Les pyréthrinoïdes et les pyréthrines sont des insecticides neurotoxiques auxquels on attribue également des effets néfastes sur les systèmes immunitaire, hormonal et reproducteur. Ils sont abondamment utilisés en agriculture, mais aussi en horticulture, en extermination et dans le traitement d’infestations parasitaires humaines et animales (gale, poux). Il y a donc un intérêt en santé environnementale à connaître l’ampleur de l’exposition humaine à ces pesticides. La mesure des métabolites urinaires des pyréthrinoïdes et des pyréthrines apparaît une approche de choix pour arriver à cette fin puisqu’elle permet, en théorie, d’obtenir un portrait global de l’exposition. Or,traditionnellement et par soucis de simplicité les concentrations volumiques ou ajustées pour la créatinine) de ces biomarqueurs dans des urines ponctuelles sont déterminées, mais l’effet de l’utilisation de ces unités sur la validité des estimations de dose quotidienne absorbée n’a jamais été vérifié. L’objectif général de cette thèse était donc de développer, appliquer et valider une nouvelle stratégie de mesure et d’analyse de biomarqueurs pour améliorer la précision et la fiabilité des évaluations de l’exposition individuelles et populationnelles aux pyréthrinoïdes et pyréthrines. Les objectifs spécifiques étaient : i) de caractériser l’exposition humaine à ces contaminants en région urbaine et rurale au Québec et ii) de comparer la validité de la nouvelle stratégie de mesure et d’analyse de biomarqueurs urinaires proposée avec les autres méthodes plus usuelles utilisées pour estimer l’exposition individuelle et populationnelle et les doses absorbées de pyréthrinoïdes. Des adultes et des enfants, recrutés dans la population de l’Île de Montréal et de la Montérégie ont recueilli leurs urines pendant une période d’au moins douze heures et complété un questionnaire documentant les sources potentielles d’exposition. Les quantités de métabolites de pyréthrinoïdes et pyréthrines (pmol) mesurées dans les urines ont été ajustées pour une période de douze heures exactement et pour le poids corporel. Les quantités excrétées en région urbaine ont été comparées à celles excrétées en région rurale et les données individuelles et populationnelles ont été comparées à celles qui auraient été obtenues si des concentrations volumiques ou ajustées pour la créatinine avaient été mesurées. Les résultats montrent que l’exposition à ces pesticides est ubiquiste puisque plus de 90% des participants excrétaient les principaux métabolites de pyréthrinoïdes et pyréthrines à un niveau supérieur au seuil de détection analytique. Les résultats suggèrent que l’alimentation pourrait être à l’origine de ce niveau de base puisque les autres sources d’exposition connues n’ont été que rarement rapportées. Au Québec, l’exposition en milieu rural apparaissait légèrement plus importante qu’en milieu urbain et certains facteurs d’exposition, comme l’utilisation de pesticides domestiques, ont été rapportés plus fréquemment en milieu rural. Enfin, il a été démontré que la mesure des concentrations volumiques ou ajustées pour la créatinine de biomarqueurs est une approche qui peut entraîner des biais importants (jusqu’à 500% d’erreur et plus) en particulier lors de l’évaluation de l’exposition individuelle. Il est évident que les autorités de santé publique et de santé environnementale employant des biomarqueurs urinaires afin d’évaluer l’exposition aux pyréthrinoïdes et aux pyréthrines (ainsi qu’à d’autres molécules ayant des demi-vies d’élimination similaire)devraient diriger leurs efforts vers la mesure des quantités excrétées pendant une période d’au moins douze heures pour obtenir un portrait le plus valide possible de l’exposition. Il serait aussi souhaitable de mieux documenter la toxicocinétique de ces molécules chez l’humain afin d’établir avec une plus grande confiance la relation entre les quantités excrétées de biomarqueurs et les doses absorbées de ces contaminants. / Pyrethroids and pyrethrins are neurotoxic insecticides also considered to have negative effects on the immune, endocrine and reproductive systems. They are abundantly used for agricultural and horticultural purposes, for pest control and to treat human and animal parasitic infestations (scabies, lice). Consequently, there is in environmental health an interest in evaluating the extent of human exposure to these pesticides. The measurement of pyrethroid and pyrethrin metabolites in urine seems to be the best approach because it provides in theory a global depiction of the exposure. Because of it straightforwardness, it is common practice to use the biomarkers volume-weighted or creatinine-adjusted concentrations in spot urine samples, however the validity of daily doses estimates derived from these units has yet to be assessed. The main goal of this research was to develop, apply and validate a new approach to the measurement and analysis of biomarkers to improve the precision and the reliability of estimates of pyrethroid and pyrethrin exposure at the individual and population levels. The specific objectives were: i) to characterize human exposure to these contaminants in urban and rural populations in Quebec and ii) to assess the validity of this new strategy of measurement and analysis of urinary biomarkers with the biological monitoring strategies generally used to assess individual and population pyrethroid exposure and absorbed doses. Adults and children recruited in the population of the Island of Montreal and of Monteregie collected their urines for at least twelve hours and filled a questionnaire about their potential sources of exposure. The amounts of pyrethroid and pyrethrin metabolites measured in urine (pmol) were adjusted to a fixed twelve hour period and for the body weight. The amounts excreted in the urban area were compared to those from the rural area and individual and population data were compared to those that would have been obtained if volume-weighted or creatinine-adjusted concentrations would have been used. Results show that exposure to these pesticides is very common, with more than 90% of the participants excreting the main pyrethroid and pyrethrin metabolites above the analytical limit of detection. These results also suggest that the diet could be the main contributor to this base level because the other known sources of exposure were rarely reported. In the province of Quebec, the exposure in a rural area seemed slightly more important than in an urban area and some exposure factors, like the use of household pesticides, were reported more frequently in rural area. Finally, it was shown that the measurement of volume-weighted or creatinine-adjusted concentrations is an approach that can lead to an important bias (an error of up to 500% and more) especially for the assessment of individual exposure. It becomes obvious that public health and environmental health authorities using urinary biomarkers to assess pyrethroid and pyrethrin exposure (or other compounds with similar half-lives) should focus their efforts on measuring the amounts excreted during a period of at least twelve hours to obtain the best picture of the exposure. It would also be pertinent to increase the knowledge of the toxicokinetic behaviour of these compounds in humans in order to establish with greater confidence the relation between the excreted amounts and the absorbed doses of these contaminants.

