Contexte : L’influence de la végétation urbaine sur le développement de l’asthme infantile est controversée. Il est avancé que les arbres (canopée urbaine) réduisent la pollution atmosphérique, un facteur de risque de l’asthme mais également, que certains peuvent émettre des pollens et des composés organiques volatils biogéniques, tout-autant des facteurs de risque pour le développement de l’asthme chez l’enfant. Cependant, les risques associés à la canopée urbaine ont été étudiés à l’aide de données rudimentaires souvent, sans considération pour la saison. Objectifs : 1) Caractériser l’association entre la végétation urbaine et le développement de l’asthme en distinguant la végétation totale et de la canopée des feuillus et de conifères, en fonction des saisons de production de pollens et de feuilles des arbres. 2) Évaluer l’influence de la canopée d’arbres sur l’association entre les particules fines (PM2.5) et le développement de l’asthme infantile. Méthodes : Nous avons utilisé les données d’une cohorte de naissance ouverte contenant tous les enfants nés sur l’île de Montréal (Canada) entre 2000 et 2015 et suivis jusqu’à leurs 12 ans, créée à partir de données médico-administratives agrégées. L’exposition à la végétation totale a été estimée à l’aide d’une mesure satellitaire appelée l’indice de végétation par différence normalisée (NDVI) et l’exposition à la canopée urbaine, a été estimée à l’aide de données de télédétection laser aéroporté - LiDAR permettant d’estimer l’aire de la canopée des feuillus et des conifères dans un rayon de 250 m autour de la résidence des participants, tout au long du suivi. En dehors des saisons de pollens et de feuilles des arbres, les variables d’expositions ont été fixées à zéro. Des modèles de risque proportionnels de Cox ont été développés pour estimer le risque associé au NDVI et aux canopées d’arbres lors de la saison de pollens et de feuilles des arbres. La non-linéarité a été modélisée à l’aide de catégories et de splines cubiques pour les expositions. Nous avons ensuite évalué l’effet de la canopée urbaine sur l’association entre les particules fines (PM2.5) et le développement de la maladie. Résultats : Parmi les 352 946 enfants inclus dans la cohorte et suivis pour un total de 1,7 millions de personnes-années, 30 816 nouveaux cas d'asthme ont été identifiés pour un taux moyen de nouveaux cas d’asthme était de 17,79 nouveaux cas par 1 000 personnes-années. Le NDVI moyen annuel s’élevait à 0,365 (Écart-type (ET) : 0,106) dans un rayon de 250 m centré sur la résidence des participants. En saison de pollens, le NDVI moyen se réduisait à 0,089 (ET : 0,106) et à 0,15 (ET : 0,185) en saison de feuilles. En moyenne, les enfants étaient exposés à trois fois plus de canopées de feuillus (moyenne = 12,3 (ET : 17,0) ×103 m2) que de conifères en saison de feuilles (moyenne= 4,5 (ET : 4,3) ×103 m2), et sept fois plus en saison de pollens. Nos analyses ont révélé des associations distinctes en fonction des saisons pour le NDVI et la canopée de feuillus. Trop peu de conifères étaient présents pour tirer des conclusions quant à leur effet. Les analyses à l’aide des splines cubiques pour les expositions ont indiqué la présence de relations non-linéaires. La catégorisation des expositions a indiqué que des niveaux moyens de canopée de feuillus en saisons de feuilles avaient un effet protecteur lorsque comparés aux non-exposés (Rapport de Risque (RR): 0,694 ; Intervalle de confiance (IC95%) : 0,680 – 0,708). À l’inverse, pour les journées de pollens, la canopée de feuillus autour de la résidence était associée à l’augmentation du risque (RR =1,082 (IC95% 1,056 – 1,108)). Pour les catégories de NDVI annuel (non subdivisé par saisons), aucune association n’a été détectée. Pour finir, la canopée d’arbres et le NDVI n’ont influencé que très faiblement l’association entre les PM2.5 régionaux et le développement de l’asthme infantile. Cependant, une légère interaction a été observée entre les feuillus en saison de feuilles et les PM2.5. Des niveaux élevés de feuillus autour de la résidence en période de feuilles diminueraient le risque d’asthme associé à l’exposition aux PM2.5. Discussions : Les résultats suggèrent que l’effet de la végétation varie en fonction des saisons. L’effet capté par le NDVI semble être en grande partie attribuable à la canopée de feuillus. L’influence de la végétation sur l’association entre les PM2.5 et le développement de l’asthme est très faible. / Background: The influence of urban vegetation and tree canopy on the development of childhood asthma is controversial. It is argued that trees reduce air pollution, a risk factor for asthma, but at the same time, some species emit pollens and biogenic volatile organic compounds, all of which are risk factors for the development of asthma in children. Yet, the risks associated with the urban canopy have been studied using rudimentary data, often without consideration for the season. Objectives: 1) To characterize the association between urban vegetation and asthma development by distinguishing between total vegetation and deciduous and evergreen tree canopy, according to the pollen and leaf-on seasons. 