L’exposition prolongée par inhalation à des poussières de taille respirable contenant de la silice cristalline est reconnue pour causer des maladies respiratoires dont le cancer du poumon et la silicose. De nombreuses études ont relevé la surexposition des travailleurs de la construction à la silice cristalline, puisque ce composé est présent dans de nombreux matériaux utilisés sur les chantiers. L’évaluation de l’exposition à la silice cristalline dans cette industrie constitue un défi en raison de la multitude de conditions de travail et de la nature éphémère des chantiers. Afin de mieux cerner cette problématique, une banque de données d’exposition professionnelle compilée à partir de la littérature a été réalisée par une équipe de l’Université de Montréal et de l’IRSST, et constitue le point de départ de ce travail. Les données présentes dans la banque ont été divisées en fonction de la stratégie d’échantillonnage, résultant en deux analyses complémentaires ayant pour objectif d’estimer les niveaux d’exposition sur le quart de travail en fonction du titre d’emploi, et selon la nature de la tâche exécutée. La méthode de Monte Carlo a été utilisée pour recréer les échantillons provenant de données rapportées sous forme de paramètres de synthèse. Des modèles Tobit comprenant les variables de titre d’emploi, tâche exécutée, durée, année et stratégie d’échantillonnage, type de projet, secteur d’activité, environnement et moyens de maîtrise ont été développés et interprétés par inférence multimodèle. L’analyse basée sur le quart de travail a été réalisée à partir de 1346 données d’exposition couvrant 11 catégories de titre d’emploi. Le modèle contenant toutes les variables a expliqué 22% de la variabilité des mesures et la durée, l’année et la stratégie d’échantillonnage étaient d’importants prédicteurs de l’exposition. Les chantiers de génie civil et les projets de nouvelle construction étaient associés à des expositions plus faibles, alors que l’utilisation de moyens de maîtrise diminuait les concentrations de 18% à l’extérieur et de 24% à l’intérieur. Les moyennes géométriques les plus élevées prédites pour l’année 1999 sur 8 heures étaient retrouvées chez les foreurs (0.214 mg/m3), les travailleurs souterrains (0.191 mg/m3), les couvreurs (0.146 mg/m3) et les cimentiers-applicateurs (0.125 mg/m3). 1566 mesures réparties en 27 catégories de tâches étaient contenues dans la seconde analyse. Le modèle contenant toutes les variables a expliqué 59% des niveaux d’exposition, et l’ensemble des variables contextuelles étaient fortement prédictives. Les moyennes géométriques prédites pour l’année 1998 et selon la durée médiane par tâche dans la banque de données étaient plus élevées lors du bouchardage du béton (1.446 mg/m3), du cassage de pièces de maçonnerie avec autres outils (0.354 mg/m3), du décapage au jet de sable (0.349 mg/m3) et du meulage de joints de brique (0.200 mg/m3). Une diminution importante des concentrations a été observée avec les systèmes d’arrosage (-80%) et d’aspiration des poussières (-64%) intégrés aux outils. L’analyse en fonction des titres d’emploi a montré une surexposition généralisée à la valeur guide de l’ACGIH et à la norme québécoise, indiquant un risque à long terme de maladies professionnelles chez ces travailleurs. Les résultats obtenus pour l’évaluation en fonction de la tâche exécutée montrent que cette stratégie permet une meilleure caractérisation des facteurs associés à l’exposition et ainsi de mieux cibler les priorités d’intervention pour contrôler les niveaux d’exposition à la silice cristalline sur les chantiers de construction durant un quart de travail. / Chronic inhalation of respirable inorganic dusts containing crystalline silica is linked to occupational respiratory diseases such as lung cancer and silicosis. Several studies have documented the overexposure to respirable crystalline silica in construction workers, as this compound is found in several building materials and many operations can release fine suspended particles. Comprehensive quantitative exposure assessment in this industry is challenging due to the variety in tasks performed, materials used and environmental conditions between work sites, the mobile workforce and the temporary nature of construction sites. An occupational exposure database of silica exposure was compiled from the literature by a research group from the Université de Montréal and the Institut de recherche en santé et en sécurité du travail (IRSST) to address this issue. The exposure data contained in the database were separated on the basis of sampling strategies, which resulted in two separate – but complementary – analyses. The first analysis was restricted to samples collected to compare levels with an occupational exposure limit, in order to estimate work-shift respirable crystalline silica exposure by construction trade. The second analysis used measurements collected