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Depuis la mise en évidence de la Chlordécone (CLD) dans les biotopes antillais en 1999, de nombreux travaux de recherche ont été initiés autour de cette molécule et de son transfert du sol vers les êtres vivants. En 2005, l’AFSSA a présenté des résultats indiquant la présence de la CLD dans la viande de boeuf, de porc, de caprin, de lapin et de poulet. La contamination effective des animaux de rente originaires des zones antillaises polluées pose un problème sur les plans sanitaire, social et économique car la CLD est un composé toxique qui (i) pollue plus de 15 % des surfaces agricoles utiles des îles de la Guadeloupe et de la Martinique, (ii) résiste à la dégradation biotique et abiotique, (iii) s’accumule le long de la chaine alimentaire et dont la disparition des sols par lessivage est estimée à plusieurs centaines d’années. L’apport quotidien de fourrages non contaminés ou le déplacement des animaux vers des zones non polluées font partie des solutions proposées aux éleveurs afin d’interrompre l’exposition de leurs animaux à la CLD et de les décontaminer. Cependant, ces mesures ne sont pas généralisables et les acteurs locaux sont demandeurs de solutions alternatives. L’état de l’art sur la CLD a révélé un manque d’information évident sur le comportement de ce polluant dans l’organisme des animaux d’élevage et moins d’une dizaine de publications traitent de l’élimination de la CLD chez ces animaux. Dans le cadre de cette thèse, deux protocoles expérimentaux ont été conduits sur des caprins mâles en croissance afin de caractériser le comportement de la CLD dans l’organisme des ruminants non lactants et de développer des méthodes optimisant les processus de décontamination de ces animaux. La première expérimentation reposait sur le caractère lipophile de la CLD et elle s’attachait à déterminer si la décontamination des animaux gras était différente de celle des animaux témoins. La seconde expérimentation consistait à empêcher la réabsorption intestinale de la CLD et il s’agissait de déterminer si l’ingestion de charbon actif ou d’huile de paraffine pendant la période de décontamination pouvait interrompre le cycle entéro-hépatique et/ou augmenter la diffusion passive de la CLD chez les chevreaux traités. Les résultats de ces deux études ont montré que (i) les chevreaux en croissance éliminaient plus de 70 % de leur CLD tissulaire après 3 à 4 semaines de décontamination et (ii) ni leur état d’engraissement initial ni l’ajout de charbon actif ou d’huile de paraffine dans leur alimentation ne modifiaient ces taux d’excrétion. Ces études ont, également, montré que la CLD présentait un comportement différent de celui des autres polluants lipophiles car sa concentration tissulaire (exprimée sur la base de la matière grasse) était plus importante dans le foie et les muscles des animaux contaminés que dans leurs tissus adipeux. Ces résultats soulèvent la question des mécanismes à l'origine de la distribution tissulaire de la CLD (taux de perfusion des tissus, affinité relative entre transporteurs sanguins et molécules réceptrices dans les différents tissus) et du rôle du métabolisme de la CLD et de son interaction avec le cycle entéro-hépatique (identification et quantification des différents métabolites, voies d'excrétion respectives). La compréhension de ces processus pourrait permettre de mieux ajuster les stratégies de décontamination pour les rendre plus efficaces. Par ailleurs, le fait que les muscles soient plus concentrés en CLD que les tissus adipeux (comparaison faite sur la base de la matière grasse) soulève également des questions en termes de gestion du risque. En effet, le seuil réglementaire appliqué dans les abattoirs repose sur le niveau de CLD mesuré dans le gras péri-rénal et il convient de se demander si cette valeur est prédictive des niveaux de CLD mesurés dans les muscles ou dans le foie. La corrélation entre les niveaux de CLD mesurés dans les matrices (gras, muscles, foie) est discutée dans ce manuscrit., Since the presence of Chlordecone (CLD) was detected in the French West Indians biotopes in 1999, many research projects have been carried out to better understand its transfer from the soil to living beings. In 2005, the French Agency for Food, Environmental and Occupational Health and Safety (AFSSA) presented results on the presence of CLD in beef, pork, chicken, goat meat and rabbit meat. The effective contamination of livestock in polluted areas is a health, social and economic issue since (i) CLD is a toxic molecule which contaminates more than 15% of agricultural land in Guadeloupe and Martinique islands, (ii) CLD is resistant to biotic and abiotic degradation, (iii) CLD disappearance by soil leaching is estimated at several hundred years and (iv) it accumulates along the food chain. Therefore, the sustainability of breeding which are present in polluted areas and the health of local consumers are challenged by the presence of CLD in animal products. The daily intake of uncontaminated diets or the removal of animals on non-polluted areas are proposed to farmers concerned by this pollution but these possibilities do not apply to all farmers Alternative solutions must be found to decontaminate animals on site. A literature review on CLD revealed a crying lack of information on the behavior of this pollutant in livestock’s organism and currently, there are less than ten studies which deal with the elimination of this pollutant in livestock. As part of this thesis, two experimental protocols were developed to characterize the behavior of CLD in ruminants’ organism and to evaluate methods that can optimize the decontamination processes of these animals. The first experiment was based on the lipophilic nature this pollutant and it sought to determine if decontamination processes were different between control and fatty animals. The