Chaque année, d'innombrables collisions se produisent entre des avions en vol et des oiseaux. L'impact aviaire, menace redoutée par les pilotes, concerne tant l'aviation civile que son pendant militaire. Les statistiques démontrent que, même si fort heureusement le nombre d'accidents graves reste limité, les incidents sont de plus en plus nombreux. Parmi les acteurs qui luttent contre ce danger, les constructeurs d'avions jouent un rôle prépondérant. Contraints par des réglementations internationales, ils s'attachent à produire des éléments de structure qui résistent à l'impact d'oiseaux. Dans la mise au point de leur produits, les avionneurs démontrent cette résistance à l'aide d'essais d'impact : on accélère un simulant d'oiseau jusqu'à la vitesse voulue -- de l'ordre de la vitesse de croisière nominale de l'avion -- et on le projette sur un aileron ou un morceau de fuselage. La présente thèse doctorale, co-dirigée par les professeurs Philippe Bouillard de l'ULB et Marc Pirlot de l'ERM, contribue doublement à l'amélioration de ces techniques d'essais dynamiques. D'une part, elle réalise la mise au point et la validation d'un lanceur pyrotechnique à double étage pour l'accélération du simulant d'oiseau. Un canon de calibre 20 mm est combiné avec un accélérateur de calibre 160 mm. La combustion d'un mélange de poudre propulsive contenu dans une douille adaptée génère les gaz à haute température et à haute pression nécessaires à l'accélération d'un simulant d'oiseau dûment confiné dans un conteneur de protection. Un dispositif de séparation arrête le conteneur afin que seul le simulant d'oiseau percute l'élément d'avion à l'essai. La solution pyrotechnique à double étage mise au point est validée par de nombreux tirs instrumentés en vitesse, en accélération et en pression ; elle se révèle conforme aux exigences de sécurité et de reproductibilité. Le lanceur pyrotechnique présente par rapport aux solutions pneumatiques, utilisées à notre connaissance dans tous les autres centres d'essais, des avantages indéniables de compacité ainsi que de rapidité et de souplesse de mise en oeuvre. D'autre part, la migration des alliages métalliques vers les matériaux composites est amorcée depuis plusieurs années déjà dans le monde de la construction aéronautique. Pour optimiser les structures, une connaissance des caractéristiques de ces matériaux est indispensable. Les modes de rupture font partie des caractéristiques encore mal connues. La mesure du déplacement hors-plan lors du tir sur panneaux plans est une des manières de quantifier le comportement du matériau sous l'action d'un impact. Cette mesure s'opère généralement de manière statique, après le tir. Une méthode de mesure dynamique a été mise au point, basée sur l'emploi de techniques de stéréoscopie par corrélation numérique d'images. Cette technique a été validée au moyen d'une méthode métrologique indépendante d'extensométrie laser. ABSTRACT Countless collisions occur each year between airplanes and birds. Bird strike is a concern to both civilian and militay aircraft. Statistics show that, although the number of serious accidents fortunately remains low, the number of incidents keeps increasing. Amongst the actors tackling this issue, aircraft manufacturers play an important role. In compliance with international regulations, they have to produce structural elements that withstand bird impact. During the development of their products, aircraft manufacturers have to demonstrate this resistance through bird impact trials : a bird surrogate is accelerated to the required velocity - often close to the nominal cruise speed of the aircraft - and launched onto a flap or a piece of fuselage. This PhD thesis has been co-supervised by Professor Philippe Bouillard (ULB) and Professor Marc Pirlot (ERM-KMS). Its contribution to the improvement of the aforementioned dynamic trials is twofold. One one hand, a two-stage pyrotechnical launcher for bird surrogates has been developed and assessed. A 20 mm caliber gun is connected to a 160 mm diameter launcher. The combustion of a propellant mixture in a cartridge case generates high pressure, high temperature gases which accelerate a bird surrogate protected by a cylindrical container. A stripper refrains the container from hitting the target pane. The pyrotechnical solution has been assessed through an important number of firings where pressure, velocity and acceleration have been measured. The solution has proven compliance with both the safety requirements and the repeatability specifications. Its advantages compared to the pneumatic solutions used, as far as we know, in all other test centres, include compactedness as well as flexibility and high firing rate. On the other hand, migration towards composite materials has been initiated years ago in the area of aeronautical constructions. To optimize structures, a thorough knowledge of these new materials is required. Failure modes belong to the still badly known features of carbon reinforced plastics. Measuring the out-of-plane deformation when firing on a flat pane is one way of quantifying the material's behaviour under impact. This measurement is most frequently made in a static way, after completion of the firing. A dynamic measuring method has been developed, based upon stereoscopic digital image correlation techniques. This technique has been validated by means of an independent laser extensometer measuring method.

