Influenza aviaire est une maladie infectieuse contagieuse, due à des virus de la famille des Orthomyxoviridae, les virus Influenza A, touchant les oiseaux et susceptible d'entraîner une mortalité extrêmement élevée, notamment chez les volailles. Les souches hautement pathogènes des virus influenza aviaire provoquent une maladie sévère et mortelle chez les volailles et constituent un risque pour la santé publique. En février 2006, la France a été touchée par une épizootie d'influenza aviaire H5N1 hautement pathogène, qui s'est répandu dans l'avifaune sauvage de la zone humide la Dombes. La Dombes est une zone humide, mosaïque de plus de mille étangs, et une zone d'importance ornithologique internationale, abritant des milliers d'oiseaux d'eau. C'est une zone à risque pour la propagation de l'influenza aviaire de part à la fois la présence des populations d'oiseaux sauvages sur les étangs et de la proximité de ces populations aux élevages de volailles qui parsèment la région. L'objectif principal de ce travail est la modélisation du risque influenza aviaire dans la région de la Dombes. Ce travail est axé sur l'avifaune sauvage et sur le risque d'infection et de transmission de l'infection par les oiseaux sauvages. Nous avons, dans un premier temps, identifié les caractéristiques particulières à la Dombes, pouvant influer sur l'épidémiologie de l'influenza aviaire dans la région. Les trois acteurs principaux de l'écosystème de la Dombes sont les étangs, les populations d'oiseaux sauvages et les élevages de volailles. Ensuite, le risque influenza aviaire dans la Dombes a été décliné à deux niveaux : 1) dans l'écosystème d'un seul étang ; et 2) au sein d'un réseau d'étangs comme caractérisés en 1), où la propagation de l'infection peut se faire d'étang à étang. Au niveau étang, le risque influenza aviaire est modélisé, d'une part, par le temps de persistance des virus influenza aviaire dans l'eau de l'étang, et d'autre part, par la dynamique de l'infection au sein des populations d'oiseaux sauvages par transmission directe entre oiseaux et indirecte via l'eau de l'étang. Au niveau réseau d'étangs, l'analyse du risque permet d'identifier des groupements spatiaux d'étangs à risque élevé d'infection aux virus influenza aviaire. Quant au risque d'exposition des élevages aux virus influenza aviaire d'origine de l'avifaune sauvage, il est calculé en tenant compte à la fois de la proximité des élevages aux étangs susceptibles d'être infectés et de la probabilité de ces étangs à être infectés en cas d'épizootie. / Avian influenza is a contagious infectious disease caused by viruses of the family Orthomyxoviridae, influenza A viruses, affecting birds and known to cause extremely high mortality, especially in poultry. Highly pathogenic strains of avian influenza viruses cause severe and fatal disease in poultry and pose a risk to public health. In February 2006, France was hit by a highly pathogenic H5N1 avian influenza outbreak, affecting aquatic wildfowl in Dombes wetland. The Dombes is a wetland mosaic of more than a thousand ponds and an area of international ornithological importance, home to thousands of waterfowl. This is an area at risk for the spread of avian influenza viruses due to both the presence of wild birds on the ponds and the proximity of these populations to poultry farms that are present in the area. The main objective of this work is the modeling of the avian influenza risk in the Dombes region. This work is focused on the wildfowl and the risk of infection and transmission of infection by wild birds. As a first step, we have identified the specific characteristics of the Dombes area, which may affect the epidemiology of avian influenza in the region. The three main players in the Dombes ecosystem are the ponds, the wildfowl populations and the poultry farms. Secondly, the avian influenza risk in the Dombes was declined at two levels: 1) in the ecosystem of a single pond; and 2) within a network of ponds as characterized by 1), where the infection is spread from pond to pond. At the pond level, the avian influenza risk is modeled, on the one hand, by the persistence time of avian influenza viruses in the water of the pond, and, on the other hand, by the infection dynamics within wild bird populations by direct transmission between birds and indirectly through the water of the pond. At the ponds network, the risk analysis identifies spatial clusters of ponds at high risk of infection with avian influenza viruses. Concerning the risk of exposure of poultry farms to avian influenza viruses of wildfowl origin, it is calculated taking into account both the proximity of the farms to ponds likely to be infected and the probability of these ponds to become infected during an outbreak.

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.

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

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.