2) To assess the influence of tree canopy on the association between fine particulate matter (PM2.5) and the development of childhood asthma. Methods: We used data from an open birth cohort containing all children born on the island of Montreal, Canada, between 2000 and 2015 and followed up until their 13th birthday, created from aggregated medico-administrative data. Exposure to total vegetation was estimated using a satellite measure called the normalized difference vegetation index (NDVI). Exposure to the urban canopy was estimated using LiDAR, an airborne remote laser sensing technology that was used to estimate the area of the deciduous and coniferous canopy within a 250 m buffer centered on participants' residential postal codes, updated throughout the follow-up. Outside of the pollen and tree leaf-on seasons, exposure variables were set to zero. Cox proportional hazard models were developed to estimate the risk associated with NDVI and tree canopies for the pollen and tree leaf-on seasons. Nonlinearity was modeled using categories and restricted cubic splines for exposures variables. We then assessed the effect of the urban canopy on the association between fine particulate matter (PM2.5) and asthma development. Results: Among the 352,946 children included in the cohort and followed for a total of 1.7 million person-years, 30,816 new asthma cases were detected, for an average incidence rate of 17.79 new cases per 1,000 person-years. The mean annual NDVI was 0.365 (Standard Deviation (SD): 0.106) within a 250 m buffer centered on participants' residential postal codes. In the pollen season, the mean NDVI was reduced to 0.089 (SD: 0.106) and to 0.15 (SD: 0.185) for the leaf-on season. On average, children were exposed to three times as much deciduous canopy (mean= 12.3 (SD: 17.0) ×103 m2) as coniferous canopy in leaf-on season (mean= 4.5 (SD: 4.3) ×103 m2), and seven times as much in pollen season. Our analyses revealed distinct associations by season for NDVI and deciduous trees. Too few evergreens were present to draw conclusions about their effect. Cubic spline analyses for exposures indicated the presence of nonlinear relationships. Exposure categorization indicated that average levels of deciduous trees canopy in the leaf-on season had a protective effect when compared to unexposed (Hazard Ratio (HR): 0.694; Confidence Interval (CI95%): 0.680 - 0.708). Conversely, for pollen days, the residential deciduous canopy was associated with increased risk (HR =1.082 (CI95% 1.056 - 1.108)). For annual NDVI categories (not subdivided by season), no association was detected. Finally, tree canopy and NDVI only weakly influenced the association between regional PM2.5 and childhood asthma development. However, a slight interaction was observed between leaf-on-season deciduous canopy and PM2.5. High levels of deciduous trees canopy at residential postal codes during the leaf-on season decrease the risk of asthma associated with PM2.5 exposure. Discussion: Our results suggest that the effect of vegetation varies with season. The effect captured by NDVI appears to be largely due to the deciduous canopy. The influence of vegetation on the association between PM2.5 and asthma development appeared to be marginal.

Après des décennies d'amélioration, l'espérance de vie a stagné dans plusieurs pays à faible mortalité ces dernières années, avec, dans certains cas, quelques reculs. L’augmentation de la mortalité due à la grippe et aux surdoses de drogue, en particulier dans la génération des baby-boomers, a été le principal responsable de cette stagnation de l’espérance de vie. Cette découverte était inattendue, car il est considéré que la mortalité extrinsèque – par opposition à la mortalité intrinsèque due à des maladies dégénératives se déclarant souvent aux grands âges – joue un rôle négligeable dans les changements actuels d'espérance de vie. Pour la même raison, les tendances temporelles de la mortalité extrinsèque n’ont guère retenu l’attention des chercheurs. Les crises périodiques dues aux épidémies de grippe et à la crise des opioïdes sont considérées comme les principaux déterminants des variations de la mortalité extrinsèque. Cependant, des preuves récentes suggèrent que les effets de cohorte jouent un rôle important dans la modulation de la mortalité extrinsèque, mais que de telles influences sont encore mal connues. L'objectif principal de cette thèse est d'examiner le rôle des effets de cohorte sur l’évolution de la