Les épizooties du passé, malgré leur impact économique, sanitaire et social sur les sociétés agro-pastorales anciennes, sont particulièrement mal documentées en archéologie, et leurs millions de victimes semblent n’avoir laissé aucune trace matérielle. Cette thèse s’attache donc à démontrer qu’il est non seulement possible de mettre en évidence des dépôts animaux consécutifs à des crises de mortalité, mais aussi d’identifier les causes spécifiques des décès. Elle adopte une démarche interdisciplinaire, mêlant méthodes et données de l’archéologie, de l’histoire et de la médecine vétérinaire. Deux outils méthodologiques y sont développés. Le premier est une grille d’analyse permettant l’identification des crises de mortalité animales parmi tous les dépôts de faune rencontrés en archéologie. Le second est une démarche de diagnostic différentiel de la nature des crises, reposant sur la confrontation entre les caractéristiques épidémiologiques des dépôts animaux et celles des principales causes de mortalité identifiées aux époques étudiées. Des examens complémentaires ciblés permettent alors la validation des hypothèses diagnostiques obtenues. Une cinquantaine de dépôts animaux témoignant vraisemblablement de crises de mortalité passées sont ainsi identifiés dans la bibliographie, corpus faisant l’objet d’une analyse multicritère diachronique et spécifique. Six assemblages ovins datés de l’Antiquité à la période Moderne font ensuite l’objet d’une étude archéologique et ostéologique approfondie. L’application du protocole d’analyse permet la formulation d’hypothèses diagnostiques dans cinq cas sur six, et dans un cas sa confirmation par la mise en évidence du pathogène incriminé. / Acute episodes of animal mortality had severe impacts on past societies, with lasting economical, sanitary and social consequences. They remain however largely undocumented, in particular in archaeology, where the millions of animal victims described in historical texts appear to have left no material evidence. This dissertation thus strives to explore this discrepancy and to demonstrate that not only is it possible to identify archaeological deposits of mass animal mortality, but that it is also possible to diagnose the specific cause of the deaths. Theses aims are addressed by an interdisciplinary approach, drawing on methods and data from the fields of archaeology, history and veterinary science, and leading to the development of two methodological tools. The first tool allows the identification of animal mass mortality deposits through a flow chart based on objective archaeological criteria. The second presents as a protocol allowing the differential diagnosis and those of the main causes for animal mortalities in that time and place. Selected diagnostic hypotheses are then tested by targeted analyses. This allows us to identify fifty-one archaeological animal deposits probably resulting from mass mortality events in the bibliographical record, and to carry out a multi-criteria analysis of the resulting corpus in a diachronic and a species-specific perspective. Six ovine assemblages dating from the Roman period to the Modern period are then selected for an in-depth archaeological and osteological study. Likely diagnostic hypotheses are identified through our protocol in five cases out of six, one of which is confirmed by the paleoparasitological identification of the suspected pathogen.