Cette thèse évalue le risque d’émergence d’un pathogène via l’avifaune sauvage dans une région indemne en combinant deux approches : (1) L’étude de pathogènes partageant des caractéristiques éco-épidémiologiques communes avec le pathogène émergeant ; et (2) L’utilisation de données écologiques disponibles dans la région indemne. Le Chapitre 1 montre que l’étude de la circulation de pathogènes partageant des caractéristiques éco-épidémiologiques communes (Influenza Aviaire Faiblement Pathogène et Maladie de Newcastle) avec un pathogène émergeant (H5N1 HP) permet d’apporter des éléments d’information sur la circulation potentielle de ce pathogène en cas d’émergence. Les principales conclusions de ce chapitre nous permettent de construire les trois hypothèses testées aux chapitres suivants portant respectivement sur les étapes d’une émergence : introduction (Chapitre 2), circulation (Chapitre 3), et transmission à la faune domestique (Chapitre 4). Ces trois chapitres permettent une meilleure évaluation du risque d’émergence d’un pathogène (le H5N1 HP) dans une zone indemne (le DIN) à partir de méthodes basées sur les données écologiques disponibles dans cette zone indemne et obtenues à partir de techniques telles que le comptage aérien, la télémétrie satellitaire, ou la télédétection. Ils permettent notamment d’estimer que le risque d’émergence du H5N1 HP dans le DIN via l’avifaune sauvage est le plus élevé lors des mois de janvier à mars des années de faible crue, et que la Sarcelle d’été et le canard Pilet sont les deux espèces à surveiller en priorité. Cette thèse présente des travaux originaux combinant écologie, épidémiologie, et l’utilisation de nouvelles technologies. Le développement de ce type de méthodes pour d’autres systèmes hôtes-pathogènes permettra une meilleure compréhension dees mécanismes épidémiologiques et un meilleur contrôle de maladies émergentes.

La grippe, infection respiratoire virale fréquente, est due aux virus Influenza. Leur génome est constitué par huit molécules d'ARN de polarité négative retrouvés sous la forme de complexe ribonucléique (RNPv). Au cours du cycle viral, il a été démontré que les régions terminales des segments de gène étaient cruciales pour l'incorporation sélective des huit RNPv à l'intérieur des particules virales. Par des techniques d'interaction in vitro et de tomographie électronique, nous avons montré que les segments de gène du virus H3N2 interagissaient entre eux par des interactions ARN/ARN impliquant leurs régions de packaging. Nos résultats suggèrent que la mise en place de ce réseau permettrait la formation d'un complexe supra macromoléculaire multi-segmenté permettant l'incorporation d'un jeu complet des huit RNPv dans les particules virales néosynthetisées. En raison de la nature segmentée du génome viral, des phénomènes de réassortiment génétique peuvent avoir lieu lors d'une co-infection. Afin de définir les mécanismes responsables de la restriction observée lors de ce phénomène, nous avons évalué le taux de réassortiment génétique in vitro entre le virus humain H3N2 et le virus aviaire H5N2. Nos résultats suggèrent que le mécanisme gouvernant l'incorporation sélective des segments de gènes, régulerait le réassortiment génétique. Nous avons montré que la modulation de l'interaction ARN/ARN entre les segments de gènes HA et M permet d'augmenter le taux d'incorporation du segment de gène HA H5 dans le fond génétique du virus humain, prérequis pour l'émergence de virus pandémique

