Peste des petits ruminants in Sub-Saharan Africa Africa : modelling and analysis of vaccination strategies in a frame of global public good | Peste des petits ruminant en Afrique subsaharienne : modélisation et analyse des stratégies de vaccination dans un contexte de bien public mondial

English. Peste des petits ruminants is a highly contagious animal disease. Widespread in Africa, the Middle East and Asia, it has a devastating effect on small ruminants. Small ruminants are essential to sustainable livelihood in developping countries, especially in rural communities. In western Africa, the disease incidence is higher because of the difficulty to control animals movements (transhumance, illegal trade, conflicted areas, etc.) and to settle adapted sanitary actions.A global strategy for the progressive control and the eradication of the disease has been developed by the OIE and FAO. It is based on mass vaccination, with vaccination protocols defined on empirical basis.After a vaccination campaign, the population dynamics is responsible for herd renewal, the proportion of protected individuals (post-vaccinal immunity rate) in the population is decreasing over time (entries of non-vaccinated animals and exits of vaccinated ones). The immunity rate decrease allows to assess to the efficiency of employed vaccination strategies in term of immunity coverage. From a given threshold, the immunity rate can stop the viral transmission. The population renewal has to be estimated carrefully because it varies from one farming system to another. The work described in this manuscript provides an optimization tool of vaccination strategy, supporting decision markers in the formulation of vaccination protocole achiving the best possible immunization coverage in a given socio-economical context.Using the demographic matrix model theory, we developed a seasonal model predicting the immunity rate dynamics in traditional small ruminants livestock of Western African during a vaccination program. We used this model to evaluate different vaccination protocols proposed for Sahelian arid and semi-arid areas, and Soudano-guinean sub-humid and humid areas. Model parameters were estimated from the available data and an exhaustive review of literature.Synthesising indicators of the protocoles efficiency were computed (length of protective immunity, average immunity rate, etc.) and compared.The work described in the manuscript broadly confirmed the protocols proposed by the OIE and FAO. Additionally, this work provides details for the various scenarios. Very high vaccination coverage (>80%) should be reached to protect the population during the whole program. In the Sahelian zone, herds should be vaccinated at the earliest possible from September to optimize the scope of vaccination. We also show that the males offtake increase due to Tabaski and the initial epidemiological situation poorly influences the immunity rate dynamics.Our tool is generic. I can be applied to any infectious disease which has a vaccine providing a lifelong immunity and for which the population dynamics is known. Nevertheless, it could be improved by implementing spatial analysis and disease dynamics.

French. La peste des petits ruminants est une maladie infectieuse animale très contagieuse. Largement répandue en Afrique, au Moyen Orient, et en Asie, elle fait des ravages dans les élevages ovins et caprins. Les petits ruminants représentent une ressource nutritionnelle et économique essentielle dans les pays en développement, notamment pour les communautés rurales les plus pauvres. En Afrique sub-saharienne, l'impact de la maladie est d'autant plus élevé que les mouvements des animaux sont compliqués à contrôler (transhumance, commerce illégal, zones de conflits, etc.) et les contrôles sanitaires difficiles à organiser. Une coalition internationale a décidé de prendre en main le contrôle de cette maladie ravageuse en élaborant avec l'OIE et la FAO une stratégie mondiale de contrôle progressif et d'éradication de la maladie.La stratégie est basée sur la vaccination de masse mais les protocoles de vaccination ont principalement été élaborés sur des bases empiriques. Après une campagne de vaccination, la dynamique démographique entraînant le renouvellement du cheptel, la proportion d'individus immunisés au sein de la population (taux d'immunité) est amenée à diminuer au cours du temps (entrées d'animaux non vaccinés, e.g. les naissances, et sorties d'animaux vaccinés, e.g. les ventes). La décroissance du taux d'immunité permet d'évaluer l'efficacité de la vaccination à moyen terme. Si le taux d'immunité est assez élevé, le virus n'a plus d'hôte pour se propager. Le renouvellement du cheptel est délicat à estimer et varie d'un système d'élevage à l'autre. Ce manuscrit présente une méthode d'optimisation des protocoles de vaccination pour obtenir la meilleure couverture immunitaire possible.Un modèle dynamique de prédiction du taux d'immunité dans des élevages de petits ruminants d'Afrique sub-saharienne au cours d'un programme de vaccination pluri-annuel a été développé en utilisant la théorie des modèles démographiques matriciels. Cet outil a été utilisé pour évaluer différents protocoles proposés pour les zones sahéliennes arides / semi-arides et les zones sub-humides / humides. Les paramètres des modèles ont été estimés à partir des données disponibles et d'une revue exhaustive de la littérature.Des indicateurs synthétiques de l'efficacité des protocoles ont été calculés (persistance du niveau protecteur, taux d'immunité moyen, etc.), puis comparés.L'étude a confirmé la pertinence des protocoles proposés par l'OIE et la FAO, apportant des précisions pour les divers scénarios. Les couvertures vaccinales atteintes doivent être très élevées (>80%) pour permettre la protection d'un troupeau pendant toute la durée du programme. En zone sahélienne, les troupeaux doivent être vaccinés au plus tôt après la saison des pluies pour optimiser la portée de la vaccination. L'étude révèle aussi que le pic d'exploitation des mâles, dû à la Tabaski, et la situation épidémiologique initiale du troupeau influent peu sur la dynamique du taux d'immunité.L'outil développé au cours de cette thèse peut être utilisé pour toute maladie infectieuse pour laquelle on dispose d'un vaccin efficace à long terme et toute population domestique dont on connaît la dynamique. Il pourrait cependant être amélioré par l'intégration de la dynamique de la maladie et de la répartition spatiale des élevages sous forme de méta-communauté.