La question des inégalités environnementales et sociales de santé (IESS) à l’échelle des territoires est rapportée à deux dimensions cumulatives : un niveau d’exposition des populations à un environnement de vie dégradé et un niveau de vulnérabilité face à ces facteurs de risques, capables d’affecter la santé. Ces travaux de recherche concernent les Systèmes d’Information Géographique (SIG) appliqués au domaine de la santé environnementale. Ils ont pour objectifs généraux la caractérisation de la qualité des milieux environnementaux et l’évaluation des IESS. L’atteinte de ces objectifs passe préalablement par la récolte, la genèse et la mise en forme de bases de données environnementales spatialisées. Ces bases issues de la surveillance physico-chimique et de la biosurveillance des milieux sont ensuite cartographiées à l'aide des outils SIG, notamment les méthodes géostatistiques d’interpolation spatiale. En parallèle, les disparités spatiales d'incidence de pathologies sont étudiées grâce à des méthodes de cartographie des maladies (Ratios d'Incidence Standardisés : SIR) et de détection de clusters atypiques d'évènements (statistique de scan) mises en œuvre sur la base de registres de maladies. Finalement des études écologiques spatialisées sont élaborées afin de rapprocher les cartographies environnementales générées aux indicateurs sanitaires et socio-économiques. Ces travaux s’attachent à répondre à la question « les populations présentant un état de santé dégradé vivent-elles dans un environnement dégradé ? » Ce questionnement a été étudié à travers trois axes de recherche. Le premier concerne la caractérisation de l’imprégnation de l’environnement par les éléments traces métalliques (ETM) et l’évaluation des IESS à fine résolution sur trois bassins de vie de la région Nord-Pas de Calais (NPdC). Cette recherche est menée à partir de mesures d’imprégnations biologiques réalisées à la fois chez des lichens épiphytes et chez l’Homme et d’un indicateur de défaveur localisé. Les ETM mesurés ont été considérés de manière individuelle, mais également de manière globale à travers le développement d’un indice intégré multimétallique, afin d’exprimer le niveau d’imprégnation général par plusieurs métaux. Des inégalités environnementales ont été mises en évidence à l’échelle des quartiers du bassin de Dunkerque. Nos résultats supposent également l’implication de l’environnement dans l’imprégnation des populations pour certains ETM.Dans le deuxième axe, nous avons mis en évidence des disparités spatiales d’incidence de l’insuffisance rénale chronique terminale entre les cantons du NPdC et souligné l’implication du statut socio-économique dans l’apparition de ces disparités, contrairement à d’autres facteurs (diabète, maladies cardiovasculaires, pratiques médicales). Seule une partie des disparités de cette pathologie est aujourd’hui expliquée. Il est donc nécessaire de poursuivre sur le rôle des contaminants de l’environnement. Enfin, le troisième axe s’intéresse à l’analyse spatiale et spatio-temporelle de contaminations des eaux souterraines par les ETM, en vue d’identifier de potentiels facteurs de risques environnementaux des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. La réalisation de ces travaux s’appuie sur plusieurs collaborations établies avec le Réseau REIN, le Registre EPIMAD et des équipes de recherche (EA4483 et EA2694 Université Lille 2, TVES EA4477 ULCO).A la suite de ces travaux de thèse, les perspectives de recherche sont de poursuivre le développement d’indicateurs intégrés d’exposition aux contaminations multiples des milieux environnementaux. Les résultats montrent également un manque de renseignement des bases de données environnementales par rapport aux registres de santé. Un travail est donc nécessaire afin de définir le contenu de ces bases, nécessaire pour caractériser la qualité des milieux et faciliter l’étude de l’interaction de l’Homme avec son environnement. / Environmental and social inequalities in health (ESIH) over territories are related to two cumulative dimensions: populations exposed to their living poor quality environment and the vulnerability of these populations to the environmental risk factors, which can affect health. This research deals with the Geographic Information Systems (GIS) applied to the field of environmental health. General purposes are the characterization of environmental media quality and the assessment of ESIH.Achieving these objectives requires a first step of harvest, genesis and formatting spatialized environmental databases. Such data are resulting from physico-chemical monitoring and biomonitoring. They were then mapped using GIS tools, including geostatistical spatial interpolation methods. On the over hand, spatial variability in the incidence of diseases were investigated using disease mapping methods (Standardized Incidence Ratios: SIR) and the detection of atypical clusters of events (scan statistics), which are based on disease registries. Finally, geographical ecological studies are developed to associate the environmental maps generated to health and socio-economic status. Thus, this work aims to answer the question \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\"do people with poor state of health live in a poor quality environment?