Thèse Anticiper l'Implantation Durable de la Dengue à Mexico City Dynamiques Écologiques Adaptations Vectorielles et Points de Bascule Vers l'Endémicité H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé Laboratoire de recherche : MIVEGEC - Maladies Infectieuses et Vecteurs : Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle Direction de la thèse : Audrey ARNAL ORCID 0000000259778816 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59 La dengue est aujourd'hui l'une des arboviroses les plus importantes à l'échelle mondiale et son incidence a fortement augmenté au cours des dernières décennies. Cette expansion est étroitement liée à la mondialisation des échanges, à l'urbanisation rapide et au changement climatique, qui favorisent l'introduction du virus, l'augmentation des densités vectorielles et l'élargissement des zones écologiquement favorables à la transmission. Les dynamiques spatiales de la maladie sont principalement déterminées par l'écologie de ses vecteurs, notamment Aedes aegypti, un moustique fortement adapté aux environnements urbains et capable d'exploiter de nombreux gîtes larvaires artificiels liés aux activités humaines.

Au Mexique, la dengue est endémique dans de nombreuses régions tropicales et subtropicales. Les zones d'altitude élevée, comme Mexico City, ont historiquement été considérées comme marginales pour la transmission en raison de contraintes thermiques limitant la survie du moustique et la réplication virale. Toutefois, le réchauffement climatique et l'intensification des îlots de chaleur urbains modifient progressivement ces contraintes. Les grandes villes génèrent des microclimats capables d'augmenter localement les températures et de prolonger les conditions favorables au maintien des populations vectorielles. Dans ce contexte, Mexico City, située à environ 2 200 mètres d'altitude et abritant plus de 20 millions d'habitants dans son aire métropolitaine, constitue un système socio-écologique particulièrement pertinent pour étudier les conditions susceptibles de conduire à l'implantation durable de la dengue.

L'enjeu scientifique de cette thèse est d'anticiper les trajectoires d'endémisation de la dengue dans ce contexte urbain en transition. Si la présence du vecteur constitue une condition nécessaire à la transmission, elle n'est pas suffisante pour assurer son maintien durable. La question centrale est donc de comprendre si le système urbain de Mexico City se rapproche d'un seuil critique au-delà duquel la transmission pourrait devenir auto-entretenue. En écologie des maladies, ce processus correspond à un changement de régime caractérisé par le franchissement d'un point de bascule où l'interaction entre densité vectorielle, survie saisonnière du moustique, conditions climatiques et contacts vecteur-hôte permet l'établissement stable de la transmission.

Cette thèse vise à développer un cadre prédictif intégré permettant d'identifier les mécanismes écologiques et socio-environnementaux susceptibles de conduire à ce basculement. Elle analysera d'abord les déterminants climatiques et urbains de la présence et du maintien saisonnier d'Aedes aegypti à Mexico City, en intégrant données climatiques fines, structure urbaine et cartographie des îlots de chaleur. Elle examinera ensuite l'influence de l'hétérogénéité socio-spatiale et des pratiques domestiques sur la formation de micro-habitats larvaires et la structuration locale des densités vectorielles. Des expérimentations en conditions contrôlées permettront également d'évaluer la tolérance thermique et la compétence vectorielle des populations locales afin d'explorer l'hypothèse d'une plasticité ou d'une adaptation du moustique aux conditions d'altitude.

Enfin, ces données seront intégrées dans des modèles mécanistes combinant paramètres entomologiques, variables climatiques et caractéristiques socio-urbaines afin d'identifier les seuils critiques de transmission et de simuler différents scénarios prospectifs d'endémisation. Ce travail contribuera à mieux comprendre les dynamiques d'implantation des maladies vectorielles dans les grandes métropoles d'altitude et à développer des outils prédictifs utiles pour orienter les stratégies de surveillance et de prévention. Contexte scientifique

La dengue figure aujourd'hui parmi les arboviroses les plus importantes à l'échelle mondiale et constitue l'une des maladies vectorielles dont l'expansion géographique et l'incidence ont connu une forte progression au cours des dernières décennies. On estime à environ 390 millions le nombre d'infections annuelles, dont près d'un quart seraient symptomatiques, avec une charge sanitaire et socio-économique considérable (Bhatt et al., 2013 ; Stanaway 2016). Depuis 2000, l'incidence rapportée a été multipliée par plus de huit selon l'OMS, reflétant à la fois une expansion réelle et une amélioration des systèmes de surveillance (WHO, 2023 ; WHO 2024).