Cette étude analyse l'opinion publique concernant les risques de crises sociales potentielles. Plus précisément, elle tente de connaître les interprétations d'une population, celle de la province de Québec, Canada, afin de savoir si le contenu médiatique influence les perceptions personnelles et émotives dans l'assimilation d'informations alarmistes, étant donné la tendance au catastrophisme que les médias communiquent quotidiennement. Afin de considérer ce phénomène de façon précise, un cas particulier a été étudié, celui de la grippe aviaire, événement des plus actuels au moment du choix de ce projet de recherche. Les hypothèses avançaient que les réactions face à l'annonce d'une éventualité de grippe aviaire seraient probablement relatives au niveau d'études atteint par le lecteur de journaux ou le consommateur médiatique, celui-ci déterminant également le choix des contenus médiatiques et la fréquence hebdomadaire. Un questionnaire Web rejoignant plus de 360 répondants a été créé, permettant d'observer une multitude d'impressions quant au risque possible de grippe aviaire. Nous avons découvert que l'impact de la communication médiatique propre à l'éventualité d'une grippe aviaire avait des conséquences spécifiques sur les émotions et les perceptions des individus, indépendamment de la fréquence hebdomadaire de leur consommation médiatique, du choix de l'information médiatique, du lieu de résidence, de l'âge et, surtout, du niveau de scolarité du consommateur. Globalement, il semble que le niveau scolaire détenu par les divers répondants ne soit pas le facteur déterminant de l'interprétation du contenu de risque de crise que nous transmettent les médias, mais que celle-ci proviendrait plutôt d'une source exclusivement personnelle basée sur des attributs du comportement, sur les valeurs morales et sur les expériences vécues. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Médias, Risque de crise, Psychose médiatique, Perceptions émotives, Grippe aviaire et santé publique.

L'épizootie asiatique d'Influenza Aviaire a mis en évidence le danger majeur que constitue la proximité entre différentes populations sensibles. Des études ont montré que le risque de transmission de la grippe aviaire était accru dans des situations comme celle des marchés de volailles vivantes où se côtoient poulets, dindes et canards d'élevage. L'hypothèse principale est que ces individus se contaminent dans l'élevage par contact (direct ou indirect) avec un individu sauvage (le mode d'élevage dans ces pays étant le plus souvent en semi-liberté, les contacts sont plus fréquents.La région Rhône Alpes, et plus particulièrement l'Ain, possède un fort potentiel en matière de production avicole. La filière " Label Rouge " et la filière " AOC Poulet de Bresse " ont su développer une production de qualité en employant des techniques d'élevage dites " semi-libre " voire " libre " ou " plein air ". Ces techniques d'élevage peuvent favoriser le contact entre l'avifaune domestique et l'avifaune sauvage d'autant plus que la région possède un patrimoine ornithologique avec la présence de la zone humide des Dombes. Cette aire géographique se trouve être le lieu d'hivernage de nombreux oiseaux notamment plusieurs espèces d'Anatidés (Canards).L'analyse de risque proposée doit permettre d'estimer de façon quantitative et qualitative le risque de survenue d'épizooties dans l'avifaune domestique résultant de la proximité des populations aviaires sauvages, sédentaires et migratrices, en Dombes. Ce projet répond à la nécessité d'établir des méthodes et outils permettant la prévision des risques sanitaires encourus par les populations aviaires voire humaines, face à des agents pathogènes émergents comme celui de la grippe aviaire. Il vise aussi à étudier l'influence des facteurs de risques liés aux habitats (zone humide de la basse vallée de l'Ain, Dombes notamment) à la gestion de ceux-ci (évolution des techniques d'agriculture, d'élevage et implications sur le milieu naturel) ainsi que l'influence des changements globaux, en particulier des changements climatiques.S'inscrivant dans une démarche prévisionnelle, le