\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\" This question has been studied through three main researches.The first relates the characterization of trace elements burdens in the environment and the assessment of ESIH on neighborhood scale, over three territories in the Nord-Pas de Calais (NPdC) region. This research is conducted from measurements of biological burdens performed both in epiphytic lichens and humans and from a localized index of deprivation. The measured metals were considered individually, but also holistically by developing an integrated multimetallic index, in order to describe the general status of environmental pollution by metals. Environmental inequalities were observed on neighborhood scale in Dunkerque. Our results assume that trace elements burdens in populations are affected by environmental burdens.In our second research we revealed spatial disparities in the incidence of end stage renal disease (ESRD) on small area in the NPdC. Unlike other factors (diabetes, cardiovascular disease, medical practices), we highlighted the role of socio-economic status in the occurrence of such disparities. Only a part of the ESRD variability is currently explained. It is therefore necessary to focus on the environmental hypothesis.The third research focuses on the spatial and spatio-temporal analysis of groundwater contamination by trace elements, in order to identify potential environmental risk factors in the incidence of chronic inflammatory bowel disease.This work is based on several collaborations with the REIN network, the EPIMAD registry, and several research teams (EA4483 and EA2694 Université Lille 2, TVES EA4477 ULCO).Following this thesis, the research prospects are to pursue the development of integrated indicators to assess population exposure to the multiple environmental media contamination. The results also indicate a lack of information in environmental databases compared to health registries. A work is thus needed to define the content of such databases. These are necessary to characterize the environmental quality and to help the assessment of interaction between the populations and their living environment.

L'arrêt cardiaque est un problème majeur de santé publique. Il se caractérise par une perte subite des fonctions cardiaques, de la respiration et de l’état de conscience et est habituellement causé par une perturbation électrique au niveau du coeur. Les arrêts cardiaques hors hôpital (ACHH) concernent plus de 85% des arrêts cardiaques. Les taux de survie, tout en restant bas, varient largement à travers le monde, de 2 à 20%. Dans la population générale, l'incidence de la mort subite par arrêt cardiaque serait estimée à 4-5 millions de cas par an. La pollution de l'air est un problème environnemental majeur pour la santé. En 2013, elle était le quatrième facteur de risque de mortalité globale et était estimée être à l'origine de 5,5 millions de décès par an à travers le monde. Dans la littérature, l'exposition à court terme à la pollution de l'air, notamment en ce qui concerne les particules en suspension, est retrouvée en association avec la morbidité et la mortalité cardiovasculaire. Plusieurs études trouvent une association positive entre les particules fines notées PM2,5 (de diamètre aérodynamique inférieur à 2,5 μm) et les arrêts cardiaques hors hôpital (ACHH) bien que l'association soit non significative dans d'autres études. En ce qui concerne les particules en suspension notées PM10 (de diamètre aérodynamique inférieur à 10 μm), le dioxyde d'azote (NO2), l'ozone (O3) et le dioxyde de soufre (SO2), l'évaluation du risque d'ACHH conduit à des résultats discordants. Les mécanismes impliqués dans la relation entre la pollution de l'air et les ACHH ne sont pas clairement connus. Ils pourraient mettre en jeu des perturbations électriques et des réactions inflammatoires. Le but de notre travail est d'étudier l'effet de l'exposition à ces différents polluants à des échelles de temps horaire et journalière sur la survenue d'ACHH dans la région Nord-Pas de Calais, France. De plus, nous nous sommes intéressés plus spécifiquement aux ACHH survenant en période scolaire avec des analyses en sous-groupes notamment par sexe, âge, cause de l'arrêt, statut diabétique, afin de pouvoir révéler des sous-groupes potentiellement plus vulnérables. L'étude a collecté les ACHH qui sont survenus dans la région Nord-Pas-de-Calais, France, en 2015. Une étude de cas-croisé stratifiée sur le temps couplée à une régression logistique conditionnelle a été principalement utilisée pour évaluer l'association entre les ACHH et les polluants de l'air (PM2,5, PM10, NO2, O3, SO2) mesurés dans l'heure de l'arrêt jusqu'à 5 jours avant l'arrêt. 