L’objectif général du projet de thèse était de produire des connaissances pour contribuer au développement de bonnes pratiques d’alimentation des caprins, ovins et bovins des régions chaudes. La méthodologie utilisée dans ce projet a croisé des méta-analyses à une approche expérimentale. Les besoins énergétiques d’entretien des caprins, ovins et bovins des régions chaudes seraient plus élevés que ceux des ruminants des régions tempérées. Ces différences ont été partiellement attribuées à la capacité des génotypes animaux de ces régions de mobiliser une fraction des nutriments ingérés à des fonctions non productives dont l’adaptation aux stress et le coût énergétique de l’ingestion et la digestion de rations plus fibreuses. Des besoins énergétiques pour la production du même ordre de grandeur que ceux des génotypes des régions tempérées ont été estimés. Nos estimations des besoins protéiques d’entretien et de production indiquent que ceux-ci sont plus élevés avec les génotypes tropicaux comparativement aux génotypes tempérés.La hiérarchie des besoins entre espèces varie avec leurs modalités d’expressions (expression du poids métabolique).Le système d’unité d’alimentation énergétique et protéique de l’INRA, basé sur une approche mécaniste de l’utilisation des aliments, conduit potentiellement à une bonne évaluation des ressources alimentaires. Cependant, certains coefficients doivent être révisés pour tenir compte de la composition spécifique des ressources fourragères disponibles en régions chaudes. / The overall aim of the thesis project was to generate knowledge to contribute to the development of good feeding practices for sheep goats and cattle in warm regions. The methodology used in this project crossed meta-analysis to an experimental approach. The maintenance energy requirements of goats, sheep and cattle in warm regions are higher than those of ruminants in temperate regions. These differences were partly attributed to the capacity of livestock genotypes of these regions to mobilize a fraction of the nutrients ingested for unproductive functions adaptation to stress and the energy cost of ingestion and digestion of more fibrous diets. The estimation for the energy requirements for production was the same order of magnitude as the genotypes of temperate regions. Our estimates of protein requirements for maintenance and production show that they are higher with tropical genotypes compared to temperate genotypes.The hierarchy of needs between species varies with their modes of expression (expression of metabolic weight).The energy and protein supply unit system of INRA, based on a mechanistic approach to the use of feed, potentially leads to a good assessment of food resources. However, some factors must be revised to reflect the specific composition of forage resources in warm regions.

Les nématodes gastro-intestinaux sont l’une des contraintes majeures pour la santé des petits ruminants mis en pâture, entraînant de nombreuses pertes de production. Leur contrôle au moyen de traitements anthelminthiques est de moins en moins efficace à cause du développement de la résistance larvaire. De nombreuses recherches ont mené à l’étude de différentes stratégies complémentaires à l’utilisation massive de ces traitements chimiques : nutrition de l’hôte, gestion des pâtures, sélection génétique. Une approche de modélisation permet de simuler de multiples scénarios en minimisant l’effort expérimental, et notamment le recours à des infestations coûteuses en animaux, afin de trouver la meilleure stratégie de lutte intégrée du parasitisme. Le modèle épidémio-génétique précédemment développé par le Roslin Institute modélisant un troupeau d’agneaux en croissance infecté par le parasite T. circumcincta permet d’étudier l’impact d’une utilisation raisonnée des traitements, de la nutrition et de la résistance de l’hôte sur le niveau d’infection et de production du troupeau. Les travaux de la présente thèse consistaient à modifier ce modèle afin de modéliser des brebis adultes, notamment autour de la période d’agnelage où les besoins nutritionnels sont très importants. Cette modélisation a été complétée par la prise en compte du renouvellement d’un troupeau afin de considérer un troupeau durable, avec des accouplements, des réformes et des reproductions. Ainsi, notre modèle permet d’étudier les différentes stratégies de contrôle du parasite sur le long terme. Afin de s’assurer de la cohérence des sorties de cette modélisation avec des données réelles, le niveau d’infection a été comparé à celui de femelles infestées autour de l’agnelage. Cependant, comme de nombreux paramètres sont propres à la modélisation et donc non estimables à partir d’expérimentations, une analyse de sensibilité a aussi été mise en place pour dégager les paramètres qui contribuaient le plus à la variation du niveau d’infection. Parmi les parasites les plus fréquents chez le mouton, on trouve deux parasites