projet met en œuvre des techniques de modélisation afin de déterminer des probabilités de transmission de virus en étudiant le comportement des différentes populations intervenant dans le cycle épidémiologique d'Influenza Aviaire:- Les populations sauvages réservoirs - Les populations domestiques- Les populations humainesCette étude se fait à la fois dans :- L'espace (établissement de cartes de risque et intégration des données et résultats de l'analyse spatiale dans un Système d'Informations Géographiques)- Le temps (construction d'un modèle théorique de propagation des virus au sein des populations concernées)A cause de la structure spatiale en plusieurs sites, nous considérerons la diffusion des virus à des échelles allant d'une population type (au sein d'un élevage ou au sein d'un étang) à l'ensemble de la zone d'étude.Il s'agit donc de répondre à la question suivante : Suite à un contact infectieux quel est le risque de propagation d'Influenza Aviaire dans la région ? Il nous faut donc :- caractériser le risque de propagation d'Influenza Aviaire au sein d'une population ainsi que les déterminants environnementaux associés à celle-ci- quantifier le risque de propagation au sein des populations- quantifier le risque de propagation au sein de la zone d'étude quand toutes les populations sont en contact et susceptibles d'être infectées ou infectieuses- évaluer les possibilités d'évolution de la maladie au sein du système épidémiologique décrit précédemment

L’utilisation intensive des antibiotiques a conduit à l’émergence inquiétante de souches bactériennes multi-résistantes, notamment chez les salmonelles et les colibacilles responsables de maladies infectieuses préoccupantes en santé publique et vétérinaire. Les peptides de défense de l’hôte (HDP) constituent les effecteurs antimicrobiens essentiels de l’immunité innée des animaux. La principale famille d’HDPs chez les oiseaux sont les défensines aviaires, dont deux membres (AvBD2 et AvBD7) isolés de la moelle osseuse du poulet présentent un large spectre antibactérien et constituent ainsi des molécules candidates alternatives aux antibiotiques. Pour démontrer l’intérêt thérapeutique de l’AvBD2 et de l’AvBD7, nous avons (1) prouvé leur efficacité antibactérienne in vitro contre des souches cliniques multirésistantes, (2) montré leur stabilité structurale et fonctionnelle face aux protéases digestives majeures, (3) mis en évidence un nouvel effet antimicrobien dans les macrophages infectés, et finalement (4) prouvé le concept thérapeutique en réduisant la mortalité et la charge bactérienne après injection d’AvBD7 dans un modèle de salmonellose systémique létale chez la souris. / Large-scale use of antibiotics has leaded to the emergence of multi drug resistant bacterial strains, particularly in the genus Salmonella and Escherichia coli responsible for infectious diseases outbreaks. This constitutes a major veterinary and public health concern. Host defense peptides (HDPs) represent major effector molecules of the animal’s innate immune system. In birds, the main family of HDPs is composed of avian defensins whose two members (AvBD2 and AvBD7) isolated from chicken bone marrow exhibit large spectrum antibacterial activity. Thus, they both constitute potential candidate molecules as alternative to antibiotics. To demonstrate the therapeutic interest of AvBD2 and AvBD7, we have (1) proved their antibacterial efficiency in vitro towards clinical and multi drug resistant bacterial strains, (2) shown their functional and structural stability when facing major digestive proteases, (3) identified a novel antibacterial effect in infected macrophages, and finally (4) proved the therapeutic concept by reducing mortality and bacterial load after AvBD7 injection in a murine model of lethal salmonellosis.

