Etude de la composition physico-chimique, des sources émettrices et des effets sur la santé humaine des aérosols atmosphériques en zones rurales et urbaines en Afrique tropicale

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre du programme INDAAF (International Network to study Deposition and Atmospheric chemistry in AFrica). Il a pour objectif d'étudier la physico-chimie des aérosols atmosphériques prélevés sur deux sites ruraux africains peu perturbés et représentatifs des écosystèmes de forêt (site de Nsimi au Cameroun) et de savane humide (site de Djougou au Bénin). Les aérosols prélevés hebdomadairement dans les fractions PM2,5 et PM10 à Nsimi de 2004 à 2009 et à Djougou de 2005 à 2009 ont été analysées, afin de caractériser les variations saisonnières des concentrations des différentes espèces chimiques et d'identifier leurs sources majeures en fonction des saisons. Les résultats obtenus ont permis (1) de mettre en évidence l'impact des paramètres climatiques sur les niveaux de concentration des espèces chimiques, la saison sèche présentant en général les plus importants, (2) d'identifier les sources combustion de biomasse et de biocombustible, terrigène, biogénique et secondaire comme présentes en saison sèche et les sources biogénique, feux domestiques et phénomène de guttation en saison humide, (3) de montrer l'impact de l'écosystème et de la situation géographique sur les émissions des aérosols : la source biogénique et la guttation sont plus importantes en forêt tandis que la source terrigène est plus importante en savane humide. Le second volet de cette thèse s'inscrit dans le cadre du programme POLCA (POLlution des Capitales Africaines). Le but était de caractériser la pollution particulaire à Yaoundé, capitale du Cameroun, et d'étudier son impact toxicologique sur la santé. Ce travail a permis de caractériser à l'échelle saisonnière la chimie de l'aérosol prélevé mensuellement de décembre 2012 à juillet 2013 et d'en déterminer les sources. Ensuite, divers tests de réponses biologiques des cellules épithéliales humaines exposées à ces aérosols ont permis de déterminer leur toxicité dans l'organisme humain en fonction des espèces chimiques les composant. Les résultats obtenus ont montré (1) l'impact de la taille et du nombre des particules de Yaoundé sur la toxicité : les plus fines induisant une plus forte expression de la réponse pro-inflammatoire des cytokines et des enzymes anti-oxydantes, (2) l'impact de la composition chimique sur cette toxicité : les aérosols riches en matières organiques particulaires induisant fortement l'expression des gènes du métabolisme des xénobiotiques, en particulier le CYP1A1. This thesis w