second experiment was conducted in order to prevent the intestinal reabsorption of CLD and was aimed to determine whether the incorporation of activated carbon or paraffin oil in feed during the decontamination period could interrupt the reabsorption and/or increase the passive diffusion of CLD in ruminants’ organism. Results showed that all animals have eliminated more than 70 % of Chlordecone in 3 to 4 weeks. No significant differences were observed between treated and control animals in both experiments and neither the initial kids’ body fatness nor the addition of activated carbon or the addition of paraffin oil in the diet during the decontamination period altered these rate of excretion. Following these studies, the lipophilic behavior of CLD in animals is, also, questioned because the results showed that the concentrations of this pollutant, expressed on the fat matter basis, were higher in the liver and the muscles than in the peri-renal fat. These results raised new questions: firstly, on the mechanisms which control the CLD tissue distribution (tissue perfusion rate, relative affinity between blood carriers and receptor molecules in different tissues) and secondly, on the role of the CLD metabolism and its interaction with the enterohepatic cycle (identification and quantification of the different metabolites, respective excretion routes). The understanding of these processes should help to better adjust the decontamination strategies in order to make them more efficient. Furthermore, the fact that muscles were more concentrated in CLD than fat tissues (comparison made on the fat matter basis) also raises questions in terms of risk management. Indeed, the regulatory threshold used, actually, in slaughterhouses is based on the CLD level in peri-renal fat and it is worth asking if these value is predictive of the CLD levels measured in muscles and liver. Thus, the correlation between the levels of CLD measured in these matrices (fat, muscles and liver) is discussed in this manuscript.

Polychlorobiphenyls (PCBs) and, overall, non-dioxin-like PCBs (NDL-PCBs) the most abundant congeners in contaminated environmental matrices, constitute a potential health hazard. This risk is even more acute for young children (6 month to 3-year-old) because of their mouthing activities and because this exposure occurs during a critical part of their growth. The main objective of this thesis was to characterise the impact of soil's characteristics on the relative bioavailability of PCBs. The impact of the soil organic matter characteristics on the relative bioavailability of PCBs was assessed using artificial soils. Several standardised organic matters were tested ranging from soluble organic matters (fulvic acids, humic acids) to one organic matters highly condensed, activated carbon, a model of black carbon. These elements lead to show important variations in terms of relative bioavailability from 0% (activated carbon) to 100%, maximal relative bioavailability (fulvic acids). These findings highlight the importance of OM condensation in terms of PCB retention during the digestive processes. Then, the Impact of organic carbon, black carbon and clay content, pH, NDL-PCBs concentrations in historically contaminated soils on bioavailability and bioaccessibility was assessed. These approaches tended to show the importance of OC and BC content on retention of PCBs. Relative bioavailability was found to be higher than 45%, whatever the soil. Thus, PCBs retention in contaminated soils appears rather limited. Finally, exposure to PCBs via soil ingestion appears proportional to the quantity ingested, Les polychlorobiphényles (PCB) et notamment les congénères les plus présents dans les sites et sols pollués, les PCB non dioxin like, constituent un danger sanitaire potentiel. Le risque associé est exacerbé chez le jeune enfant (6 mois à 3 ans) du fait, notamment, de son comportement exploratoire qui, de plus, a lieu durant une période critique de la croissance. L'objectif principal de cette thèse a été de caractériser l'impact des caractéristiques du sol sur la biodisponibilité relative des PCB. Les résultats in vivo ont montré l'impact des caractéristiques de la matière organique des sols sur la biodisponibilité relative des PCB par l'emploi de sols artificiels. Plusieurs matières organiques standardisées ont été testées allant des matières organiques solubles (acides fulviques, acides humiques) à une matière organique à la condensation maximale : le charbon actif. Ces éléments ont permis de montrer de larges variations de biodisponibilité relative allant d'une biodisponibilité relative nulle (charbon actif) à 100% (acide fulvique). Ces données soulignent l'importance de la condensation de la matière organique dans la rétention des PCB durant les processus digestifs. L'impact de caractéristiques (contenu en carbone organique, argile, black carbon, pH, concentrations en PCB) de sols historiquement contaminés sur la biodisponibilité a ensuite été évalué. Le taux de carbone organique et en black carbon sur la rétention des PCB. Toutefois la biodisponibilité relative demeure supérieure à 45% quel que soit le sol étudié. Les PCB sont donc peu retenus par le sol. Ainsi, l'exposition aux PCB via l'ingestion de sol semble proportionnelle à la quantité ingérée