La maladie de Newcastle (MN) et l'influenza aviaire (IA) sont des maladies virales d'importances majeures. L'aviculture malgache est dominée par de petits élevages familiaux. Plusieurs facteurs de risque d'IA et de MN décrits dans la littérature sont présents à Madagascar. Les objectifs de cette thèse sont de déterminer les facteurs de risque associés à la transmission des virus de la MN et de l'IA ; d'évaluer leur niveau de circulation et leur incidence clinique ; d'étudier le rôle des circuits de commercialisation des volailles dans leur diffusion et de proposer des mesures de surveillance adaptées.Les sites d'étude étaient Antananarivo et son pourtour, et le Lac Alaotra. Une étude exploratoire des facteurs de risque a été effectuée, suivie d'une.surveillance épidémiologique événementielle et d'une épidémiologie participative pour estimer l'incidence clinique des maladies. Le rôle des circuits commerciaux a été évalué par des méthodes d'analyse de réseaux sociaux.La circulation des 2 virus était plus importante au Lac Alaotra, caractérisé par les rizières, les eaux de surface et les palmipèdes. Les élevages de basse-cour et les élevages de poulets à haut niveau relatif de protection sanitaire étaient les plus à risque à la MN Antananarivo. Leurs profils de facteurs de risque étaient l'absence de mesure de biosécurité et un contact avec plusieurs marchés pour le premier ; et une densité élevée, les visites des auxiliaires d'élevage et des collecteurs d'œufs et un contact avec d'autres acteurs pour le second. Il n'y a pas de circulation d'IAH, la MN est la maladie dominante avec un taux de mortalité de 44%. Le rôle du circuit de commercialisation a été confirmé. Les villages ayant les plus fortes connexions commerciales étaient les plus exposés à la MN mais constituaient aussi des super-diffuseurs de virus. L'association de plusieurs méthodes de surveillance a été discutée pour en améliorer la sensibilité, la faisabilité pratique et l'efficacité. / Newcastle disease (ND) and avian influenza (AI) are major poultry viral diseases. Poultry production in Madagascar is dominated by smallholder family system. Several risk factors for both diseases described in the literature are present in Madagascar: The objectives of this thesis were to determine the risk factors associated with transmission of AI and ND viruses; evaluate the intensity of their transmission and their clinical incidence; study the role of poultry trade network in their spread and suggest surveillance adapted to local conditions.Study sites were: Antananarivo and its surrounding and the Lake Alaotra. An exploratory study of risk factors was carried out. Passive surveillance and participatory surveys were combined to assess the incidence and clinical impact of AI and ND. The role of poultry-trade network was assessed using social network analysis methods. Higher circulating level for both viruses was observed in Lake Alaotra which is characterized by large paddy fields and surface water, and a high density of domestic waterfowl. At the farm level, backyard chicken and chicken farms with some biosecurity awareness were associated with higher risk of ND in Antananarivo. Risk factors associated with them were lack of biosecurity measures and contact with many markets for the former, and a high density of poultry, high exposition to the visits of animal health workers, egg collectors and multiple interactions with other poultry stakeholders for the second. There was no evidence of HPAI circulation The major infection was ND with an overall mortality rate of 44%, within observed outbreaks. The role of poultry trade in the spread of these viruses was confirmed. Villages with the highest commercial connections were the most exposed to ND. They were also super-spreaders of these viruses. The relevance of the specific combination of several methods of surveillance was discussed to improve their sensitivity, practical implementation, and effectiveness.

