Quelle pertinence des seuils de pollution à l'ozone vis à vis de la diversité morphologique et comportementale des mammifères terrestres des alpes-maritimes? // how relevant are ozone pollution thresholds with respect to the morphological and behavioural

Topic description

Cette thèse interdisciplinaire est portée par Benjamin Mauroy (mathématiques, LJAD), Gilles Maignant (géographie, GREDEG) et Valérie Bougault (physiologie, LAMHESS) à l'Université Côte d'Azur. Il s'inscrit dans le cadre One Health et vise à questionner la pertinence des seuils réglementaires de pollution à l'ozone au regard de la diversité des mammifères terrestres présents dans les Alpes-Maritimes, en incluant l'humain.
L'ozone troposphérique est un polluant secondaire issu des réactions photochimiques des composants de combustion fossile. Il est particulièrement préoccupant car, contrairement aux autres polluants, sa concentration ne diminue pas. Puissant oxydant, il provoque des inflammations des voies respiratoires, des dommages épithéliaux et aggrave les pathologies cardiorespiratoires. Or, les seuils réglementaires actuels sont établis à partir d'études épidémiologiques centrées sur l'humain adulte moyen, ignorant les enfants, les personnes saines et les autres espèces animales.
L'hypothèse centrale est que les mammifères de plus petite taille sont proportionnellement plus exposés compte-tenu des caractéristiques de leur système respiratoire. Le territoire des Alpes-Maritimes constitue un cas d'étude idéal : fort ensoleillement, sources majeures de pollution (autoroutes, aéroport) et grande diversité d'habitats coexistent sur un espace restreint.
Le projet repose sur trois tâches complémentaires :
1 Nous construirons des scénarios de journées types d'exposition à l'ozone pour l'humain et pour différents mammifères terrestres du département, en croisant des données de mobilité et d'activité (plateformes open access, partenariat avec des naturalistes du Parc Naturel Régional des Préalpes d'Azur) avec des données atmosphériques (partenariat avec AtmoSud).
2 Nous développerons des modèles de transport-diffusion-réaction de l'ozone dans le système respiratoire des mammifères en tenant compte des spécificités physiologiques propres à chaque espèce via des lois allométriques. Ils permettront d'estimer les doses d'ozone et de ses sous-produits réactifs atteignant effectivement l'épithélium bronchique. Ces modèles de transport de l'ozone s'appuieront sur des modèles de ventilation du système respiratoire déjà disponibles au LJAD.
3 Nous appliquerons l'ensemble de cette méthodologie aux espèces mammifères du territoire pour construire des indicateurs de toxicité inter- et intraspécifiques, puis les confronter aux seuils réglementaires officiels.
Le ou la doctorante sera impliquée dans les trois tâches, elle travaillera cependant plus spécifiquement à la reconstitution des journées-types et au développement du modèle de transport de l'ozone.
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This interdisciplinary thesis is supervised by Benjamin Mauroy (mathematics, LJAD), Gilles Maignant (geography, GREDEG) and Valérie Bougault (physiology, LAMHESS) at Université Côte d'Azur. It falls within the One Health framework and aims to question the relevance of regulatory ozone pollution thresholds with regard to the diversity of terrestrial mammals found in the Alpes-Maritimes department, including humans.
Tropospheric ozone is a secondary pollutant resulting from the photochemical reactions of fossil fuel combustion by-products. It is a particularly pressing concern because, unlike other pollutants, its concentration is not decreasing. As a powerful oxidant, it causes inflammation of the respiratory tract, epithelial damage, and worsens cardiorespiratory conditions. However, current regulatory thresholds are established based on epidemiological studies focused on the average adult human, disregarding children, healthy individuals, and other animal species.
The central hypothesis is that smaller mammals are proportionally more exposed, given the characteristics of their respiratory system. The Alpes-Maritimes region constitutes an ideal case study: high levels of sunshine, major sources of pollution (motorways, airport) and a great diversity of habitats all coexist within a limited area.
The project is built around three complementary tasks:
1 We will construct typical daily ozone exposure scenarios for humans and for various terrestrial mammals in the department, by combining mobility and activity data (open access platforms, partnership with naturalists from the Parc Naturel Régional des Préalpes d'Azur) with open access atmospheric data (partnership with AtmoSud).
2 We will develop transport-diffusion-reaction models of ozone within the mammalian respiratory system, accounting for the physiological characteristics specific to each species through allometric scaling laws. These will allow us to estimate the doses of ozone and its reactive by-products that actually reach the bronchial epithelium. These ozone transport models will build upon respiratory ventilation models already available at LJAD.
3 We will apply this entire methodology to the mammal species present in the area in order to build inter- and intraspecific toxicity indicators, and then compare them against official regulatory thresholds.
The doctoral student will be involved in all three tasks, but will work more specifically on reconstructing typical daily exposure patterns and on developing the ozone transport model.
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Début de la thèse : 01/10/
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Financement d'un établissement public Français