Studying composition and dynamics of forest stand is an essential step in order to practice sustainable management for tropical moist forest. This study aims to understand the effects of different logging intensities on forest stands located in particular geographic areas in the Congo Basin. The following questions are addressed: (1) Does floristic composition of forest stands vary according to climate and geographic conditions? (2) Does logging triggers growth of all tree species, when logging intensity is sufficient? (3) Does logging enable to reduce mortality of helophilious species while increasing their recruitment, as well as increasing the mortality rate of shade tolerant species? (4) Does diversity increase after logging? The data come from the IFO-DANZER permanent device located in north Republic of Congo. Four different areas were analysed, including two areas which undertook logging activities. Every area contains between 28 and 502 tree.ha-1 with a logging activity of 1 to 9 tree.ha-1 (0,7 à 9,1 m2.ha-1). Forest stands located on (grès horizontaux) and (schistes quartzitiques) are less dense and diverse than those located on (formation schisto-calicaro-gréseuse ou alluvionnaire). Logging does not have an impact on species? diversity but increases the presence of heliophilious species. The effect of logging on growth speed is more important when the logging intensity is stronger. This effect is even more visible when the area is dense. Logged parcels tend to have a lower mortality rate and a higher recruitment rate than non-logged parcels.; Etudier la composition et la dynamique d'un peuplement est une étape indispensable pour pouvoir mettre en oeuvre une gestion durable de la forêt tropicale humide. Cette étude a pour but de comprendre l'effet de l'exploitation forestière à différentes intensités sur des peuplements situés dans des zones à conditions environnementales particulières dans le bassin du Congo. Elle vise à répondre aux questions suivantes : (1) La composition floristique des peuplements diffère-t-elle selon des variables de station ? (2) L'exploitation entraine-t-elle une augmentation de la croissance de toutes les espèces d'arbre, lorsque son intensité est suffisante ? (3) L'exploitation entraine-t-elle une diminution de la mortalité des espèces héliophiles mais une augmentation de leur recrutement ainsi qu'une augmentation du taux de mortalité des espèces tolérantes à l'ombre ? (4) La diversité augmente-t-elle après l'exploitation ? Les données proviennent du dispositif permanent de la concession IFO-DANZER située au nord de la République du Congo. Quatre zones différentes ont été analysées dont deux zones qui ont subi une exploitation. Chaque zone compte entre 28 et 502 arbres.ha-1 et l'exploitation a porté sur 1 à 9 tiges.ha- 1 (soit 0,7 à 9,1 m2.ha-1). Les peuplements situés sur grès horizontaux et sur schistes quartzitiques sont moins denses et moins divers que ceux situés sur une formation schisto-calcairo-gréseuse ou alluvionnaire. L'exploitation n'entraine pas de changement dans la diversité mais favorise l'apparition d'espèces héliophiles. L'effet de l'exploitation sur la vitesse de croissance est plus important lorsque l'intensité d'exploitation a été plus forte. Cet effet est d'autant plus visible lorsque la zone est dense. Les parcelles exploitées ont tendance à afficher un taux de mortalité plus faible et un taux de recrutement plus élevé que les parcelles non exploitées.

Chlordecone (CLD) is an organochlorine pesticide used in the French West Indies against black weevil Cosmopolites sordidus. This pesticide was banned in 1993, because of the toxicity and persistence of this compound in the environment. However, several studies indicated that the population is already exposed to chlordecone (contaminated blood and maternal milk, chlordecone transfer to the mother from the child, memory delay in child and risk to the prostate cancer) particularly by food ingestion. Since 2008, European Regulation °396/2005 is applied in French West Indies (maximal limit fixed at 10 and 20 µg chlordecone/kg of fresh weight in liver and egg and at 100 µg chlordecone /kg of fat in fat). Soils of banana crops previously treated by chlordecone (mainly andosols, nitisols, ferrisols) are still contaminated and are the major source of contamination of food products. Andosol contains allophane clay structure which allows a high microporosity with the formation of particle aggregates in a pattern repeated at different scales. chlordecone would be strongly trapped by this micropores structure and supposed to be strongly retained. Nitisol contains halloysite clayed structure composed to the clay layers superposition with a low porosity. Our hypothesis is that chlordécone is less retained by nitisol than by andosol. Monogastric animals reared outside (pig, poultry) may involuntary ingest soil. It has been shown that hen can ingest soil amounts corresponding to 25 % of the daily ration in the case of vegetation reduction and of nutritional imbalance. Soil ingestion by pig was less studied. In the frame of this research work, we determined andosol and nitisol capacities to retain chlordecone during the digestive process. The relative bioavailability of soil-bound chlordecone in monogastric farm animals (laying hen and juvenile swine) was established. The relative bioavailability determination consists to the slope comparison between the response (concentrations of chlordecone in animal matrices) obtained with increasing chlordecone doses via andosol or nitisol and the response obtained with the same chlordecone ingestion doses via a reference matrix (oil). Results showed that andosol and nitisol did not reduce the chlordecone bioavailability. Thus, relative bioavailability of soil-bound chlordecone was considered to be equal to 100% in laying hen and in juvenile swine. chlordecone was extracted during the digestive process and was absorbed by the monogastric animals. Thus, soil-bound chlordecone is directly assimilated by monogastric farm animals. Concentrations of chlordecone in animal products (liver, fat, egg) exceeded maximal limits for a chlordecone ingestion at least equal to 6.8 µg chlordecone/day/kg of body weight. Since 10% of agricultural soils are contaminated with at least 1 mg/kg, the ingestion of 17% of soil in the daily food ration will result in animal products not acceptable for human consumption. Therefore, it is important to characterize the risk livestock