1039 cas ont été inclus dans l'étude. La plupart des associations positives significatives ont été observées pour les expositions aux PM2,5 et PM10 et pour les ACHH en période scolaire. Pour la plus petite p-value, le plus grand OR était : pour l'ensemble des ACHH et dans le sous-groupe des hommes, pour la moyenne cumulée sur 12 heures avant l'arrêt des PM10 (OR=1,33, p<0,001 et OR=1,34, p=0,001 respectivement) ; dans le sous-groupe des âges de 50 à 75 ans, pour la moyenne le jour de l'arrêt des PM2,5 (OR=1,27, p<0,001) ; dans le sous-groupe des arrêts de cause cardiaque, pour la moyenne quatre jours avant l'arrêt des PM2,5 (OR=1,26, p<0,001) ; dans le sous-groupe des cas avec diabète, pour la moyenne cumulée sur quatre heures avant l'arrêt des PM2,5 (OR=1,55, p=0,002). Les résultats montrent des associations significatives entre les particules en suspension et les ACHH en période scolaire, avec des sous-groupes de susceptibilité (hommes, âge de 50 à 75 ans, ACHH de cause cardiaque, et les diabétiques). L'exploration de sous-groupes de vulnérabilité est d'autant plus importante dans les études épidémiologiques des polluants de l'air du fait des risques peu élevés à l'échelle de la population habituellement observés. L'ensemble de ces informations pourraient encourager les autorités publiques à émettre des politiques de recommandations spécifiques ciblées pour les sous-groupes de susceptibilité. / Cardiac arrest is an important public issue. It refers to the sudden, unexpected loss of heart function, breathing and consciousness and usually results from an electrical disturbance in the heart. More than 85% of cardiac arrests are out-of-hospital cardiac arrests (OHCA). Overall survival rates remain low in most countries but vary widely across the world (range: 2–20%). In the general population, sudden cardiac death rates range from 4 to 5 million cases per year. Outdoor air pollution is a major environmental health problem. In 2013, it ranked as the fourth risk factor for global mortality and was estimated to cause 5,5 million deaths worldwide per year. Short-term exposure to air pollution especially with regard to fine particulate matter is increasingly associated in the literature with cardiovascular morbidity and mortality. A positive association can be found between fine particulate matter with an aerodynamic diameter under 2.5 μm (PM2.5) and OHCA in several studies, though the association remains insignificant in others. With respect to PM smaller than 10 microns (PM10), nitrogen dioxide (NO2), ozone (O3) and sulfur dioxide (SO2), the evaluation of risk of OHCA brings out inconsistent results. The way ambient air pollution and OHCA are related is still unclear. It might involve electrical disturbances and inflammatory reactions. The aim of our study is to investigate the effect of exposure to air pollution, on an hourly and daily scale, on the incidence of OHCA in Nord-Pas-de-Calais, France. Additional objectives were to investigate, among OHCA occurring during non-holiday periods, susceptible subgroups by sex, age, cause of the OHCA, diabetes status. The study included OHCA that occurred in the Nord-Pas-de-Calais region, France, in 2015. A time-stratified casecrossover study design coupled with a conditional logistic regression was primarily used to evaluate the association between OHCA and air pollutants (PM2,5, PM10, NO2, O3, SO2) measured within the hour of the arrest up to 5 days before. In all, 1039 cases were included. Most of the significant positive associations were found for PM2,5 and PM10 exposures and for OHCA during non-holiday periods. For the smallest p-value, the largest OR was : for all OHCA and within the subgroup of men, for the cumulative average twelve hours before the arrest of PM10 (OR=1,33, p<0,001 and OR=1,34, p=0,001 respectively) ; within the subgroup of age 50 to 75 years old, for the average on the day of the arrest of PM2,5 (OR=1,27, p<0,001) ; within the subgroup of arrests of cardiac cause, for the average four days before the arrest of PM2,5 (OR=1,26, p<0,001) ; within the subgroup of cases with diabetes, for the cumulative average four hours before the arrest of PM2,5 (OR=1,55, p=0,002).The findings show significant links between short-term exposure to particulate matter and OHCA during non-holiday periods, with susceptible subgroups (men, age 50 to 75 years old, OHCA of cardiac cause, and diabetics). Investigation of susceptible subgroups becomes especially important in epidemiological studies of air pollutants because of the small population-wide relative risks that are usually observed. The results of this study could encourage public authorities to implement specific policy recommendations aimed at vulnerable subgroups.