La prévalence des parasites vectoriels peut être modulée par de nombreuses caractéristiques de l’environnement. De plus, les impacts négatifs de ces parasites sur les communautés animales peuvent être amplifiés par des perturbations environnementales qui sont, souvent, d’origine anthropique. À ce jour, les connaissances disponibles du rôle des perturbations anthropiques dans la distribution spatiale des parasites sont limitées. Dans ce contexte, ce projet tente d’évaluer le rôle de diverses variables environnementales, dont les conditions climatiques, la densité et la diversité des hôtes et les caractéristiques du paysage, dans la dynamique de la malaria aviaire (Plasmodium spp., Haemoproteus spp. et Leucocytozoon spp.) chez une population d’Hirondelle bicolore (Tachycineta bicolor) en déclin, nichant dans un paysage agricole. Une faible prévalence et une diversité parasitaire modérée ont été identifiées chez les adultes et les oisillons confirmant qu’une transmission parasitaire peut se produire durant la période de reproduction et ce, même à des latitudes aussi nordiques. Certaines variables environnementales, dont la proportion de zones anthropiques, de cultures extensives et de zones forestières, ainsi que la fluctuation journalière moyenne de la température, semblent être impliquées dans l’hétérogénéité spatiale de la prévalence de la malaria aviaire, et ce, différemment selon le genre parasitaire analysé. Chez les oisillons, les précipitations et l’identité du nichoir s’avèrent être les seules variables associées à la probabilité d’infection, suggérant l’implication de l’environnement à fine échelle. De plus, la variation interannuelle du statut d’infection pour certains individus semble montrer leur capacité à contrôler l’infection parasitaire. Cette étude suggère que les perturbations anthropiques du paysage peuvent moduler la distribution spatiale de la malaria aviaire chez l’Hirondelle bicolore. De plus, cette étude est une des seules en région tempérée qui a déterminé que des facteurs environnementaux puissent être à l’origine de l’hétérogénéité spatiale de la prévalence de ce parasite sanguin. Ces résultats serviront donc de comparaison pour les futures études de la malaria aviaire réalisées dans des milieux anthropisés et tempérés.

Les moustiques jouent un rôle essentiel dans la dynamique de transmission du paludisme. Plusieurs traits d’histoire de vie de ces insectes hématophages vont, en effet, intervenir dans le calcul du taux reproductif de base du parasite. Parmi eux, la probabilité et l’intensité d’infection des vecteurs, suite à la prise d’un repas de sang infectieux, sont des facteurs primordiaux pour la transmission de Plasmodium. Pourtant, au sein d'une même population, une réelle hétérogénéité d’infection des moustiques a été observée: alors que certain ne sont pas infectés, que d'autres le sont faiblement, une partie des vecteurs vont présenter des taux d'infection extrêmement forts. Identifier les sources de variations responsables de cette hétérogénéité est indispensable pour comprendre la dynamique de transmission de Plasmodium. Certains paramètres d’origine génétique et environnementale, tel que la température et la nutrition, ont déjà clairement été identifiés comme ayant un impact sur le taux d’infection des moustiques. Néanmoins, de nombreux facteurs restent encore à explorer. En utilisant un système expérimental composé du parasite de la malaria aviaire Plasmodium relictum, de son vecteur naturel le moustique Culex pipiens et de l’un de ses hôtes vertébrés Serinus canaria, nous nous sommes intéressés aux effets de certains de ces paramètres, peu pris en compte jusqu’à présent, sur l’infection des moustiques. Nous avons notamment pu mettre en évidence des conséquences importante de l’infection parentale, de l’âge des vecteurs, ainsi que de leur fond génétique. Parallèlement, nous nous sommes intéressés à un facteur souvent laissé de côté, l’effet « hôte vertébré » sur l’infection des moustiques. Dans cette dernière partie, on a pu observer que la dynamique d’infection du parasite au sein de l’hôte influence de manière importante le taux de transmission de Plasmodium. Les sources d’hétérogénéité d’infections des moustiques sont donc multiples et l’ensemble des membres de cette association tripartite hôte/parasite/vecteur vont pouvoir influencer de manière importante la dynamique de transmission du parasite. / Mosquitoes play a key role in the dynamics of malaria transmission. Indeed, several life history traits of these bloodsucking insects are closely associated with the basic reproductive rate of the malaria parasite. One of the most important parameters for the transmission of Plasmodium is the rate and intensity of the mosquito infection. However, within a single population, a great heterogeneity of mosquito infection levels is often observed: some mosquitoes are not infected, others are only weakly infected, and yet others have extremely high infection rates. Identifying