farming practices in order to limit the contamination of food products, Le chlordécone est un pesticide organochloré, qui a été utilisé dans les Antilles françaises pour lutter contre le charançon du bananier Cosmopolites sordidus. Ce pesticide a été interdit en 1993 en raison de sa toxicité et de sa persistance dans l'environnement. Cependant des études ont montré que la population antillaise continue d'être exposée (lait maternel et sang contaminés, transfert de chlordécone mère-jeune, retard du développement cognitif, risque de cancer de la prostate) en particulier via l'alimentation. Depuis 2008, la réglementation européenne n°396/2005 est appliquée sur le territoire antillais (limite maximale fixée à 10 et 20 µg chlordécone /kg poids frais repsectivement dans le foie et l'oeuf et de 100 µg/kg de matière grasse dans le gras). Il s'avère que la contamination des denrées au chlordécone est due au fait que les sols d'anciennes bananeraies autrefois traités au chlordécone (principalement des andosols, des nitisols et des ferrisols) demeurent contaminés. L'andosol contient de l'argile allophane, structure qui confère une microporosité élevée par l'enchevêtrement de motifs particulaires répétés à plusieurs échelles. Le chlordécone de l'andosol a été potentiellement piégé par ce réseau de micropores et est supposé être fortement retenu. Au contraire, le nitisol contient de l'argile halloysite, dont la structure correspond à une superposition de couches et ménage une faible porosité. Notre hypothèse est que le chlordécone est moins retenu par le nitisol que par l'andosol. Les animaux monogastriques élevés en plein air (porcin, volaille) sont susceptibles d'ingérer du sol de manière involontaire. Chez la poule pondeuse, les niveaux d'ingestion de sol peuvent atteindre 25 % de la ration alimentaire journalière dans le cas d'une réduction du couvert végétal et/ou d'un rationnement alimentaire. L'ingestion de sol pour le porcin a été peu étudiée. Nous avons cherché à déterminer les aptitudes d'un andosol et d'un nitisol à retenir le chlordécone durant le processus digestif. Pour cela nous avons évalué la biodisponibilité relative du chlordécone d'un andosol et d'un nitisol chez l'animal monogastrique. La détermination de la biodisponibilité relative repose sur la comparaison des pentes entre la réponse (concentration de chlordécone dans les matrices animales) obtenue lors des doses croissantes de chlordécone ingérées via la matrice testée (l'andosol ou le nitisol) à la réponse obtenue lors des mêmes doses de chlordécone ingérées via une matrice de référence (huile). Les résultats obtenus chez la poule pondeuse et le porcelet ont indiqué que l'andosol et le nitisol n'affectent pas la biodisponibilité du chlordécone. Ainsi, la biodisponibilité relative du chlordécone des sols étudiés a été identique et considérée égale à 100% aussi bien chez la poule que chez le porcelet. Le chlordécone du sol a donc été extrait durant le processus digestif et absorbé par l'animal monogastrique à l'identique du chlordécone dissous dans de l'huile. Le chlordécone du sol est donc assimilable par l'animal d'élevage. Ainsi, les sols contaminés en chlordécone présentent un réel risque pour la filière animale. Les teneurs en chlordécone des produits (foie, gras, oeuf) ont dépassé les limites maximales acceptables dès lors que les animaux monogastriques ont ingéré 6,8 µg chlordécone /jour/kg de poids vif. Sachant que 10% des sols cultivables contiennent au moins 1 mg chlordécone /kg, dès lors qu'un animal monogastrique (poule pondeuse ou porcelet) ingère 17 % de sol dans sa ration alimentaire quotidienne, les teneurs en chlordécone des produits dépasseront les limites maximales et seront « impropres » à la consommation. Il convient ainsi d'identifier les pratiques d'élevage à risques pour préconiser des mesures limitant la contamination des produits animaux au chlordécone

Actually air pollution is ubiquitous due to the emission of chemical compound from many sources. In this context, Polycyclic Aromaric Hydrocarbons (PAH)related compounds are widely distributed in the air and have shown deleterious health effects.Fluorene was chosen as a representative compound of PAHs pollution. This work consisted in the evaluation of its neurotoxic effects in adult animals, exposed i.p., orally or by exposure nose-only. The inhalation model of exposure was then applied to the study of its effects on sensorimotor development and on behavioral activity of animals exposed in utero or during lactation.The results showed that fluorene is able to induce behavioral changes in adult animals exposed directly or indirectly on the level of anxiety and the locomotor activity, whereas no effect on learning and memory abilities has been observed. However, no defect on the development of motor and sensory functions was demonstrated. Furthermore, the analysis of the presence of the compound and three of its metabolites showed that the pollutant was able to cross the blood brain barrier and can be metabolized in the brain. Moreover, variations have been observed concerning behavioral and physiological responses between studies, showing that effects induced by fluorene are dependent on the way of administration, the level of contamination and the time of exposure.In conclusion, these results demonstrate in animals the behavioral toxicity of fluorene at levels of contamination corresponding to human cases of exposure, confirming so the risk of PAH exposure throughout life, La pollution atmosphérique est omniprésente du fait de nombreuses sources émettrices de composés chimiques. Dans ce contexte, les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) sont largement diffusés dans l’air et ont déjà montré des effets délétères sur la santé.Ce travail a consisté en l’évaluation de la neurotoxicité du fluorène, composé choisi comme molécule représentative de la pollution