L'exploitation artisanale de l'or peut libérer des éléments métalliques dans l'environnement, ce qui peut entraîner des expositions professionnelles et environnementales. Cette étude pilote visait à évaluer l'exposition aux métaux et métalloïdes chez les travailleurs d'une mine d'or artisanale, les habitants d'un village minier et les habitants d'un village non minier au Mali par une biosurveillance multiéléments. Un échantillonnage par convenance de 315 personnes a été réalisé, réparti de manière égale dans chaque localité (105 par site) et stratifié par groupe populationnel (hommes adultes, femmes adultes et personnes âgées de moins de 18 ans). Des échantillons d'ongles d'orteils et d'ongles de doigts ont été prélevés sur chaque participant de ces différents groupes et 21 éléments (argent, aluminium, arsenic, baryum, béryllium, cadmium, cobalt, chrome, cuivre, fer, gallium, lithium, manganèse, nickel, plomb, sélénium, strontium, thallium, uranium, vanadium et zinc) ont été quantifiés dans ces matrices par spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-MS). Les résultats ont montré que les concentrations de 12 éléments dans les ongles des doigts ou des orteils (en particulier l’arsenic, le cobalt et le cuivre à la fois dans les ongles des doigts et des orteils) étaient plus élevées dans le groupe des travailleurs de la mine par rapport aux groupes des villages miniers et non miniers. Dans le groupe des travailleurs de la mine en particulier, les concentrations d’arsenic dans les ongles des mains et des pieds étaient significativement plus élevées chez les hommes. Les concentrations d’arsenic dans les deux matrices étaient également significativement plus élevées chez les fumeurs par rapport aux non-fumeurs. Les concentrations de nickel, strontium et zinc dans les ongles des doigts et des orteils étaient statistiquement plus élevés chez les femmes que chez les hommes. La plupart des métaux présentaient également une forte corrélation positive dans l’ensemble. Au vu des résultats, il serait pertinent d'étendre cette étude en incluant une évaluation de l'exposition par biosurveillance humaine avec d'autres matrices biologiques telles que le sang et l'urine, couplée à des évaluations environnementales pour mieux identifier d'autres sources potentielles d'exposition tout en tenant compte des facteurs de confusion potentiels et pour comparer les résultats obtenus aux normes internationales. Mots-clés : Exploitation minière artisanale et à petite échelle de l'or, biosurveillance humaine, ongles des orteils, ongles des doigts. / Artisanal gold mining can release metallic elements in the environment that can result in occupational and environmental exposures. This pilot study aimed to assess exposure to metals and metalloids in artisanal gold mine workers, inhabitants of a mining village and inhabitants of a non-mining village in Mali by multi-element biomonitoring. A convenience sampling of 315 individuals was performed equally distributed in each location group (105 per location) and stratified by populational group (adult males, adult females, and people <18 years). Toenail and fingernail samples were collected from each participant of these different groups and twenty-one elements (silver, aluminum, arsenic, barium, beryllium, cadmium, cobalt, chromium, copper, iron, gallium, lithium, manganese, nickel, lead, selenium, strontium, thallium, uranium, vanadium, and zinc) were quantified in those matrices by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The results showed that concentrations of 12 elements in fingernails and/or toenails (in particular arsenic, cobalt, and copper both in toenails and fingernails) were higher in the mine worker group compared to the mining and non-mining village groups. In the mine worker group specifically, arsenic concentrations in both fingernails and toenails were significantly higher in males. Arsenic concentrations in both matrices were also significantly higher in smokers compared to non-smokers. Nickel, strontium and zinc concentrations in both fingernails and toenails were statistically higher in females than in males. Most metals also had a strong positive correlation overall. In view of the results, it would be relevant to extend this study by including a human biomonitoring exposure assessment with other biological matrices, such as blood and urine, coupled with environmental assessments to better identify other potential sources of exposure while accounting for potential confounders and to compare the results obtained to international standards. Keywords: Artisanal and small-scale gold mining, human biomonitoring, toenails, fingernails

Le bisphénol A (BPA), ubiquitaire dans l'environnement, est reconnu comme étant un perturbateur endocrinien (PE). La forte réactivité du BPA avec le chlore entraine la formation de dérivés chlorés du BPA (ClxBPA), possédant une activité perturbatrice endocrinienne supérieure au BPA. En santé environnementale, l'évaluation du risque chez l'homme implique notamment la mise en place d'études de biomonitoring et de toxicocinétique nécessitant l'analyse des micropolluants environnementaux dans les milieux biologiques.Afin d'estimer l'exposition des populations au BPA et ClxBPA, une méthode d'analyse par LC-MS/MS du BPA et des ClxBPA non conjugués a été validée dans l'urine. Cette méthode a ensuite été modifiée afin d'améliorer la rapidité et la sensibilité du dosage, et a été appliquée à la mesure de l'exposition aux PE dans une cohorte de femmes enceintes.L'étude de la toxicocinétique du BPA montre la formation de dérivés conjugués, éliminés par voie urinaire. Classiquement, pour la mesure des dérivés conjugués, des méthodes indirectes utilisant la déconjugaison enzymatique sont proposées. Dans ce cadre, nous avons développé une méthode originale permettant de valider l'efficacité de la déconjugaison. Si la mesure indirecte des métabolites après déconjugaison semble plus aisée, il reste néanmoins plus rationnel de doser directement l'analyte recherché. C'est pourquoi, après synthèse des substances étalons, nous avons pu développer, pour la 1ère fois, une méthode de dosage des dérivés glucuronides et sulfates du BPA et du Cl2BPA dans l'urine.Ce travail propose, à travers notamment le développement de méthodes d'analyse, des outils fiables pour la mesure de l'exposition aux PE. / Bisphenol A (BPA), a well-known endocrine disruptor (ED), is ubiquitously found in the environment. The high reactivity of BPA with chlorine results in the formation of chlorinated derivatives of BPA (ClxBPA), having a higher endocrine disrupting activity than BPA. In the field of environmental health sciences, human risk assessment implies, in particular, to perform biomonitoring and toxicokinetic studies requiring the analysis of environmental micropollutants in biological matrices. To estimate population exposure to BPA and ClxBPA, a LC-MS/MS method to assay BPA and ClxBPA was validated in urine. This method was then modified to improve the speed and sensitivity of the assay, and was applied to the measurement of ED exposure in a cohort of pregnant women.Toxicokinetic studies of BPA report the formation of conjugates, excreted in urine. Conventionally, for the measurement of conjugated derivatives, indirect methods using enzymatic deconjugation are proposed. In this context, we have developed an original method for validating the deconjugation efficiency.If the indirect measurement of metabolites after deconjugation appears easier, it is more rationale to assay directly the metabolite. Therefore, after synthesis of analytical standards, we were able to develop, for the first time, a method for assaying glucuronides and sulfates BPA and Cl2BPA derivatives in urine.This work offers, especially through the development of analytical methods, reliable tools for assessing human exposure to ED.