mortalité extrinsèque dans les dernières décennies, avec un accent particulier mis sur la grippe et les causes de décès comportementales. Plus spécifiquement, elle vise à (1) déterminer les différences par cohorte de mortalité par la grippe et l’influence des expositions précoces au virus sur cette mortalité; (2) analyser le désavantage de mortalité des baby-boomers au Canada et aux États-Unis en identifiant la contribution des causes comportementales à ce désavantage; et (3) développer un outil méthodologique permettant à la fois l'analyse visuelle de la dynamique temporelle des effets non linéaires d'âge, de période et de cohorte (APC) et la comparaison entre divers phénomènes ou populations. Pour ces analyses, nous utilisons des micro-données de mortalité provenant de systèmes de statistiques de l’état civil au Canada et aux États-Unis. Nous utilisons également les taux de mortalité et de fécondité de divers pays pour généraliser l'analyse visuelle des effets non linéaires à d'autres phénomènes démographiques que la mortalité. Les analyses ont été réalisées en appliquant des modèles de Serfling pour l’estimation de la mortalité par grippe, des mesures démographiques permettant une décomposition par cause des variations de la mortalité, des techniques de lissage pour identifier les tendances et des approches statistiques et visuelles sur des configurations de Lexis pour l’analyse des effets APC. Les résultats, sous la forme de trois articles scientifiques, montrent que malgré des fluctuations marquées au cours des années calendrier (période), les cohortes de naissance ont une influence indépendante et durable sur la mortalité liée à la grippe ou due au comportement. Les principaux résultats du premier article suggèrent que deux mécanismes modulent la mortalité grippale au fil des cohortes. Pour la population jeune et adulte, les risques de mortalité par cohortes dépendent du contraste en le premier virus auquel on est vraisemblablement exposé (le virus laissant« l’empreinte antigénique ») et le virus rencontré à l’âge adulte, au moment de l’épidémie sous observation. Des modifications significatives du risque de décès ont ainsi été observées lors d’épidémies de grippes pour les cohortes nées lors d'importants changements antigéniques (par exemple, une diminution significative du risque pour les cohortes nées entre 1957 et 1968). Pour les âges plus avancés, nous n’avons pas identifié de tels effets de cohorte « ponctuels », mais plutôt un effet de cohorte de plus longue haleine, qui aura conduit à un déclin progressif de la mortalité par grippe entre 1959 et 2016. En nous inspirant des théories dites de technophysio ou de cohort morbidity phenotype, nous attribuons ce déclin à des changements s’étant produit bien avant, c’est-à-dire à l’amélioration marqué des conditions sanitaires qui a eu lieu entre 1900 et 1930, au moment où les cohortes concernées venaient au monde et dont elles ont pu bénéficier. Les travaux du deuxième article de cette thèse révèlent que la plupart des excès de mortalité chez les baby-boomers au Canada et aux États-Unis sont dus à des causes comportementales. Le désavantage des baby-boomers résulte de plusieurs effets de cohortes sur des causes comportementales différentes, et non pas d'effets de période ponctuels affectant la même cohorte aux âges différents, un mécanisme alternatif qui pourrait expliquer la «pénalité des boomers». Les baby-boomers présentaient respectivement un risque d'hépatite C et de mortalité par drogue trois fois et deux fois plus élevé que les cohortes voisines. La contribution méthodologique des graphique de courbure APC, présentée dans le troisième article, nous a permis d'analyser la dynamique des effets non linéaires au fil du temps, à travers divers phénomènes et populations. Cette technique offre une plus grande flexibilité que les modèles statistiques ou autres graphiques de Lexis. Les résultats présentés dans cette thèse montrent l'importance d'analyser les effets de cohortes sur la mortalité extrinsèque. Nos résultats indiquent que même en présence de perturbations de période importantes affectant la mortalité extrinsèque à la plupart des âges, les effets de cohorte se sont maintenus au fil du temps. Ces résultats suggèrent également que les politiques publiques peuvent améliorer considérablement la santé de la population en formulant des politiques qui prennent en compte la sensibilité différentielle des cohortes aux facteurs de risque et en fournissant un soutien social aux cohortes les plus vulnérables. / After decades of improvement, life expectancy momentarily declined during 2014-15 in several high income countries, with subsequent reversals in some cases. The main sources of this stagnation have been increases in mortality from influenza and drug overdoses, mainly for the baby-boomer generation. This