liée aux HAP, chez le rat adulte exposé par voie i.p., par voie orale ou par inhalation. Le modèle d’exposition par inhalation a ensuite été appliqué à l’étude des effets du polluant sur le développement sensori-moteur et l’activité comportementale de l’animal exposé in utero ou au cours de la lactation.Ces études ont montré que le fluorène était susceptible d’affecter le niveau d’anxiété et l’activité locomotrice du rat adulte exposé directement et indirectement au polluant, et n’avait aucun effet sur les capacités d’apprentissage. En revanche, aucune atteinte majeure de la maturation des fonctions sensori-motrices n’a été mise en évidence. L’analyse de la présence du composé et de trois de ses métabolites a par ailleurs montré que le polluant était capable de traverser la barrière hémato-encéphalique et d’être métabolisé au niveau du cerveau. Les réponses physiologiques et comportementales étant variables entre les études, les effets induits par le fluorène dépendent donc de la voie d’entrée, du niveau de contamination et du moment d’exposition.Ces résultats ont ainsi révélé chez l’animal la toxicité comportementale du fluorène à des niveaux de contamination réalistes, confirmant ainsi le risque sanitaire de l’exposition aux HAP tout au long de la vie des individus

PBDEs belong to flame retardants, substances heavily used in recent decades. These molecules are now found ubiquitously in the environment outside and inside. Humans are exposed to these pollutants through diet and ingestion/inhalation of household dust or contaminated industrial dust. Their lipophilic properties and their persistence are the cause of their bioaccumulation in abiotic and biological matrices (milk, serum ...). The research works of this thesis was aimed to assess the impact of exposure to a toxic environmental pollutant and very prevalent, BDE-99, administered in conditions reflecting the human exposure. Thus, the effects of long-term exposure to realistic doses of BDE-99 (0.15, 1.5 and 15 µg/kg/day) were evaluated in terms neurobehavioral and physiological in male Sprague-Dawley rats. No alteration of the activity, anxiety and cognitive function has been highlighted that the animals were treated in adulthood, from weaning or from the 8th day of postnatal life. The only significant behavioral variations observed were transient locomotor coordination disorders and a delay of one day of eye opening in animals treated with BDE-99 from the age of 8 days. On a physiological level, no significant variation in body weight change, food and water consumption and weight of several organs (liver, brain, kidneys, spleen and thymus) was observed whatever the dose of BDE-99 administered and the exposure period considered. These results show that this pollutant administered to rats at realistic doses, reflecting those to which humans are actually exposed, is not able to induce neurobehavioral toxicity that the animal are contaminated in adulthood or at different phases of postnatal development. The fact to have used corresponding the level of environmental exposure is undoubtedly the basis of discrepancies observed between the results of this work and those of the published studies elsewhere, underscoring the necessity to realize exposure models the most possible relevant in order to able to conclude at best about risk associated with this family of contaminants to human health., Les PBDEs appartiennent à la famille des retardateurs de flamme bromés, substances massivement utilisés ces dernières décennies. Ces molécules sont aujourd'hui retrouvées de façon ubiquitaire dans l'environnement extérieur et intérieur. L'Homme est exposé à ces polluants par le biais de l'alimentation et de l'ingestion/inhalation de poussières ménagères ou industrielles contaminées. Leurs propriétés lipophiles et leur persistance sont à l'origine de leur bioaccumulation dans les matrices abiotiques et biologiques (lait, sérum). Les travaux de recherche de cette thèse ont eu pour objectif d'évaluer l'impact d'une exposition à un polluant environnemental toxique et très répandu, le BDE-99, administré dans des conditions reflétant l'exposition humaine. Ainsi, les effets d'une administration de longue durée à des doses réalistes de BDE-99 (0,15, 1,5 et 15 µg/kg/j) ont été évalués au plan neurocomportemental et physiologique chez le rat mâle de souche Sprague-Dawley. Aucune altération de l'activité, de l'anxiété et des fonctions cognitives n'a été mise en évidence que les animaux aient été traités à l'âge adulte, à partir du sevrage ou à partir du 8ème jour de vie postnatale. Les seules variations comportementales significatives observées ont été des troubles transitoires de la coordination locomotrice ainsi qu'un retard d'une journée de l'ouverture des yeux chez les animaux traités avec le BDE-99 depuis l'âge de 8 jours. Au plan physiologique, aucune variation significative de l'évolution pondérale, des prises hydrique et alimentaire ainsi que du poids de plusieurs organes (foie, cerveau, reins, rate et thymus) n'a été observée quelle que soit la dose de BDE-99 administrée et la période d'exposition considérée. Ces résultats montrent donc que ce polluant administré chez le rat à des doses réalistes, reflétant celles auxquelles l'Homme est réellement exposé, n'est pas à même d'induire une toxicité neurocomportementale que les animaux aient contaminés à l'âge adulte ou bien lors de différentes phases du développement postnatal. Le fait d'avoir utilisé des doses correspondantes au niveau d'exposition environnemental est sans aucun doute à la base des discordances observées entre les résultats de ce travail et ceux des études publiées par ailleurs, soulignant ainsi la nécessité de réaliser des modèles d'exposition les plus pertinents possibles de la réalité humaine pour pouvoir conclure au mieux quant au risque lié à cette famille de contaminants pour la santé humaine.