De nombreuses affections chez l’enfant et l’adulte sont associées à une exposition in utero à des perturbateurs endocriniens (PE). Pour réduire cette exposition, des programmes d’éducation pour la santé environnementale périnatale se développent. Ils font évoluer des dimensions psychosociales que sont la perception du risque (PR) et la croyance en l’action de réduction de l’exposition (CAR), mais peu d’entre eux sont évaluésL’étude de recherche interventionnelle PREVED a pour objectif d’évaluer l’efficacité d’un programme d’éducation pour la santé environnementale pour des femmes enceintes, visant à diminuer leur exposition aux PE.Les objectifs de ces travaux métrologiques étaient de développer des outils (i) analytiques et (ii) épidémiologiques en vue d’évaluer l’efficacité du programme. Ainsi, (i) des méthodes analytiques ultrasensibles par LC-MS/MS permettant de doser les fractions non conjuguées de PE dans les urines et le colostrum ont été développées et validés sur des prélèvements recueillis dans le cadre de la cohorte périnatale EDDS; (ii) un questionnaire psychosocial explorant la PR, la CAR et les connaissances des femmes enceintes au moyen de scores a été conçu.Ces travaux s’inscrivent dans une approche interdisciplinaire de santé environnementale. Ils proposent des méthodes analytiques fiables pour mesurer l’exposition aux PE étudiés d’une part, et un questionnaire évaluant connaissances, attitudes et pratiques des femmes enceintes sur la question des PE d’autre part. Ces outils permettront de mesurer l’impact du programme d’éducation pour la santé environnementale périnatale. / Childhood and adulthood diseases are associated to in utero exposure to endocrine disrupting chemicals (EDCs). To reduce this exposure, environmental health education programs dedicated to perinatal period are implemented. These programs change psychosocial dimensions such as risk perception (RP) and belief in the action of exposure reduction (BAR), but few are assessed.The interventional research PREVED study aims to assess efficacy of a perinatal environmental health education program to reduce pregnant women exposure to EDC.The objectives of this work were to develop analytical (i) and (ii) epidemiological tools to evaluate the efficacy of the program. Thus, (i) ultrasensitive LC-MS/MS analytical methods were developed to determine unconjugated fractions of EDCs in urine and colostrum and validated using samples collected from the EDDS perinatal cohort; (ii) a psychosocial questionnaire exploring RP, BAR and knowledge of pregnant women by means of scores was developed.This work, part of an interdisciplinary approach to environmental health, proposes reliable analytical methods to assess exposure to the studied EDCs on the one hand, and a questionnaire assessing knowledge, attitudes and practices of pregnant women about EDCs on the other hand. The impact of the perinatal environmental health education program will be assessed using these tools.

L'eau potable comme source d'exposition aux perturbateurs endocriniens (PE) est peu étudiée, notamment chez les personnes vulnérables comme les femmes enceintes, dont les modes de consommation d'eau évoluent pendant la grossesse. Les objectifs de la thèse étaient i) déterminer s'il existe une relation entre l'exposition prénatale hydrique aux PE, et la prévalence d'enfants ayant un petit poids de naissance pour leur âge gestationnel (PPAG) ou prématurés tenant compte des facteurs socio-économiques ; ii) estimer pour la première fois en France les usages de l'eau potable pendant la grossesse.Trois études épidémiologiques issues d'une cohorte rétrospective, ont été réalisées auprès de 13654 femmes enceintes ayant accouché dans les Deux-Sèvres entre 2005 et 2010. Une exposition hydrique aux doses moyennes de nitrates au deuxième trimestre augmentait le risque de PPAG, particulièrement chez les femmes résidant dans des quartiers favorisés. En revanche, aucune relation significative entre une exposition prénatale hydrique à la 2-hydroxyatrazine et le risque de prématurité n'a été montrée.Les usages de l'eau potable ont été évalués par un questionnaire administré en face-à-face auprès de 132 femmes enceintes françaises de la cohorte prospective EDDS. La consommation d'eau pendant la grossesse était stable et comprenait plus d'eau du robinet que d'eau embouteillée. Afin de reconstituer la dose absorbée en PE, ces résultats devront être couplés à des dosages environnementaux et dans les matrices biologiques.Ces travaux confirment l'intérêt de l'approche interdisciplinaire en santé environnementale et celui de l'éducation relative à la santé environnementale. / Drinking-water as a source of exposure to endocrine disruptors, particularly in pregnant women whose water-use habits change during pregnancy, has seldom been studied. Our objectives were i) to study the possible relationship between prenatal exposure to endocrine disruptors in drinking water, socioeconomic factors and prevalence of neonates born small-for-gestational-age (SGA) or preterm birth ; ii) to estimate for the first time in France the water-use habits of pregnant women throughout pregnancy.Three epidemiologic studies from a retrospective cohort were carried out on 13,654 pregnant women who gave birth in Deux-Sèvres (France) between 2005 and 2010. An exposure to moderate dose of nitrates in drinking-water increased SGM risk, particularly for women living in less deprived areas. No relationship between prenatal exposure to 2-hydroxyatrazin in drinking-water and preterm birth risk was found.Water-use habits during pregnancy were assessed with a questionnaire on 132 women from the EDDS prospective cohort. Water ingestion was stable during pregnancy and tap water predominated over bottled water. In order to reconstitute the dose of pollutant intake from water, the results of this estimation by questionnaire will need to be merged with analytical dosages in waters and biological matrices.Our study confirms the interest of an interdisciplinary approach to environmental health and the key importance of education in that field.