majeurs T. circumcincta et H. contortus. Le parasite H. contortus est le plus virulent dans des climats chauds et humides, il nous paraissait donc utile de développer un nouveau modèle prenant en compte ce parasite. Préalablement, une méta-analyse des études utilisant des infections par le parasite H. contortus a été réalisée afin d’estimer les traits de vie du cycle parasitaire de ce parasite. Ces estimations ont ensuite été utilisées pour adapter le modèle épidémio-génétique à des infections par H. contortus. Cependant certains paramètres restent inconnus car ils ne sont pas estimables directement. C’est pourquoi nous avons réalisé l’estimation des trois paramètres inconnus principaux de notre modèle (précédemment soulignés par l’analyse de sensibilité sur T. circumcincta) en minimisant les écarts entre le niveau de charge parasitaire reportée dans une étude considérant des infestations successive par H. contortus ([25]) et nos simulations correspondantes. Dans cette thèse nous avons développé des modèles permettant d’évaluer sur le long terme les différentes stratégies de contrôle de deux nématodes gastro-intestinaux (T. circumcincta et H. contortus) dans les troupeaux ovins. Notamment, le modèle prenant en compte H. contortus pourra être utilisé pour prédire l’impact à l’échelle de l’élevage (nombre de traitements nécessaire, niveau d’infection des animaux) d’une sélection génétique sur la résistance au parasitisme dans une race. Les nématodes gastro-intestinaux sont l’une des contraintes majeures pour la santé des petits ruminants mis en pâture, entraînant de nombreuses pertes de production. Leur contrôle au moyen de traitements anthelminthiques est de moins en moins efficace à cause du développement de la résistance larvaire. ... / Gastro-intestinal parasitism is one of the most pervasive challenge for health and welfare in grazing small ruminants, leading to consequent production loss. Its control through the use of anthelminthic treatments is no longer sustainable due to the development of parasitic resistance to anthelmintics, but also due to environmental and consumer concerns. A substantial research effort proposed different supplementary control strategies to the massive use of anthelmintics: host nutrition, pasture management, breeding for resistance. Modelling approach allows for multiple scenarios to be considered without having to resort to experimentation in order to find the best integrated control strategies of parasitism. The epidemio-genetic model previously developed by the Roslin Institute modelling a growing lamb flock infected by the parasite T. circumcincta help to study the impact of rational use of anthelmintics, host nutrition and resistance on the flock level of infection and production. The researches of the current PhD thesis aimed to modify this model in order to add adult ewes modelling, especially around parturition where the nutritional requirements are very high. This modelling was improved by taking into account flock replacement in order to have a persistent flock with matings, reforms and reproductions. In this way, our model allows to study several control strategies of parasitism on long term perspective. In order to ensure adequacy of the model outputs to data, the infection level was compared to published data of ewes infected around parturition. However, some parameters were idiosyncratic to the modelling and then they were not be directly estimated from experiments. So a sensitivity analysis was also performed to highlight the parameters which mostly contribute to the infection level variations. Among the most prevalent parasites in sheep, T. circumcincta and H. contortus are the two main parasites. H. contortus is the most virulent parasite est le plus virulent parasite in hot and wet climates, so it is helpful to develop a similar model for this parasite. Beforehand, a meta-analysis of the published studies on infections with the H. contortus parasite was performed to estimate the main life history traits of its parasitic phase. Then, these estimations were used to change the epidemio-genetic model with H. contortus infections. However, some parameters remained unknown because they were not directly estimable. So, the three main unknown parameters (previously highlighted by the sensitivity analysis of the model with T. circumcincta infections) were estimated by minimizing the worm burden differences between published data of H. contortus trickle infection ([25]) and the corresponding model outputs. In this PhD thesis, models were developed in order to evaluate, in a long term perspective, several control strategies of two gastro-intestinal nematodes (T. circumcincta et H. contortus) infections in sheep flock. Notably, the model on H. contortus infections could be used to predict the impact of breeding for resistance to parasitism at the flock level (number of necessary treatments, infection level of the sheep).

