Stochastic modeling of Bovine Respiratory Disease: using mathematical models to rank interventions and control strategies | Modélisation stochastique de syndromes respiratoires bovins : utiliser la modélisation pour comparer des stratégies de contrôle

English. Bovine respiratory diseases (BRD) are complex illnesses involving various factors. They are a major concern in the cattle industry, both economically and in terms of animal health. This thesis proposed using modeling approaches to simulate intervention strategies in a herd affected by BRD. First, we studied the impact of grouping young cattle on the circulation of three pathogens associated with BRD in a feedlot farm with several groups. The results showed that fattening high-risk animals together rather than separately helped reduce the incidence of BRD. Next, we modeled collective treatment strategies and the criteria for triggering them in feedlot farms.We also tested automated early warning methods as a criterion for triggering collective treatments. The simulation results showed the potential of these alerts to reduce the incidence of BRD and the use of antibiotics.Finally, we explored coinfection models and studied the impact of vaccination in a farm where both a virus and a bacterium are circulating. This work allowed us to convert epidemiological outcomes into economic data and to identify a cost-effective vaccination coverage for industry stakeholders.

French. Les maladies respiratoires bovines (BRD) sont des maladies complexes impliquant divers facteurs. Elles constituent une préoccupation majeure dans la filière bovine, tant sur le plan économique que sanitaire. Cette thèse proposait d'utiliser des approches de modélisation afin de simuler des stratégies d'intervention dans un troupeau atteint de BRD. Nous avons d'abord étudié l'impact de la composition des lots de jeunes bovins sur la circulation de trois agents pathogènes associés aux BRD dans une ferme d'engraissement comprenant plusieurs lots. Ces résultats ont permis de montrer qu'engraisser les animaux à haut risque de BRD ensemble plutôt que séparément permettait de réduire l'incidence des BRD. Ensuite, nous avons modélisé des stratégies de traitement collectifs et les critères sur lesquels les déclencher au sein des fermes d'engraissement.Nous avons également testé des méthodes automatisées d'alertes précoces comme critère de déclenchement de traitements collectifs. Les résultats des simulations ont montré le potentiel de ces alertes pour réduire l'incidence des BRD et l'utilisation d'antibiotiques. Finalement, nous avons exploré les modèles de coinfection et étudié l'impact de la vaccination dans une ferme où circulent un virus et une bactérie. Ces travaux ont permis de convertir les sorties épidémiologiques en données économiques et de caractériser une couverture vaccinale rentable pour les acteurs de la filière.