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.

Les valeurs toxicologiques de référence pour les contaminants de l’environnement sont généralement basées sur les résultats d’études animales dont la pertinence pour l’humain est remise en question. L’objectif de mon projet était d’évaluer une approche combinant les études in vitro sur des cellules humaines et la modélisation pharmacocinétique pour établir des valeurs toxicologiques de référence. Nous avons mené une étude de cas sur l’hépatotoxicité de l’acide perfluorooctanoïque (APFO). Un point de départ (POD) a été déterminé sur la base des concentrations sans effet néfaste observable (NOAEL) d’études in vitro. Ce POD a été traduit en équivalents de surveillance biologique, qui ont été comparés aux concentrations mesurées dans les études épidémiologiques sur l’exposition à l’APFO et l’hépatotoxicité. Des apports quotidiens tolérables (AQT) ont été estimés par dosimétrie inverse à l’aide d’un modèle pharmacocinétique. Nous avons utilisé un POD de 1 μM des études in vitro, qui a été traduit en une concentration plasmatique de 414 ng/mL. Pour atteindre cette concentration chez l’enfant exposé prénatalement et par l’allaitement, nous avons estimé que la concentration plasmatique chez la mère au début de la grossesse doit être de 155 ng/mL. Ces concentrations ont été traduites en équivalents de biosurveillance de 4,14 ng/mL (adulte) et 1,55 ng/mL (femme enceinte) (facteurs d’incertitude combinés : 100 à partir du POD), des valeurs se situant dans l’intervalle des concentrations médianes dans les études épidémiologiques (0,49 à 16 ng/mL). Des AQT de 0,121 (hépatoxicité chez l’adulte) et 0,047 ng/kg/jour (hépatotoxicité développementale) ont également été obtenus (facteurs d’incertitude combinés : 300) à partir du même POD. En conclusion, les résultats laissent croire que l’approche évaluée offre une alternative adéquate et prudente pour l’établissement de valeurs toxicologiques de référence. / Acceptable exposure levels for environmental contaminants are generally calculated based on animal studies, but the scientific community is currently questioning their relevance to humans. The objective of this project was to evaluate a new approach combining in vitro studies on human cells and pharmacokinetic modeling to derive acceptable exposure levels. We conducted a case study on the hepatotoxicity of perfluorooctanoic acid (PFOA). We determined a point of departure (POD) based on no observable adverse effect levels (NOAELs) from in vitro studies using human cells. We then translated this POD into a biomonitoring equivalent and compared it to concentrations measured in epidemiological studies on PFOA exposure and hepatotoxicity. A Tolerable Daily Intake (TDI) was estimated using a pharmacokinetic model. We used a POD of 1 μM from in vitro studies and translated it into a 414 ng/mL plasma concentration. To reach this concentration in children exposed prenatally and by breastfeeding, we estimated that the plasma concentration in the mother during pregnancy must be 155 ng/mL. We translated these concentrations into biomonitoring equivalents of 4.14 ng/mL (adult) and 1.55 ng/mL (pregnant women) when using a composite uncertainty factor of 100. These biomonitoring equivalents are within the range of median concentrations in epidemiologic studies (0.49 to 16 ng/mL). TDIs of 0.121 and 0.047 ng/kg/day for adult hepatoxicity and developmental hepatotoxicity, respectively, were estimated using a composite uncertainty factor of 300. In conclusion, the results suggest that the evaluated approach offers an adequate and conservative alternative to derive acceptable exposure levels.