L’érosion de la biodiversité prairiale est devenue une préoccupation majeure à l’échelle Européenne. Le pâturage ovin est supposé avoir un impact négatif sur la diversité prairiale, en raison de leur forte sélectivité pour les dicotylédones, indispensables aux insectes pollinisateurs. Comparés aux bovins, les ovins structurent peu les couverts et créent également moins de niches écologiques contrastées. L’objectif de cette thèse était de tester la faisabilité, et les bénéfices en pâturage ovin, d’une conduite en rotation dans laquelle une sous-parcelle est temporairement exclue du pâturage au moment du pic de floraison. Les effets de cette conduite ont été comparés à ceux d’un pâturage continu au même chargement. Au delà des indicateurs directs de performances zootechniques et de biodiversité (plantes, papillons, bourdons et carabes), nous avons analysé la sélection alimentaire des brebis dans les deux modes de conduite. Nous avons aussi cherché à appréhender comment la race et la fertilité du milieu pouvaient moduler la faisabilité d’un tel pâturage tournant et son intérêt vis-à-vis de la préservation de la biodiversité. Indépendamment de leur race, les brebis ont présenté une sélection alimentaire accrue vis-à-vis des dicotylédones dans les parcelles pâturées en rotation, qui a rapidement entraîné une diminution de leur richesse floristique en comparaison des parcelles pâturées en continu. L’augmentation de l’intensité de floraison des sous parcelles temporairement exclues de la rotation a favorisé les bourdons, probablement en raison de l’augmentation de la ressource en pollen et en nectar. En revanche, ce mode de gestion n’a pas permis d’augmenter la densité ni la richesse spécifique des papillons et des carabes. Le bénéfice d’une mise en défens temporaire d’une partie des parcelles semble donc moindre qu’en pâturage bovin. Définir les dates de mises en défens par rapport à la floraison d’espèces indicatrices, moduler la durée de la mise en défens en fonction de la pousse de printemps, et prolonger l’exclusion de certaines parcelles en automne et en hiver sont autant de pistes qu’il nous reste à explorer, afin de déterminer les conditions d’application optimale d’une telle conduite. / Biodiversity loss in grasslands is a major concern across Europe. Sheep grazing is rarely considered the best method for delivering conservation objectives, as the result of their strong diet selection on forbs and legumes, which in turn negatively impacts nectar-dependent insect groups. Compared with cattle, sheep also produce a strong homogeneization effect and reduce habitat diversity. The objective of this thesis was to analyze the feasibility and environmental benefits of a rotational grazing management, in which sheep were temporarily excluded from a sub-plot at flowering peak. It was compared with continuous grazing in the same stocking rate. In addition, to measurements of animal performances and biodiversity indicators (plants, butterflies, bumblebees and ground beetles), we analyzed diet selection by ewes in the two grazing managements, and how sheep breed and soil fertility could modulate biodiversity outputs in the rotational management. Independently of sheep breed, the ewes increased their selection of forbs and legumes in rotationally-grazed plots. This rapidly decreased plant species richness in rotationally compared with continuously-grazed plots. However, an increase of flowering intensity in temporarily ungrazed sub-plots benefited bumblebee density and species richness, as predicted by the ‘trophic level’ hypothesis. Rotational grazing management did not increase butterfly and ground beetle densities, which stresses that its benefits would be lesser than in cattle-grazed systems. Defining the exclusion period based on the flowering of indicator plant species, modulating its duration based on spring grass growth, and keeping some sub-plots ungrazed until the end of the grazing season are options that still need to be tested in order to define the optimal conditions for such a rotational grazing management.

Salmonella est un agent pathogène animal et zoonotique d'importance mondiale. Les infections causées par cette bactérie chez les animaux d’élevage peuvent être asymptomatiques ou se traduire par une gastro-entérite ou une maladie invasive. Chez les humains, les maladies d’origines alimentaires associées à Salmonella sont principalement causées par l'ingestion de produits d'origine animale contaminés. Cependant, aucune étude n’a déterminé la prévalence ou caractérisé le profil de virulence et d’antibiorésistance de Salmonella provenant des fermes ovines du Québec, alors que cette province détient le 2ème plus grand cheptel ovin canadien. Ainsi, cette étude visait à estimer la prévalence des fermes ovines positives à Salmonella dans la province du Québec, à identifier les sérotypes circulant dans ces troupeaux, à caractériser le profil de virulence et de résistance aux