trend is unexpected because it has long been assumed that extrinsic mortality, which is due to causes originating outside the body – in opposition to intrinsic mortality from degenerative diseases at old ages –, plays a negligible role in life expectancy changes. For this reason, the temporal patterns of extrinsic mortality have received little attention in demographic research. Period crises such as influenza epidemics and the opioid crisis are considered the main determinants of variations of extrinsic mortality. However, despite recent evidence suggesting that cohort effects have an important role in modulating extrinsic mortality, little is known about this relationship. The main objective of this dissertation is to help fill this gap by examining cohort influences on extrinsic mortality change, with a particular emphasis on influenza and behavioral causes. More specifically, we aim (1) to quantify cohort differences in mortality from influenza and the influence of early life exposures to the virus on subsequent influenza mortality; (2) to analyze the baby boomers’ disadvantage in mortality in Canada and the United States, while identifying the contributions of behavioral causes to this disadvantage; and (3) to develop a methodological tool that can be used to both conduct visual analysis of the temporal dynamics of nonlinear Age-Period-Cohort (APC) effects, and compare these dynamics across various phenomena or populations. To achieve these goals, we use micro-level mortality data from vital statistics in Canada and the United States. We also employ death and fertility rates from various countries to generalize the visual analysis of nonlinear effects to other demographic phenomena. The analyses were conducted by applying Serfling models for the estimation of influenza mortality, demographic measures for the decomposition of cause-specific mortality changes, smoothing techniques for the identification of trends, and statistical and visual approaches on the Lexis configuration for the analysis of APC effects. The results, in the form of three scientific articles, show that despite marked fluctuations over calendar years (periods), birth cohorts have an independent and sustained influence on influenza and mortality from behavioral causes. The main results from the first paper suggest that two mechanisms modulated influenza mortality over cohorts. For the young and adult population, the mortality risks over cohorts depend of the contrast between the first virus to which individuals were exposed (the virus producing an antigenic imprinting) and the virus encountered in adulthood during the observed epidemic. For this age segment, significant changes in risk were found during influenza epidemics among cohorts born during important antigenic shifts (e.g., a decrease in risk for cohorts born between 1957 and 1968). For older ages, we did not identify such “punctual” cohort effects but rather a smooth and monotonic change in cohort effects that might have driven a progressive decline in influenza mortality between 1959 and 2016. Inspired by so-called cohort morbidity phenotype and technophysio evolution theories, we attributed this decline to changes produced earlier, i.e., to the sharp sanitary improvements occurred between 1900 and 1930, when the concerned cohorts were born and when they could have benefited. Findings from the second paper revealed that most of the baby boomers’ excess mortality in Canada and the United States is driven by behavioral causes of death. The “boomer disadvantage” resulted from multiple cohort effects on behavioral-related mortality, and not from punctual period effects affecting the same cohort at different ages. Among the baby boomers, the risk of dying from hepatitis C was almost three times higher, and the risk of dying from drug-related causes was almost two times higher, than among the adjacent cohorts. These results were obtained using an innovative methodology developed in the third paper, which allowed us to analyze the dynamics of nonlinear effects over time through APC curvature plots. This technique provides greater flexibility than statistical models or other Lexis plots, and it has been shown to be applicable to other demographic phenomena, such as fertility. The findings presented in this dissertation offer evidence of the importance of analyzing cohort effects on extrinsic mortality. Our results indicate that even in the presence of substantial period disturbances affecting extrinsic mortality at most ages, cohort effects were sustained over time. These findings also suggest that public policies can significantly improve the health of the population by formulating policies that take into account the differential sensitivity of cohorts to risk factors and by providing social support to the most vulnerable cohorts.