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are persistent organic pollutants (POP) produced during the incomplete burning of organic materials. Their production can be of natural origin (forest fire) or anthropic origin (gaz heating, vehicular traffic, industry). The ingestion of PAH contaminated vegetal covers or soils by farm animals, coupled with the high lipophily of these PAH, therefore represents a potential hazard in terms of contamination of animal products (milk, meat, eggs). In the present work, we focused on the evaluation of the dairy ruminant exposure to PAH through the use of metabolic biomarkers of exposure. At first we tested the potential of 1-hydroxypyrene excreted in urine or milk to be used as a metabolic and specific biomarker of subchronic (7 to 40 days) and oral exposure of the goat to a ternary mixture consisting of phenanthrene, pyrene and benzo(a)pyrene. Each PAH was solubilized in oil to reach contamination levels in the range 0.04-50 mg/day. Results demonstrate that (i) 1-hydroxypyrene excretion in milk and urine is proportional to the level of exposure all along the tested exposure range (stable transfer rates of 1-OH pyrene: about 1% in milk and 10 % in urine); (ii) excretion of 1-OH pyrene reached a plateau at the latest 10 days after the beginning of exposure. In the second part of this work, it was demonstrated that the ethoxyresorufin-o-deethylase (EROD) activity, when measured in peripheral blood lymphocytes (PBL), can be used as a convenient and non-specific biomarker of oral and chronic exposure of dairy ruminant to CYP 450 inducting POP, such as many PAH. Induction kinetic of EROD activity PBL could be fitted with a logistic-like model over 40 days of exposure followed by 10 days post-exposure. An approximate dose/response curve could be fitted using a Michaelis-Menten-like model, allowing for several comments about the metabolism of PAH in dairy ruminant. A final kinetic study, which was run on rats under subchronic conditions (32 days), next to other results, showed a good correlation between EROD activities in PBL, liver and brain. Achieved results demonstrate the relevance of the combined use of the EROD activity in PBL and of the 1-OH pyrene in milk or urine as convenient and cost-limited tools for risk assessment in terms of PAH and more generally POP ingestion by dairy ruminants, Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des polluants organiques persistants (POP) issus d'une combustion incomplète de matière organique, d'origine naturelle (incendies de forêt) et anthropique (chauffage au gaz, trafic routier, industrie). La consommation par les animaux d'élevage de couverts végétaux et sols contaminés en HAP, couplée à une forte lipophilie de ces derniers, constitue un risque potentiel en terme de contamination des produits animaux (lait, viande, oeufs). Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à l'évaluation de l'exposition du ruminant laitier aux HAP au travers de l'utilisation de biomarqueurs métaboliques d'exposition orale aux HAP. Nous avons tout d'abord testé l'aptitude du 1-hydroxypyrène dans l'urine et/ou le lait à être utilisé comme biomarqueur métabolique spécifique d'exposition orale et subchronique (7 jours, 40 jours) de la chèvre au mélange : phénanthrene, pyrène, benzo(a)pyrene. Ceci en utilisant de l'huile comme vecteur de contamination sur la plage 0.04-50 mg/jour de chacun des 3 HAP. Les résultats démontrent entre autres que (i) le 1-hydroxypyrène est excrété de manière proportionnelle au niveau d'exposition sur toute la plage d'exposition testée dans le lait (taux de transfert stable de l'ordre de 1% dans le lait et 10% dans l'urine) ; (ii) qu'un plateau d'excrétion est obtenu au plus tard 10 jours après le début de l'exposition. La seconde partie de ce travail a permis de démontrer le potentiel de l'activité ethoxyresorufin-o-deethylase (EROD) dans les lymphocyte périphérique sanguins (LPS) à être utilisé comme un biomarqueur d'exposition orale aspécifique du ruminant laitier aux POP CYP450 inducteurs, dont certains HAP. Des cinétiques d'induction EROD lymphocytaire par exposition orale aux HAP ont ainsi pu être modélisées par un modèle de type logistique sur 40 jours d'exposition suivis de 10 jours post-exposition. Une ébauche de courbe dose-réponse de type Michaelis-Menten a par ailleurs pu être déterminée, autorisant plusieurs commentaires relatifs au métabolisme des HAP par le ruminant laitier. Une dernière étude cinétique, menée chez le rat en mode subchronique sur 32 jours, a finalement permis, entre autres, de mettre en évidence une bonne corrélation entre les activités EROD dans les lymphocytes sanguins périphériques, le foie et le tissu cérébral. L'ensemble des résultats obtenus démontre la pertinence de l'usage combiné de l'activité EROD lymphocytaire et du 1-OH pyrène dans le lait ou l'urine comme outils d'évaluation pratiques et accessibles du risque lié à l'ingestion de POP par les ruminants laitiers