Les substances perfluoroalkylées (PFAS) sont des composés synthétiques utilisés dans une multitude de domaines pour leurs propriétés hydrofuges, antiadhésives et antitaches exceptionnelles. Cependant, ces contaminants, dont la neurotoxicité a été démontrée dans les études in vitro et in vivo, sont capables de traverser la barrière placentaire et d’atteindre le fœtus en développement. Bien qu’une multitude d’études épidémiologiques aient été conduites pour examiner l’association entre l’exposition prénatale aux PFAS et le neurodéveloppement des enfants, il n’y a pas de consensus dans la littérature : certaines rapportent des associations délétères, et d’autres protectrices ou nulles. Le but de cette étude est d’évaluer l’association entre l’exposition aux PFAS chez les femmes enceintes et le développement neurocomportemental et social des enfants pendant la petite enfance. Nous avons également examiné si le lien différait entre les filles et les garçons. Les données de l’étude Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC), une cohorte de grossesse pancanadienne, ont été utilisées. L’exposition prénatale à trois PFAS (acides perfluorooctanoïque (PFOA), perfluorooctanesulfonique (PFOS) et perfluorohexane sulfonique (PFHxS)) ainsi que leur somme (ΣPFAS) a été mesurée dans le plasma maternel prélevé durant le premier trimestre de grossesse. Lorsque les enfants étaient âgés de trois-quatre ans, les mères ont été invitées à remplir deux questionnaires sur leurs enfants : le Behaviour Assessment System for Children–2 (BASC-2), pour évaluer les difficultés émotionnelles et comportementales, et le Social Responsiveness Scale–2 (SRS-2), afin d’évaluer le développement social. À partir des données de 794 paires mère-enfant, des analyses de régressions linéaires multiples, avec ajustement pour des facteurs de confusion, ont été réalisées, et les coefficients d’association ont été calculés pour un doublement des concentrations de PFAS. La modification des associations selon le genre a été examinée au moyen de termes d'interaction et d'analyses stratifiées. Bien que la majorité des associations obtenues soient nulles, pour l’ensemble du groupe étudié, un doublement de l’exposition prénatale aux PFOS était lié à moins de déficits de motivation sociale (β = -1.03; IC : -1.88, -0.17) et le PFHxS à plus de comportements atypiques (β = 0.57; 0.04, 1.11). Cependant, les analyses selon le genre ont révélé que chez les garçons seulement, un doublement de l’exposition prénatale aux PFOA était significativement associée à des scores plus faibles pour les sous-échelles suivantes : indice des symptômes comportementaux, problèmes d'externalisation, agressivité et hyperactivité (β allant de -1.87 à -1.32). Le PFOS et la ΣPFAS étaient aussi liés à moins d’agressivité chez les garçons (β = 1.20; -2.27, -0.13 et β = -1.35; -2.55, -0.15 respectivement). À l’inverse, chez les filles, le PFOA était significativement lié à plus de symptômes d’anxiété, et le PFHxS et la ΣPFAS étaient liés à plus de problèmes de cognition sociale (β allant de 0.90 à 1.81). Dans l’ensemble, les données suggèrent que l’association entre l’exposition prénatale aux PFAS et le développement neurocomportemental et social des enfants semble différer selon le genre : un effet protecteur est observé chez les garçons, tandis qu’il ressort délétère chez les filles. Les résultats obtenus dans cette cohorte canadienne de grande taille corroborent ceux notés dans certaines études épidémiologiques rapportant un lien délétère, lequel est surtout observable chez les filles. / Perfluoroalkyl substances (PFAS) are synthetic compounds used in a wide range of fields for their exceptional water-repellent, non-stick, and stain-resistant properties. However, these contaminants, whose neurotoxicity has been demonstrated in in vitro and in vivo studies, can crossthe placental barrier, and reach the developing fetus. Although numerous epidemiological studies have been conducted to examine the association between prenatal exposure to PFAS and the neurodevelopment in children, there is no consensus in the literature: some report deleterious associations, while others report protective or null associations. The aim of this study is to investigate the association between PFAS exposure in pregnant women and the neurobehavioral and social development of children during early childhood. We also examined whether the association differed between girls and boys. We used data from the Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) study, a pan-Canadian pregnancy cohort. Prenatal concentrations of three PFAS (perfluorooctanoic (PFOA), perfluorooctanesulfonic (PFOS) and perfluorohexanesulfonic acids (PFHxS)), as well as their sum (åPFAS), were measured in maternal plasma collected during the first trimester of pregnancy. When the children were three to four years old, mothers were asked to complete two questionnaires about their children: the Behaviour Assessment System for Children-2 (BASC-2) to assess emotional and behavioural difficulties, and the Social Responsiveness Scale-2 (SRS-2) to assess social development. Using data from 794 mother-child dyads, multiple linear regression analyses, with adjustment for confounding factors, were performed and regression coefficients were estimated to assess whether there was an association between each doubling of PFAS concentrations and test scores. Effect modification by child gender was examined using interaction terms and stratified analyses. For the entire study group, although most of the associations found were null, a doubling of prenatal PFOS exposure was linked to fewer social motivation deficits (β = -1.03; CI: -1.88, -0.17), and increased PFHxS was linked to more atypical behaviors (β = 0.57; 0.04, 1.11). However, gender-stratified analyses revealed that in boys only, each doubling of prenatal PFOA exposure was significantly associated with lower scores on the following BASC-2 subscales: Behavioral Symptoms Index, Externalizing Problems, Aggressivity and Hyperactivity (β ranging from -1.87 to -1.32). PFOS and åPFAS were also associated with less aggression in boys (β = 1.20; -2.27, -0.13 and β = -1.35; -2.55, -0.15 respectively). Conversely, in girls only, PFOAwas significantly associated with more symptoms of anxiety, and PFHxS and ∑PFAS were associated with more social cognition problems (β ranging from 0.90 to 1.81). Overall, the data suggest that the association between prenatal PFAS exposure and the neurobehavioral and social development of children appears to differ by gender: a protective effect is observed in boys, while a detrimental effect is seen in girls. The results obtained in this large Canadian cohort are consistent with findings from some epidemiological studies reporting a harmful link predominantly in girls.