under a task-based sampling strategy in order to estimate the exposure levels associated with specific activities. Monte-Carlo simulation was used to recreate individual exposures from measurements reported as summary statistics. Modeling was performed using Tobit models within a multimodel inference framework, with construction trade, task, sampling duration, year and strategy, project type, construction sector, workspace and control methods as potential predictors. The dataset for the analysis by construction trade was comprised of 1346 exposure measurements and included 11 trade categories. The model containing all the variables explained 22% of the exposure variability and the sampling duration, year and strategy were identified as important predictors. Civil engineering and roadwork sites as well as new construction projects were associated with lower exposure levels, while the use of control methods reduced silica concentrations by 18% outdoors and 24% indoors. Predicted geometric means (GM) for year 1999 were the highest for drillers (0.214 mg/m3), underground workers (0.191 mg/m3), roofers (0.146 mg/m3) and cement grinders/finishers (0.125 mg/m3), based on a 8-hour shift. Heavy equipment operators (0.041 mg/m3) and foremen (0.047 mg/m3) had the lowest predicted GMs. 1566 task-based measurements, representing 27 task categories, were included in the activity-specific dataset. The proportion of variance explained by the model containing all the variables was 59%, and all the variables investigated had a strong influence on the exposure levels. Predictions were made based on the year 1998 and the median duration by task in the dataset. The largest predicted GMs were associated with the following operations: scabbling concrete (1.446 mg/m3), chipping with other tools (0.354 mg/m3), abrasive blasting (0.349 mg/m3) and tuck point grinding (0.200 mg/m3). Important reductions in exposure levels were found with the use of tool-integrated water sprays (-80%) and local exhaust ventilation (-64%). Important overexposure to the ACGIH Threshold Limit Value and the Québec exposure limit was found for all the trades investigated, indicating a long-term risk of silica-related occupational diseases. The results of the task-based analysis suggest that this sampling strategy provides a better characterization of the factors affecting exposure and the impacts of engineering dust control methods to control long-term exposure levels.

L’exposition prolongée par inhalation à des poussières de taille respirable contenant de la silice cristalline est reconnue pour causer des maladies respiratoires dont le cancer du poumon et la silicose. De nombreuses études ont relevé la surexposition des travailleurs de la construction à la silice cristalline, puisque ce composé est présent dans de nombreux matériaux utilisés sur les chantiers. L’évaluation de l’exposition à la silice cristalline dans cette industrie constitue un défi en raison de la multitude de conditions de travail et de la nature éphémère des chantiers. Afin de mieux cerner cette problématique, une banque de données d’exposition professionnelle compilée à partir de la littérature a été réalisée par une équipe de l’Université de Montréal et de l’IRSST, et constitue le point de départ de ce travail. Les données présentes dans la banque ont été divisées en fonction de la stratégie d’échantillonnage, résultant en deux analyses complémentaires ayant pour objectif d’estimer les niveaux d’exposition sur le quart de travail en fonction du titre d’emploi, et selon la nature de la tâche exécutée. La méthode de Monte Carlo a été utilisée pour recréer les échantillons provenant de données rapportées sous forme de paramètres de synthèse. Des modèles Tobit comprenant les variables de titre d’emploi, tâche exécutée, durée, année et stratégie d’échantillonnage, type de projet, secteur d’activité, environnement et moyens de maîtrise ont été développés et interprétés par inférence multimodèle. L’analyse basée sur le quart de travail a été réalisée à partir de 1346 données d’exposition couvrant 11 catégories de titre d’emploi. Le modèle contenant toutes les variables a expliqué 22% de la variabilité des mesures et la durée, l’année et la stratégie d’échantillonnage étaient d’importants prédicteurs de l’exposition. Les chantiers de génie civil et les projets de nouvelle construction étaient associés à des expositions plus faibles, alors que l’utilisation de moyens de maîtrise diminuait les concentrations de 18% à l’extérieur et de 24% à l’intérieur. Les moyennes géométriques les plus élevées prédites pour l’année 1999 sur 8 heures étaient retrouvées chez les foreurs (0.214 mg/m3), les travailleurs souterrains (0.191 mg/m3), les couvreurs (0.146 mg/m3) et les cimentiers-applicateurs (0.125 mg/m3). 