Ruminant is exposed to POPs deposited on grasslands. This thesis study the transfer of PCDD/Fs, PCBs and PAHs from fodder and soil to milk. PHE, PYR and B[a]P contaminated grass was incubated in the rumen of cows in order to determine the in sacco disappearance of PAHs, cuticular n-alkanes and DM. The 3 PAHs disappeared (83%) in the 1st hour of incubation while the cuticular n-alkanes and DM disappearance was slower. The transfer of PAHs from grass and soil towards milk has been studied in vivo in goats. The transfer to milk of native PAHs is minimal whatever the matrix ingested. The transfer of PCDD/Fs and PCBs from contaminated hay to milk has been also studied. The CORs of PCBs varied from 5% to 90% and for PCDD/Fs from 1% to 40%. The risk of human exposure via milk could become meanly with PCDD/Fs an PCBs. The current safety threshold values in milk as well as toxicity of 1-OH-PYR must be reviewed, Le ruminant est exposé aux POP déposés sur les prairies. Cette thèse étudie le transfert des PCDD/F, PCB et HAP du fourrage et du sol vers le lait. De l'herbe contaminée en PHE, PYR et B[a]P a été incubée dans le rumen des vaches pour déterminer la disparition in sacco des HAP, des alcanes cuticulaires et de la MS. Les 3 HAP ont disparus (83%) au bout d'1h d'incubation, tandis que les alcanes cuticulaires et la MS ont présenté une disparition plus lente. Les FT des HAP de l'herbe et du sol vers le lait a été étudié in vivo chez la chèvre. Les HAP natifs sont très faiblement transférés vers le lait quelle que soit la matrice d'apport. Le transfert des PCDD/F et PCB du foin contaminé vers le lait a été aussi étudié. Les FT des PCB ont varié de 5 à 90% et pour les PCDD/F de 1 à 40%. Le risque d'exposition de l'homme via le lait peut se présenter notamment pour les PCDD/F et PCB. Les normes actuelles sur les teneurs de HAP dans le lait ainsi que la toxicité du 1-OH-PYR devraient être précisées

Our thesis work concerned the methods of PGE and PAH deposits on fodder using a bio-accumulator (ryegrass). The deposit kinetics of PGE and PAH on ryegrass exposed in the vicinity of a highway showed that the main part of the contamination is carried out during the first weeks of exposure, and also that these contaminants remain fixed on the ryegrass at least five weeks after its removal from the highway. The study of the traffic conditions influence showed a weak impact of the highway on the ryegrass contamination by PGE and PAH compared to a rural road, suggesting that the PGE and PAH deposits on the ryegrass are much more related to the emission properties from the vehicles than to the number of vehicles. The spatialization of the fodder exposure in PGE and PAH on a fodder plot scale revealed a significant reduction of the Pd, Rh and PAH concentrations of the ryegrass with the distance of the emission source., Notre travail de thèse a porté sur les modalités de dépôts de PGE et HAP sur le fourrage à partir d'un bio-accumulateur (ray-grass). Les cinétiques du dépôt de PGE et HAP sur les plants de ray-grass exposé en bordure d'autoroute ont montré que l'essentiel de la contamination s'effectue durant les premières semaines d'exposition, et aussi que ces contaminants restent fixés au ray-grass au moins cinq semaines après son retrait de l'autoroute. L'étude de l'influence des conditions du trafic a montré un faible impact de l'autoroute sur la contamination du ray-grass en PGE et HAP par rapport à une route nationale, suggérant que le dépôt de PGE et HAP sur le ray-grass est beaucoup plus lié aux propriétés de leurs émissions par les véhicules que par le nombre de véhicules. La spatialisation de l'exposition du fourrage en PGE et HAP à l'échelle parcellaire a révélé une diminution significative des concentrations de Pd, Rh et HAP du ray-grass avec l'éloignement de la source d'émission

Not available., Une des voies d'exposition humaine aux micropolluants organiques est l'alimentation. Le lait, est-il une source de contamination pour l'Homme ? Pour répondre à cette question, nous avons étudié les transferts des HAP/dioxines du lait vers le sang puis vers les tissus cibles. Nos résultats démontrent que les taux d'absorption apparente des HAP et des dioxines sont dépendants des propriétés physico-chimiques des molécules et des doses ingérées: l'absorption diminue lors d'une augmentation soit de la lipophilicité et des poids moléculaires des congénères, soit de la dose administrée en 2,3,7,8- TCDD. Nos travaux mettent également en évidence que la veine porte est la principale voie d'excrétion entérocytaire des HAP, contrairement aux dioxines. Suite à une ingestion chronique, les PCDD/F se répartissent principalement dans les tissus hépatiques et adipeux (à l'exception de la 2,3,7,8- TCDD dont le taux de recouvrement dans ces tissus est inférieur à 50 %). Nos résultats démontrent que la distribution tissulaire dépend de la lipophilicité, du poids moléculaire des congénères mais également des caractéristiques tissulaires. Au niveau du tissu adipeux, l'augmentation des propriétés physico-chimiques des dioxines limite leur incorporation. De plus, les quantités des dioxines détectées sont corrélées à celles de la matière grasse. Ainsi les facteurs de bioconcentration (BCF) diminuent lors d'une augmentation du degré de chloration des congénères. Au niveau du foie, la fixation des dioxines apparaît indépendante des quantités en matière grasse tissulaire. Les deux sous-familles se distinguent: l'incorporation des PCDD, seulement, semble facilitée pour les molécules fortement chlorées. Ainsi les BCF des PCDD augmentent lors d'une élévation du degré de chloration, les PCDF présentant la relation inverse. Toutefois, pour des congénères homologues, les BCF des PCDF sont supérieurs à ceux des PCDD. Ceci suggère la présence d'un mécanisme de fixation sélectif.