antimicrobiens de souches de Salmonella isolées dans ces fermes et à évaluer l'influence de certains facteurs de risque (ex. la saisonnalité, la taille des troupeaux et le type de production) sur la prévalence de fermes ovines positives à Salmonella au Québec. Pour cela, 61 fermes ovines du Québec ont été sélectionnées aléatoirement et ont été échantillonnées. Un pool fécal provenant de 10 animaux a été prélevé par ferme. Des milieux sélectifs ont été utilisés pour isoler Salmonella dans chaque échantillon. La confirmation de Salmonella a été faite par des tests biochimiques suivis par la détection du gène invA par PCR et les sous-espèces ont été identifiées par PCR multiplex. Le rapport de prévalence a été calculé pour évaluer l’association entre les facteurs de risque et la présence de Salmonella dans les fermes. Le séquençage du génome complet de 76 isolats a permis d’identifier les sérotypes et de déterminer le profil de virulence et de résistance génotypique de ces isolats. La confirmation de la résistance phénotypique de différentes souches a été effectuée en utilisant la méthode de diffusion en milieu solide (antibiogramme) et la méthode de dilution en milieu liquide. Les résultats indiquent que 83,6% (95% CI 74,3%-92,9%) des troupeaux sont porteurs de Salmonella. Le sérotype Salmonella enterica sous-espèce diarizonae 61 k:1, 5, (7) (Sheep associated Salmonella diarizonae (SASd) a été le seul sérotype identifié dans tous les isolats qui ont été séquencés. Aucun des facteurs de risque évalués n’était associée à la présence de Salmonella. En outre, aucun gène de résistance aux antimicrobiens n’a été identifié à partir de l’analyse des génomes séquencés et toutes les souches ont été révélées comme étant phénotypiquement sensibles aux différents antimicrobiens testés. De plus, des facteurs de virulence, comme les ilots de pathogénicité (SPI-1, SPI-2, SPI-3, SPI-5, SPI-9 et SPI-13) et le plasmide (IncX1), ont été identifiés chez les 84 SASd. Cette étude est la première à rapporter que la prévalence des fermes ovines positives à Salmonella est élevée au Québec (83,6%). Seule la présence du sérotype 61 k:1, 5, (7) a été détectée. Finalement, toutes les souches de Salmonella isolées dans le cadre de cette étude étaient sensibles aux antimicrobiens testés. / Salmonella is a world-known animal and zoonotic pathogen. Infections caused by this bacterium in livestock can be asymptomatic or result in gastroenteritis or an invasive disease. In humans, food-related diseases associated with Salmonella are mainly caused by the ingestion of contaminated products of animal origin. However, no studies have determined the prevalence or characterized the virulence and antimicrobial resistance (AMR) profiles of Salmonella from sheep farms in Quebec, where the province holds the second largest sheep population in Canada. This study aimed to estimate the prevalence of Salmonella-positive sheep farms in the province of Quebec, to identify the serotypes circulating in these flocks, to characterize the virulence and AMR profiles of Salmonella strains isolated from these farms and to assess the influence of some potential risk factors on the prevalence of Salmonella-positive sheep farms in the province of Quebec. For this purpose, 61 sheep farms in Quebec were randomly selected and sampled. A fecal pool including samples from 10 animals was collected per farm. Selective culture media were used to isolate Salmonella in each sample. Salmonella was confirmed by biochemical tests followed by the detection of invA gene by PCR and the subspecies were identified by multiplex PCR. The prevalence ratio was calculated to assess the association between risk factors and the presence of Salmonella in farms. The Whole genome sequencing (WGS) of 76 isolates was used to determine the serotypes, the virulence and the AMR profile of these isolates. The confirmation of the phenotypic AMR of these isolates (n=76) was carried out using the Kirby–Bauer disk diffusion method (antibiogram) or the broth microdilution method. The results indicated that 83.6% (95% CI 74.3%-92.9%) of the flocks are carrier of Salmonella and only the Salmonella enterica subspecies diarizonae serotype 61: k: 1, 5, (7) (sheep associated S. diarizonae, SASd) was identified. None of the tested risk factors was associated with Salmonella positivity at the flock level. In addition, no AMR genes were identified from the WGS data, and all strains were phenotypically sensitive to the various antimicrobials tested. In addition, virulence factors such as pathogenicity islands (SPI-1, SPI-2, SPI-3, SPI-5, SPI-9 and SPI-13) and plasmid (IncX1) have been identified in the sequenced strains. This study was the first to report a high prevalence of Salmonella-positive sheep farms in Quebec (83.6%). Only the presence of serotype 61 k:1, 5, (7) was detected. Interestingly, all Salmonella strains isolated in this study were sensitive to the tested antimicrobials.