1566 mesures réparties en 27 catégories de tâches étaient contenues dans la seconde analyse. Le modèle contenant toutes les variables a expliqué 59% des niveaux d’exposition, et l’ensemble des variables contextuelles étaient fortement prédictives. Les moyennes géométriques prédites pour l’année 1998 et selon la durée médiane par tâche dans la banque de données étaient plus élevées lors du bouchardage du béton (1.446 mg/m3), du cassage de pièces de maçonnerie avec autres outils (0.354 mg/m3), du décapage au jet de sable (0.349 mg/m3) et du meulage de joints de brique (0.200 mg/m3). Une diminution importante des concentrations a été observée avec les systèmes d’arrosage (-80%) et d’aspiration des poussières (-64%) intégrés aux outils. L’analyse en fonction des titres d’emploi a montré une surexposition généralisée à la valeur guide de l’ACGIH et à la norme québécoise, indiquant un risque à long terme de maladies professionnelles chez ces travailleurs. Les résultats obtenus pour l’évaluation en fonction de la tâche exécutée montrent que cette stratégie permet une meilleure caractérisation des facteurs associés à l’exposition et ainsi de mieux cibler les priorités d’intervention pour contrôler les niveaux d’exposition à la silice cristalline sur les chantiers de construction durant un quart de travail. / Chronic inhalation of respirable inorganic dusts containing crystalline silica is linked to occupational respiratory diseases such as lung cancer and silicosis. Several studies have documented the overexposure to respirable crystalline silica in construction workers, as this compound is found in several building materials and many operations can release fine suspended particles. Comprehensive quantitative exposure assessment in this industry is challenging due to the variety in tasks performed, materials used and environmental conditions between work sites, the mobile workforce and the temporary nature of construction sites. An occupational exposure database of silica exposure was compiled from the literature by a research group from the Université de Montréal and the Institut de recherche en santé et en sécurité du travail (IRSST) to address this issue. The exposure data contained in the database were separated on the basis of sampling strategies, which resulted in two separate – but complementary – analyses. The first analysis was restricted to samples collected to compare levels with an occupational exposure limit, in order to estimate work-shift respirable crystalline silica exposure by construction trade. The second analysis used measurements collected under a task-based sampling strategy in order to estimate the exposure levels associated with specific activities. Monte-Carlo simulation was used to recreate individual exposures from measurements reported as summary statistics. Modeling was performed using Tobit models within a multimodel inference framework, with construction trade, task, sampling duration, year and strategy, project type, construction sector, workspace and control methods as potential predictors. The dataset for the analysis by construction trade was comprised of 1346 exposure measurements and included 11 trade categories. The model containing all the variables explained 22% of the exposure variability and the sampling duration, year and strategy were identified as important predictors. Civil engineering and roadwork sites as well as new construction projects were associated with lower exposure levels, while the use of control methods reduced silica concentrations by 18% outdoors and 24% indoors. Predicted geometric means (GM) for year 1999 were the highest for drillers (0.214 mg/m3), underground workers (0.191 mg/m3), roofers (0.146 mg/m3) and cement grinders/finishers (0.125 mg/m3), based on a 8-hour shift. Heavy equipment operators (0.041 mg/m3) and foremen (0.047 mg/m3) had the lowest predicted GMs. 1566 task-based measurements, representing 27 task categories, were included in the activity-specific dataset. The proportion of variance explained by the model containing all the variables was 59%, and all the variables investigated had a strong influence on the exposure levels. Predictions were made based on the year 1998 and the median duration by task in the dataset. The largest predicted GMs were associated with the following operations: scabbling concrete (1.446 mg/m3), chipping with other tools (0.354 mg/m3), abrasive blasting (0.349 mg/m3) and tuck point grinding (0.200 mg/m3). Important reductions in exposure levels were found with the use of tool-integrated water sprays (-80%) and local exhaust ventilation (-64%). Important overexposure to the ACGIH Threshold Limit Value and the Québec exposure limit was found for all the trades investigated, indicating a long-term risk of silica-related occupational diseases. The results of the task-based analysis suggest that this sampling strategy provides a better characterization of the factors affecting exposure and the impacts of engineering dust control methods to control long-term exposure levels.