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) are lipophilic, persistant and ubiquitous compounds in the environment. Exposed fodder becomes a PAHs route for lactating ruminants. A first experiment was aimed to evaluate the influence of feeding system on PAHs levels in cows' milk. The results showed that grass generals a more important PAHs exposition than maize fodder. A second experiment was focused on PAHs transfer from feed to milk in controlled conditions. Among the 16 PAHs of the US-EPA list, only light compounds with less than 5 aromatic rings were detected in milk. Their transfer levels decreased from 30 % to 1 %., Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques sont des composés lipophiles, persistants et ubiquistes dans l' environnement. Suite à leurs dépôts sur les végétaux et le sol, le fourrage devient une voie d'exposition potentielle des ruminants laitiers aux HAP. Nos travaux sur l'influence du mode d'alimentation sur les teneurs en HAP du lait ont révélé qu'un système d'élevage de type herbager engendrait une exposition du troupeau aux HAP supérieure à celui de type maïs fourrage. Le transfert des HAP du fourrage vers le lait chez la vache laitière a été étudié en conditions de terrain contrôlées. Sur les 16 HAP inscrits comme polluants prioritaires par l'US-EPA, seuls les composés à moins de 5 cycles aromatiques ont été détectés dans les laits. Les coefficients de transferts apparents établis pour 6 HAP étaient compris entre 1 % et 30 %.

Polychlorobiphenyls (PCBs) and, overall, non-dioxin-like PCBs (NDL-PCBs) the most abundant congeners in contaminated environmental matrices, constitute a potential health hazard. This risk is even more acute for young children (6 month to 3-year-old) because of their mouthing activities and because this exposure occurs during a critical part of their growth. The main objective of this thesis was to characterise the impact of soil's characteristics on the relative bioavailability of PCBs. The impact of the soil organic matter characteristics on the relative bioavailability of PCBs was assessed using artificial soils. Several standardised organic matters were tested ranging from soluble organic matters (fulvic acids, humic acids) to one organic matters highly condensed, activated carbon, a model of black carbon. These elements lead to show important variations in terms of relative bioavailability from 0% (activated carbon) to 100%, maximal relative bioavailability (fulvic acids). These findings highlight the importance of OM condensation in terms of PCB retention during the digestive processes. Then, the Impact of organic carbon, black carbon and clay content, pH, NDL-PCBs concentrations in historically contaminated soils on bioavailability and bioaccessibility was assessed. These approaches tended to show the importance of OC and BC content on retention of PCBs. Relative bioavailability was found to be higher than 45%, whatever the soil. Thus, PCBs retention in contaminated soils appears rather limited. Finally, exposure to PCBs via soil ingestion appears proportional to the quantity ingested, Les polychlorobiphényles (PCB) et notamment les congénères les plus présents dans les sites et sols pollués, les PCB non dioxin like, constituent un danger sanitaire potentiel. Le risque associé est exacerbé chez le jeune enfant (6 mois à 3 ans) du fait, notamment, de son comportement exploratoire qui, de plus, a lieu durant une période critique de la croissance. L'objectif principal de cette thèse a été de caractériser l'impact des caractéristiques du sol sur la biodisponibilité relative des PCB. Les résultats in vivo ont montré l'impact des caractéristiques de la matière organique des sols sur la biodisponibilité relative des PCB par l'emploi de sols artificiels. Plusieurs matières organiques standardisées ont été testées allant des matières organiques solubles (acides fulviques, acides humiques) à une matière organique à la condensation maximale : le charbon actif. Ces éléments ont permis de montrer de larges variations de biodisponibilité relative allant d'une biodisponibilité relative nulle (charbon actif) à 100% (acide fulvique). Ces données soulignent l'importance de la condensation de la matière organique dans la rétention des PCB durant les processus digestifs. L'impact de caractéristiques (contenu en carbone organique, argile, black carbon, pH, concentrations en PCB) de sols historiquement contaminés sur la biodisponibilité a ensuite été évalué. Le taux de carbone organique et en black carbon sur la rétention des PCB. Toutefois la biodisponibilité relative demeure supérieure à 45% quel que soit le sol étudié. Les PCB sont donc peu retenus par le sol. Ainsi, l'exposition aux PCB via l'ingestion de sol semble proportionnelle à la quantité ingérée