Modélisation du devenir des Polluants Organiques Persistants chez l’animal d’élevage

PBPK modelling of persistant organic polluants transferts in livestock

• Auteur / Autrice : Joachim Thiébaut
• Direction : Guido Rychen, Agnès Fournier, Cyril Feidt
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 13/06/2024
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Animal et Agroécosystèmes (Vandoeuvre-lès-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Michel Laurentie
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guido Rychen, Agnès Fournier, Aude Ferran, Laurent Noël, Gaud Dervilly-Pinel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Laurentie, Aude Ferran

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chlordécone

Élevage

Bioaccumulation

Polluants organiques persistants

Modèles mathématiques

Toxicocinétique

Mots clés libres

Élevage

Modélisation

Polluants organiques

Livestock

Modelling

Organic pollutant

Résumé

Un modèle toxicocinétique à base physiologique (PBPK) générique a été développé pour prédire la cinétique des polluants organiques persistants chez les animaux de rente. Ce modèle vise à être appliqué sur une grande diversité de crises sanitaire et donc un grand nombre de situation d'élevage, d'espèce et de polluants. Une structure dite à « généricité hiérarchisée » a été conceptualisée afin de développer aisément des outils d'aide à la décision basés sur une structure commune. Trois grands types de physiologie ont déjà été intégrées : le ruminant, l'oiseau et le décapode et trois applications ont été réalisées pour la chlordécone (CLD) chez l'ovin en croissance, pour la CLD et les chloroparaffines (CP) chez la poule pondeuse. De plus, une base physiologique et équationnelle chez M. Rosenbergii a été développée en perspective d'un calibrage pour la CLD. Cet ensemble de modèles montre de bonnes capacités prédictives avec par exemple 88% des niveaux de contamination prédits dans un écart de facteur 1,5 à la courbe modélisée pour les CP et 100% pour la CLD chez la poule pondeuse à l'équilibre. Le modèle est d'ores et déjà appliqué et testé en conditions réelles en tant qu'OAD pour le ruminant adulte aux Antilles dans le cadre de la crise CLD et les retours du terrain permettent son amélioration continue.

A Physiology Based Pharmacokinetic (PBPK) generic model was developed to predict the kinetics of Persistent Organic Pollutants (POPs) in rent animals. The model aims to be applied on wide diversity of molecules and species. A “stratified hierarchy” structure was built in order to develop easily new decision support tool based on a common structure. Three major types of physiology are already implemented: the ruminant, the bird and the decapod and three applications were realized for chlordecone (CLD) in sheep/cattle, for CLD and chloroparaffines (CPs) in laying hen. In addition, a physiological and computational basis was developed for M. Rosenbergii in the perspective of calibration for CLD. These first models show good predicting capabilities with, for example, with 88 % of the experimental values ranging within 1.5-fold of the predicted value at steady state for CPs and 100 % for CLD in laying hen. The model is already applied in real conditions as decision support tool for the ruminant in the West French Indies in the CLD crisis and field feedback enable continuous improvement of the model.