the sources of variation responsible for this heterogeneity is essential in order to understand the transmission dynamics of Plasmodium. Certain genetic and environmental (temperature, nutrition) parameters have already been identified as having an impact on mosquito infection rates. Nevertheless, many factors remain to be explored. Using an experimental system composed of the avian malaria parasite Plasmodium relictum, its natural vector Culex pipiens and one of its vertebrate host Serinus canaria, we have investigated the effect of several seldom investigated parameters on the infection of mosquitoes. We observed surprising effects of the effect of parental infection, mosquito age and genetic background. In parallel, we also studied a rarely investigated parameter: the impact of the vertebrate host on the mosquito infection rate. We showed that parasite infection dynamics within the host, at short but also long time scales, significantly influence the transmission of Plasmodium to the vector. The sources of heterogeneity of mosquito infection are therefore multiple and all members of this tripartite partnership (i.e. host / parasite / vector) are able to significantly influence the transmission dynamics of the parasite.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cette thèse évalue le risque d'émergence d'un pathogène via l'avifaune sauvage dans une région indemne en combinant deux approches : 1) L'étude de pathogènes partageant des caractéristiques éco-épidémiologiques communes avec le pathogène émergeant. 2) L'utilisation de données écologiques disponibles dans la région indemne. Le Chapitre 1 montre que l'étude de la circulation de pathogènes partageant des caractéristiques éco-épidémiologiques communes (Influenza Aviaire Faiblement Pathogène et Maladie de Newcastle) avec un pathogène émergeant (H5N1 HP) permet d'apporter des éléments d'information sur la circulation potentielle de ce pathogène en cas d'émergence. Les principales conclusions de ce chapitre nous permettent de construire les trois hypothèses testées aux chapitres suivants portant respectivement sur les étapes d'une émergence : introduction (Chapitre 2), circulation (Chapitre 3), et transmission à la faune domestique (Chapitre 4). Ces trois chapitres permettent une meilleure évaluation du risque d'émergence d'un pathogène (le H5N1 HP) dans une zone indemne (le DIN) à partir de méthodes basées sur les données écologiques disponibles dans cette zone indemne et obtenues à partir de techniques telles que le comptage aérien, la télémétrie satellitaire, ou la télédétection. Ils permettent notamment d'estimer que le risque d'émergence du H5N1 HP dans le DIN via l'avifaune sauvage est le plus élevé lors des mois de janvier à mars des années de faible crue, et que la Sarcelle d'été et le canard Pilet sont les deux espèces à surveiller en priorité. Cette thèse montre donc comment l'utilisation de données éco-épidémiologiques disponibles dans une zone indemne permettent une évaluation et un meilleur contrôle du risque d'émergence d'un pathogène. L'utilisation d'outils satellitaires permet l'obtention de larges plages de données ayant des résolutions spatiale et temporelle suffisante pour évaluer des dynamiques éco-épidémiologiques évoluant rapidement. / This thesis aims to evaluate the risk of emergence of a pathogen from wildlife in an uninfected area by combining two approaches:1) The study of pathogens sharing similar eco-epidemiological characteristics with the emerging pathogen2) The use of eco-epidemiological data available in the uninfected area Chapter 1 shows that studying pathogens sharing similar eco-epidemiological characteristics (Low Pathogenic Avian Influenza and Newcastle Disease) with an emerging pathogen (HPAI H5N1) enables to provide information on the potential circulation of this pathogen if it would emerge. The main conclusions of this chapter allow us to formulate the three hypothesis tested in the following chapters, each related to a stage of an emergence: introduction (Chapter 2), circulation (Chapter 3), and transmission to domestic poultry (Chapter 4). These three chapters enable a better evaluation of the risk of emergence of a pathogen (HPAI H5N1) in an uninfected area (IND) by using methods based on eco-epidemiological data available in this uninfected area, obtained from techniques like aerial census, satellite telemetry, and remote sensing. The risk of emergence of HPAI H5N1 from wildlife in the IND is evaluated to be the highest between the months of January and March during years with a low flood level. Garganeys and Pintails are identified as the two main species to be surveyed in priority. This thesis shows how eco-epidemiological data available in an uninfected area enable an evaluation and a better control of the risk of emergence of a pathogen. Satellite tools allow acquiring large dataset with temporal and spatial resolution compatible with eco-epidemiological dynamics evolving rapidly.