Contexte : L’objectif de cette thèse est d’étudier l’association entre l’exposition professionnelle à l'amiante et à la silice cristalline avec les phénotypes du cancer broncho-pulmonaire. Un autre objectif est d'évaluer la modification de l'effet de l'association entre le tabagisme et le type histologique, la localisation de la tumeur, et l’âge au diagnostic par l’exposition professionnelle à l'amiante ou à la silice cristalline.Méthodes : L’étude CaProMat est une étude « case-only » rétrospective qui inclut9623 cas de cancer broncho-pulmonaire Français et Canadiens. Tous les cas de cancer broncho-pulmonaire ont été identifiés d’une façon histologique. Les données ont été collectées par des fichiers médicaux et par des questionnaires standardisés.Deux Matrices Emplois-Expositions (MEEs) ont été utilisées pour évaluer rétrospectivement l'exposition professionnelle à l'amiante et à la silice cristalline.Résultats : Il n’y a pas de différence de prévalence de l'exposition professionnelle à l'amiante pour les types histologiques. Pour la silice cristalline, un excès limite de la prévalence de l'exposition a été observé pour le carcinome épidermoïde. La prévalence a été maximisée chez les cas diagnostiqués entre 50 et 59 ans pour l'amiante et moins de 50 ans pour la silice cristalline. Une exposition supplémentaire à l'amiante ou à la silice cristalline n'a pas modifié l'effet du tabagisme pour les types histologiques, la localisation de la tumeur ou l'âge au diagnostic.Conclusion : Le type histologique, la localisation de la tumeur, et l'âge au diagnostic ne peuvent pas être utilisés comme indicateurs de l'exposition professionnelle à l'amiante ou à la silice cristalline. / Introduction: The objective of this thesis was to study the association between tobacco smoking and occupational exposure to asbestos and crystalline silica with the phenotypes of lung cancer. The second objective was to assess the effect modification of the association between tobacco smoking and the phenotypes of lung cancer by occupational exposure to asbestos or to crystalline silica. Methods : The CaProMat study is a pooled retrospective case-only study consisted of9,623 French and Canadian lung cancer cases. All lung cancer cases were histologically confirmed. Data were collected from medical records and through standardized questionnaires. Two job-exposure matrices (JEMs) were used to assess the occupational exposure to asbestos and to crystalline silica. Results: We did not identify a difference of prevalence of occupational exposure to asbestos according to histological type. For crystalline silica, a borderline excess of prevalence of exposure was observed for squamous cell carcinoma. The prevalence of occupational exposure was maximized among lung cancer cases diagnosed between 50 and 59 years for asbestos and less than 50 years for crystalline silica. Additional exposure to either asbestos or crystalline silica did not modify the effect of tobacco smoking for histological type, tumor location or age at diagnosis. Conclusions: The histological type, tumor location, and age at diagnosis cannot beused as an indicator for the occupational exposure to asbestos or to crystalline silica.

Le mésothéliome pleural est considéré comme très spécifique d’une exposition à l’amiante. Cependant, certains aspects de l’étiologie de cette maladie n’ont pas encore été bien caractérisés. Les objectifs de cette étude sont : i) d’estimer la relation dose-effet entre exposition professionnelle aux fibres d’amiante et survenue de mésothéliome pleural selon différents indicateurs temporels d’exposition ; ii) d’étudier l’effet d’une exposition professionnelle aux laines minérales et aux poussières alvéolaires de silice cristalline libre sur le risque de survenue de mésothéliome pleural et iii) d’identifier les professions et secteurs d’activité à risque de survenue de mésothéliome pleural à partir de données recueillies sur une période de 20 ans. Les cas provenaient de ceux recrutés dans une précédente étude cas-témoins réalisée entre 1987 et 1993 et des cas enregistrés dans le programme national de surveillance du mésothéliome entre 1998 et 2006 (1 199 hommes). Les témoins ont été appariés en fréquence sur l’année de naissance et le sexe (2 378 hommes). L’exposition professionnelle à l’amiante, aux laines minérales et à la silice a été évaluée à partir de matrices emplois-exposition. Les relations dose-effet ont été estimées à l’aide du modèle logistique et leur forme a été obtenue grâce à l’utilisation de fonctions splines cubiques restreintes. Si la relation dose-effet à l’amiante est bien confirmée (particulièrement aux faibles doses), cette étude apporte de nouveaux résultats sur la relation temps-effet (rôle du temps écoulé depuis la dernière exposition ou effet de l’âge à la première exposition). Elle ouvre également de nouvelles perspectives sur le rôle des co-expositions (laines minérales) et permet d’identifier de nouvelles activités à risque, comme les mécaniciens automobiles. / Asbestos exposure is recognized as the primary cause of pleural mesothelioma. However, some aspects of etiology of this disease have not been well characterized. The objective of this study was to elucidate dose-response relationships of temporal pattern of occupational asbestos exposure in males, using case-control data, to study effect of man made vitreous fibers and silica dust on the risk of pleural mesothelioma and finally, to describe occupations and industries at high risk for this cancer among men in France according a period of twenty years of observation. Cases came from a French case-control study conducted in 1987-1993 and from the French National Mesothelioma Surveillance Program in 1998-2006 (1,199 males). Population controls were frequency matched by sex and year of birth (2,378 males). Occupational asbestos exposure was evaluated with a job-exposure matrix. The dose-response relationships were estimated using logistic regression models and form of this relationship were estimated using restricted cubic spline functions. Dose-response relationship was confirmed (particularly for lowest doses). However, this study provides new results about time-effect relationships (role of time since last exposure or effect of age at first exposure). This study opens up new prospects on the role of co-exposure (mineral wool) and permit to identify new activities at risk for pleural mésothéliome as motor vehicle mechanics.