L’Influenza Aviaire Hautement Pathogène H5N1 (IAHP à H5N1) a été déclaré en Thaïlande lors de plusieurs vagues épidémiques puis lors de cas sporadiques entre 2004 et 2008, et le risque persiste encore en Thaïlande. La plupart des foyers confirmés d’IAHP à H5N1 en Thaïlande ont eu lieu dans les populations de volailles de basse-cour. Les poulets de basse-cour sont élevés pour de nombreuses raisons, y compris pour un revenu supplémentaire. Ce commerce est géré informellement par les collecteurs de volailles qui peuvent être classés en collecteur-abatteur (TS), sous-collecteur (HT) et collecteur de collecteurs (TT). Ces collecteurs se déplacent entre villages avec les mêmes véhicules et matériel non nettoyés. Nous avons mesuré leurs activités commerciales dans l'espace et le temps. Nous avons développé un modèle spatial dynamique compartimental et stochastique de la filière de poulet de basse-cour dans une province. Nos résultats indiquent que ces échanges commerciaux peuvent contribuer à la propagation d’IAHP à H5N1 grâce au chevauchement des zones de collecte et aux distances parcourues. Des variations temporelles ont été observées lors de certaines grandes fêtes rituelles tel le Nouvel An chinois. Nous avons développé un modèle SIR couplé au modèle de la filière de poulets. Nous avons supposé que la maladie peut se propager par deux moyens : localement entre villages voisins et par les échanges commerciaux. Nous avons utilisé ce modèle infectieux de base pour tester plusieurs mesures de contrôle connexes. Nos résultats suggèrent que lors d’un foyer une interdiction totale et rapide de tous les échanges de volailles devrait être mise en oeuvre ainsi qu’une campagne de désinfection. / Highly pathogenic avian influenza H5N1 (HPAI H5N1) was recognized in Thailand by multiple epidemic waves and some sporadic cases between 2004 and 2008 but the risk of disease remerging in Thailand still remains up to present. Most of HPAI H5N1 confirmed outbreaks in Thailand occurred in backyard chicken populations. Backyard chickens are reared for many purposes including for additional cash income. Backyard chicken trade is informally managed by poultry traders which can be categorized into trader–slaughterhouse (TS), household trader (HT) and trader of trader (TT). These traders roam around different villages with the same unclean vehicle and facilities. Thus, their trade patterns in space and time are necessary to be elaborately studied. In our study, we developed a spatial compartmental stochastic dynamic model of backyard chicken trade network in a province of Thailand. Our model results indicated that the structure of poultry networks may contribute to HPAI H5N1 spread through overlapped catchment areas and long distance trades. Also, temporal variations of live poultry movements were observed during some major ritual festivals especially Chinese New Year. Subsequently, we developed an SIR model upon the dynamic model of backyard chicken trade network. It was assumed in this study that the disease can spread by two means: local spread to neighboring uninfected villages and spread by poultry traders. Then, we used this baseline infectious model to test multiple related control measures. Our ultimate results suggested that a complete ban of all poultry traders should be promptly implemented with poultry area disinfection campaign once the outbreak occurs.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Les virus influenza A ont suscité à partir de l’année 1997 un intérêtsanitaire et économique mondial considérable après l’émergence d’une formehautement pathogène d’un virus influenza aviaire H5N1. Cette épizootie a misen évidence le danger majeur que constitue la proximité entre espècessensibles sauvages et domestiques. En effet, pouvant présenter lescaractéristiques de réservoirs de ces virus, les canards étaient les plussoupçonnés de transmettre l’infection, grâce à une pratique migratoireimportante et d’un portage asymptomatique fréquent. Ce portage associe dans la plupart des cas des virus faiblement pathogènesde sous-types multiples. Ces virus peuvent se transmettre aux volaillesdomestiques et émerger en épizootie à virus hautement pathogène dans le casparticulier des sous-types H5 et H7. Ces épizooties peuvent avoir desconséquences économiques considérables, avec une mortalité avoisinant les100%, et sanitaire avec un possible passage à l’homme. Notre projet vise à caractériser l’infection et la transmission des virusinfluenza faiblement pathogènes, après inoculation expérimentale à unepopulation de canards de surface et plongeurs. Il répond également à lanécessité d’établir des méthodes de surveillance des virus influenzaaviaires à l’arrivé des oiseaux migrateurs dans des zones humides à richepatrimoine ornithologique, et situées à proximité de régions à fortpotentiel en matière de production avicole (La Dombes comme exemple). / Since 1997, influenza A viruses has given rise to great sanitary andeconomic interest after the emergence of a highly pathogenic subtype ofavian influenza virus H5N1. This epizooty underlined the threat that couldbe the closeness of wild and domestic birds. Ducks which were actuallyshowing reservoirs characteristics were suspected to pass on the virusthanks to their migratory habits and asymptomatic porterage.This porterage mostly involves low pathogenic viruses of numerous subtypes.Those viruses could be transmitted to domestic poultries and emerge, in thecase of H5 and H7 subtypes, in a viral highly pathogenic epizooty. Thoseepizooties may have major economic (average 100% mortality) and sanitary(possible transmission to humans) consequences.Our study aims to characterize the infection and the transmission of lowpathogenic avian influenza viruses, after experimental inoculation tosurface and diving ducks. It suggests setting up epidemiologic surveillancemethods of avian influenza viruses after the arrival of migratory birds inmost important wetlands, which are close to major poultry breeding regions(The Dombes for instance).

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les virus influenza A ont suscité à partir de l'année 1997 un intérêtsanitaire et économique mondial considérable après l'émergence d'une formehautement pathogène d'un virus influenza aviaire H5N1. Cette épizootie a misen évidence le danger majeur que constitue la proximité entre espècessensibles sauvages et domestiques. En effet, pouvant présenter lescaractéristiques de réservoirs de ces virus, les canards étaient les plussoupçonnés de transmettre l'infection, grâce à une pratique migratoireimportante et d'un portage asymptomatique fréquent. Ce portage associe dans la plupart des cas des virus faiblement pathogènesde sous-types multiples. Ces virus peuvent se transmettre aux volaillesdomestiques et émerger en épizootie à virus hautement pathogène dans le casparticulier des sous-types H5 et H7. Ces épizooties peuvent avoir desconséquences économiques considérables, avec une mortalité avoisinant les100%, et sanitaire avec un possible passage à l'homme. Notre projet vise à caractériser l'infection et la transmission des virusinfluenza faiblement pathogènes, après inoculation expérimentale à unepopulation de canards de surface et plongeurs. Il répond également à lanécessité d'établir des méthodes de surveillance des virus influenzaaviaires à l'arrivé des oiseaux migrateurs dans des zones humides à richepatrimoine ornithologique, et situées à proximité de régions à fortpotentiel en matière de production avicole (La Dombes comme exemple).