bereits im Grundschulalter verändert, so dass sich Bewegungsaktivitäten von Kindern erheblich unterscheiden und keineswegs mehr verallgemeinert werden können. Richtet man den Fokus auf die Frage „Wie bewegt sind unsere Kinder?“ so scheint diese von den Medien bereits beantwortet zu sein, da dort von ansteigendem Bewegungsmangel der heutigen Kinder gegenüber früheren Generationen berichtet wird. Wenn es in den Diskussionen um den Gesundheitszustand unserer Kinder geht, nimmt die körperlich-sportliche Aktivität eine entscheidende Rolle ein. Bewegungsmangel ist hierbei ein zentraler Begriff der in der Öffentlichkeit diskutiert wird. Bei der Betrachtung der einzelnen Studien fällt auf, dass deutliche Defizite in der Messung der körperlich-sportlichen Aktivität bestehen. Zentraler Kritikpunkt in den meisten Studien ist die subjektive Erfassung der körperlich-sportlichen Aktivität. Ein Großteil bisheriger Untersuchungen zum Bewegungsverhalten basiert auf Beobachtungen, Befragungen oder Bewegungstagebüchern. Diese liefern ausschließlich zum Teil subjektive Einschätzungen der Kinder oder Eltern über die tatsächliche Bewegungszeit und -intensität. Das objektive Erfassen der Aktivität bzw. Inaktivität ist zwar seit einigen Jahren zentraler Gegenstand vieler Studien, dennoch gilt es, dieses noch sachkundiger zu lösen, um subjektive und objektive Daten zu vergleichen. Um dem Bewegungsmangel der heutigen Kinder entgegenzuwirken, sind empirisch abgesicherte Erkenntnisse über die Bedingungsfaktoren und die Folgen des veränderten Bewegungsverhaltens dringend nötig. Die Quer- und Längsschnittuntersuchung umfasst die Bereiche Anthropometrie, die Erfassung der körperlich-sportlichen Aktivität und die Herzfrequenzmessung über 24h. Für die Studie konnten 106 Jungen und Mädchen im Zeitraum von Januar 2007 bis April 2009 rekrutiert und überprüft werden. Die physiologischen Parameter wurden mit Hilfe des ACTIHEART-Messsytems aufgezeichnet und berechnet. Die Ergebnisse zur körperlich-sportlichen Aktivität wurden in die Untersuchungsabschnitte Schulzeit gesamt, Pause, Sportunterricht, Nachmittag und 24h unterteilt. Durch das Messsystem werden die Bewegungsaktivität und die Herzfrequenz synchron aufgezeichnet. Das System nimmt die Beschleunigungswerte des Körpers auf und speichert sie im frei wählbaren Zeitintervall, Short oder Long Term, in Form von „activity counts“ ab. Das Messsytem berechnet weiterhin die Intensität körperlicher Aktivität. / "Children's World is the world movement" (Schmidt, 1997, p. 156, quoted by Schmidt, Hartmann-Tews & Brettschneider, 2003, p. 31). The child's physical activity has changed already in elementary school, so that physical activity of children vary considerably and can not be more generalized. If we turn our focus to the question "What moves are our children?" So this seems to have been answered by the media, because there is increasing lack of physical activity reported by today's children from previous generations. When it comes to discussions about the health of our children, taking the physical and sporting activity plays a decisive role. Lack of exercise is a key term here is in the public's debate. When examining the individual studies is striking that significant deficiencies exist in the measurement of physical and sporting activity. The central point of criticism in most studies is the subjective detection of physical and sporting activity. A majority of previous studies on physical activity based on observations, interviews, or movement diaries. These provide only partly subjective assessments of the children or parents about the actual movement of time and intensity. The objective recording of activity or inactivity, although in recent years, the central subject of many studies, yet it is true, this knowledgeable yet to be resolved in order to compare subjective and objective data. To counteract the lack of movement of today's children, empirically based insights into the determinants and consequences of changes in physical activity are urgently needed. The cross-sectional and longitudinal study covers the areas of anthropometry, the collection of physical and sporting activity and heart rate measured over 24 hours. For the study, 106 boys and girls in the period January 2007 to April 2009 are being recruited and examined. The physiological parameters were recorded using the ACTIHEART-measuring systems and calculated. The results for physical and sporting activity were divided into the total school study sections, breaks, physical education, and 24 afternoon. By the measurement system's physical activity and heart rate recorded synchronously. The system records the acceleration of the body and stores it in the selected time interval, from Short or Long Term, in the form of "activity counts". The measurement system calculates the intensity of physical activity continue.

Une mesure précise de l'activité physique en conditions de vie libre est nécessaire pour une meilleure compréhension de ses relations avec la santé. Le premier objectif de ce travail thèse a été de valider l'Actiheart (qui combine la mesure de la fréquence cardiaque et du mouvement par accélérométrie) par rapport à l'eau doublement marquée (EDM). Nous montrons un bon niveau de concordance entre la dépense énergétique liée à l'activité physique (DEAP) estimée par l'Actiheart et l'EDM. Une individualisation de la relation entre la fréquence cardiaque et de la DEAP par un test d'effort est nécessaire pour une estimation fiable de la DEAP au niveau individuel et pour évaluer des changements de DEAP tels qu'induits par une intervention. En laboratoire, nous montrons que la précision de l'Actiheart est activité dépendante. Ceci nécessite la mise en place de leur reconnaissance par de nouveaux capteurs et modèles mathématiques. L'adiponectine est une hormone du tissu adipeux qui a un rôle dans le métabolisme énergétique et dont la sécrétion diminue avec l'obésité. Les effets de l'activité physique sont en revanche contradictoires dans la littérature. Le second objectif de ce travail a été d'évaluer l'effet de l'activité physique et d'une intervention avec contrôle du poids sur les taux plasmatiques d'adiponectine. Nous montrons que l'adiponectine totale et à haut poids moléculaire sont associées négativement à la variation du niveau d'activité physique. D'autres travaux sont cependant nécessaires pour comprendre les mécanismes qui sous-tendent cette modulation de l'adiponectine plasmatique qui ne semble pas liée à des variations de synthèse dans le tissu adipeux ou musculaire.