Les eaux usées comme outils de diagnostic territorialisé de la santé des populations urbaines : marqueurs biologiques et approches intégratives en épidémiologie environnementale // Wastewater as a tool for territorialised diagnosis of urban population hea

L'épidémiologie basée sur les eaux usées constitue une approche innovante permettant de suivre l'état de santé des populations à partir de l'analyse collective et anonymisée des excrétas humains. D'abord mobilisée pour le suivi des consommations de substances illicites et la surveillance de pathogènes, elle s'étend désormais à la caractérisation de biomarqueurs intégrateurs tels que les marqueurs de stress oxydatif, les hormones, les agents infectieux ou les signatures du microbiote intestinal. Les eaux usées représentent en effet un réceptacle unique d'informations biologiques à l'échelle populationnelle, offrant un accès à des indicateurs difficilement mesurables par des approches individuelles pour des raisons éthiques, logistiques ou financières. Elles ouvrent ainsi la possibilité d'explorer, à une échelle territoriale fine, les liens entre conditions de vie urbaines, inégalités socio-économiques, expositions environnementales et états de santé. Dans les villes, les disparités sociales et spatiales se traduisent par des inégalités marquées de santé, mais leur spatialisation repose encore largement sur des données hospitalières ou déclaratives peu résolues. Développer des outils robustes de diagnostic territorialisé constitue donc un enjeu majeur pour la santé publique urbaine. Cette thèse propose de mobiliser les eaux usées comme outil intégrateur de diagnostic de la santé des populations urbaines, en testant l'hypothèse qu'elles permettent d'accéder à des indicateurs pertinents de l'état de santé collectif et de comparer des territoires contrastés. Inscrit dans le projet PEPR WHAOU, le travail repose sur le suivi pendant trois ans de six quartiers parisiens différenciés par leurs profils socio-économiques, leur morphologie urbaine et leurs pressions environnementales. Des échantillons d'eaux usées prélevés à l'exutoire de ces bassins versants seront analysés régulièrement, en considérant la phase dissoute et la fraction particulaire afin de couvrir l'ensemble des compartiments biologiques d'intérêt. Quatre axes analytiques seront développés : la quantification de marqueurs du stress oxydatif comme indicateurs intégrateurs du stress physiologique chronique ; l'analyse de marqueurs hormonaux liés au stress, aux rythmes biologiques et aux fonctions métaboliques ; la détection de marqueurs d'infections sexuellement transmissibles dans une perspective de surveillance territorialisée ; et une approche métagénomique visant à caractériser le microbiote intestinal des populations comme reflet des conditions de vie et de l'état de santé général. Les données seront normalisées à la population contributrice grâce à des marqueurs démographiques et hydrologiques, afin de produire des indicateurs comparables dans l'espace et dans le temps. Leur mise en regard avec les caractéristiques socio-économiques et environnementales des quartiers permettra d'identifier des profils de santé contrastés et d'explorer les relations entre contextes urbains, expositions et états de santé collectifs. L'objectif est de formaliser un cadre méthodologique et conceptuel faisant des eaux usées un outil structurant de diagnostic en santé publique urbaine, capable d'éclairer les politiques de prévention, de surveillance sanitaire et d'aménagement du territoire dans un contexte d'inégalités sociales et environnementales croissantes.
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Wastewater-based epidemiology is an innovative approach that allows the health status of populations to be monitored through the collective and anonymized analysis of human excreta. Initially used to monitor illicit substance use and pathogens, it is now being extended to the characterization of integrative biomarkers such as markers of oxidative stress, hormones, infectious agents, and signatures of the gut microbiota. Wastewater is a unique repository of biological information at the population level, providing access to indicators that are difficult to measure using individual approaches for ethical, logistical, or financial reasons. It thus opens up the possibility of exploring, at a detailed territorial level, the links between urban living conditions, socioeconomic inequalities, environmental exposures, and health status. In cities, social and spatial disparities translate into marked health inequalities, but their spatialization is still largely based on hospital or declarative data that is not very detailed. Developing robust territorialized diagnostic tools is therefore a major challenge for urban public health. This thesis proposes to use wastewater as an integrative tool for diagnosing the health of urban populations, testing the hypothesis that it provides access to relevant indicators of collective health status and allows for comparisons between contrasting territories. Part of the PEPR WHAOU project, the work is based on three years of monitoring six Parisian neighborhoods that differ in terms of their socioeconomic profiles, urban morphology, and environmental pressures. Wastewater samples taken at the outlet of these watersheds will be analyzed regularly, considering the dissolved phase and the particulate fraction in order to cover all biological compartments of interest. Four analytical areas will be developed: the quantification of oxidative stress markers as integrative indicators of chronic physiological stress; analysis of hormonal markers related to stress, biological rhythms, and metabolic functions; detection of markers of sexually transmitted infections with a view to territorialized surveillance; and a metagenomic approach aimed at characterizing the intestinal microbiota of populations as a reflection of living conditions and general health status. The data will be normalized to the contributing population using demographic and hydrological markers in order to produce indicators that are comparable in space and time. Comparing them with the socioeconomic and environmental characteristics of neighborhoods will make it possible to identify contrasting health profiles and explore the relationships between urban contexts, exposures, and collective health status. The objective is to formalize a methodological and conceptual framework that makes wastewater a structuring tool for urban public health diagnosis, capable of informing prevention, health surveillance, and land use planning policies in a context of growing social and environmental inequalities.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Sorbonne Université SIS (Sciences, Ingénierie, Santé)

398 Géosciences, Ressources Naturelles et Environnement

Étudiant(e) de niveau Master 2 ou équivalent en chimie analytique ou microbiologie environnementale Rigueur et goût du travail expérimental (chimie analytique, biologie moléculaire, métagénomique) Intérêt pour l'analyse intégrée de données biologiques et environnementales à grande échelle Compétences ou appétence pour le traitement de grands jeux de données Qualités rédactionnelles et esprit de synthèse
Master's degree student or equivalent in analytical chemistry or environmental microbiology Rigorous and enthusiastic about experimental work (analytical chemistry, molecular biology, metagenomics) Interest in large-scale integrated analysis of biological and environmental data Skills or appetite for processing large data sets Strong writing skills and ability to synthesize information