Le bien-être animal implique l'état physique mais également l'état mental. Les théories de l'évaluation en psychologie cognitive offrent un cadre conceptuel pour étudier le vécu émotionnel de l'animal qui est inféré de l'évaluation qu'il fait de la situation à laquelle il est confronté, de ses réponses comportementales et physiologiques. Les critères en fonction desquels les animaux évaluent leur environnement doivent être connus afin d'en déduire les émotions qu'ils pourraient ressentir. Nous avons montré que les ovins évaluent un événement en fonction : 1) de sa prévisibilité ; 2) de son adéquation avec les attentes préalablement construites ; 3) de la possibilité qu'ils ont de le contrôler ; 4) du contexte social (dominance/subordination) dans lequel il se produit. Ainsi, les ovins pourraient ressentir des émotions négatives telles que la peur, la colère, ou l'ennui, et des émotions positives comme le plaisir

Le virus Schmallenberg (SBV) appartient au genre Orthobunyavirus, au sein de la famille des Bunyaviridae. Ce nouveau virus, découvert en 2011 au nord-ouest de l’Europe, affecte les ruminants domestiques. Il est responsable de signes cliniques discrets chez les adultes et de malformations congénitales chez les nouveau-nés. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans les projets d’étude de la pathogenèse de l’infection à SBV et de l’épidémiologie de la maladie, dans le cadre d’un programme de recherche européen sur le virus. Ce manuscrit inclut de nouvelles données, telles les cinétiques de la virémie et de la séroconversion chez les ovins et caprins, après infection expérimentale par SBV. La possibilité d’infection par SBV par voie vaginale est démontrée expérimentalement chez la chèvre. Après infection expérimentale de chèvres gestantes entre 28 et 42 jours de gestation, une mortalité fœtale ou des lésions du système nerveux central des fœtus peuvent survenir. Enfin, la sensibilité de plusieurs espèces de ruminants sauvages et exotiques de parcs zoologiques vis-à-vis de SBV est démontrée pour la première fois. / Schmallenberg virus (SBV) belongs to the genus Orthobunyavirus in the family Bunyaviridae. This new virus was discovered in 2011 in Northwestern Europe in domestic ruminants. Infection by SBV is associated with mild clinical signs in adult and congenital malformations in the progeny. In the scope of the European research program on SBV in the pathogenesis and epidemiology areas, the works included in this thesis provide new data about SBV infection in livestock and wild and exotic ruminants. The kinetics of viremia and seroconversion after experimental SBV infection are described in sheep and goats. This manuscript includes evidence of SBV infection via vaginal route in goats. Experimental SBV infection in pregnant goats between 28 and 42 days of gestation can lead to death or central nervous system lesions in fetuses. Evidence of susceptibility to SBV in several species of wild and exotic ruminants kept in zoos is described for the first time.

Dans le but de caractériser chez les ovins l'agent de l'encéphalopathie spongiforme bovine (ESB) responsable du variant de la maladie de Creutzfeldt-Jakob chez l'homme, trois brebis de génotype sensible (2-ARQ/ARQ) ou résistant (1-ARR/ARR) à la tremblante ont été infectées par un cas d'ESB français. La recherche des sites d'accumulation de la protéine prion anormale (PrPsc) a révélé des traces PrPsc chez le mouton ARR/ARR mais n'a pas permis de différencier l'ESB chez les moutons ARQ/ARQ de cas de tremblante naturelle. Chez ces brebis, l'agent de l'ESB a pu être en revanche identifié par l'analyse des sites de clivage de la PrPsc par les protéases comme par l'étude comparée, chez des souris infectées par l'ESB, l'ESB-ovine et la tremblante, de la distribution neuro-anatomique discriminante des dépôts de PrPsc. Ainsi, grâce au maintien de certaines de ses propriétés chez les ovins, il devrait être possible d'identifier l'agent de l'ESB dans les troupeaux par ces approches complémentaires.