Cette dynamique est étroitement liée à la mondialisation des échanges, à l'urbanisation rapide (souvent non planifiée) et au changement climatique (Messina et al., 2019 ; Ryan et al., 2019, Rocklöv & Dubrow, 2020). Ces processus favorisent respectivement l'introduction répétée du virus via les mobilités humaines, l'augmentation des densités vectorielles et des contacts vecteur-hôte en milieu urbain, ainsi que l'élargissement des niches climatiques compatibles avec la transmission (Ryan et al., 2019). L'interaction entre croissance démographique urbaine, artificialisation des habitats et variabilité thermique constitue désormais un moteur central de la propagation de la dengue à l'échelle planétaire (Messina et al., 2019).

Les dynamiques spatiales de la maladie sont fortement structurées par l'écologie de ses vecteurs, principalement Aedes aegypti et Aedes albopictus (Kraemer et al., 2015). Aedes aegypti présente une anthropophilie marquée, une forte endophilie et une capacité remarquable à exploiter les micro-environnements domestiques, notamment via l'utilisation de gîtes larvaires artificiels liés au stockage d'eau ou à l'accumulation de déchets (Scott & Takken, 2012 ; Powell & Tabachnick, 2013). Cette plasticité écologique lui confère un avantage adaptatif majeur dans les contextes urbains denses et hétérogènes.

Au Mexique, la dengue est endémique dans de nombreuses régions tropicales et subtropicales, avec des épidémies récurrentes affectant particulièrement les états côtiers et du sud du pays. Les zones d'altitude élevée ont historiquement été considérées comme marginales pour la transmission en raison de contraintes thermiques limitant la survie et la compétence vectorielle. L'altitude constituait ainsi une barrière écologique majeure, principalement via ses effets sur la vitesse de développement larvaire, la survie adulte et la durée d'incubation extrinsèque du virus (Watts et al., 1987 ; Mordecai et al., 2017). Les modèles mécanistes montrent en effet que la transmission dépend d'une relation non linéaire entre température, survie vectorielle et durée d'incubation extrinsèque (Mordecai et al., 2017).

Cependant, les changements climatiques récents et l'intensification des îlots de chaleur urbains modifient ces contraintes. Les mégapoles génèrent des microclimats capables d'augmenter localement les températures de plusieurs degrés par rapport aux zones périphériques (Campbell et al., 2015). Cette hétérogénéité thermique intra-urbaine peut réduire la rigueur hivernale et prolonger la saison de transmission potentielle. Plusieurs villes situées en altitude rapportent désormais la présence stable du vecteur, suggérant une reconfiguration progressive des frontières écologiques de transmission sous l'effet combiné du changement climatique et de l'urbanisation (Ryan et al., 2019, OMS 2023).

Mexico City, située à environ 2 200 mètres d'altitude, constitue à ce titre un laboratoire naturel particulièrement stratégique pour analyser ces dynamiques. Avec près de 9 millions d'habitants et plus de 22 millions dans son aire métropolitaine, la mégapole combine forte densité humaine, connectivité intense avec des régions endémiques du pays, hétérogénéité socio-territoriale marquée et microclimats urbains contrastés. Dans un tel contexte, l'établissement durable de la dengue pourrait avoir des conséquences sanitaires majeures : accélération de la transmission liée à la densité humaine, pression accrue sur les infrastructures de santé, exposition de populations largement immunologiquement naïves et amplification des inégalités socio-spatiales existantes. Bien que la transmission autochtone demeure actuellement limitée, elle est néanmoins déjà apparue à plusieurs reprises. De plus, plusieurs signaux, tels que la présence du vecteur, l'augmentation des températures moyennes, la connectivité croissante, suggèrent que certaines zones urbaines pourraient devenir écologiquement favorables à une implantation stable du moustique et donc à une transmission autochtone efficace de la Dengue. Dans une ville de plus de 20 millions d'habitants, les problèmes de santé publique qui en résulterait pourraient devenir catastrophiques.

Problématique générale

Si la présence du vecteur constitue une condition nécessaire à la transmission de la dengue, elle n'est pas suffisante pour garantir son établissement durable. La question centrale n'est donc pas seulement celle de l'introduction du virus ou de l'expansion géographique d'Aedes aegypti, mais celle du franchissement d'un seuil écologique au-delà duquel la transmission devient auto-entretenue dans le temps.

En écologie de la santé, l'endémisation correspond à une transition de régime : un système initialement caractérisé par des introductions sporadiques peut basculer vers un état stable de transmission locale lorsque certaines combinaisons de paramètres (densité vectorielle, survie inter-saisonnière, durée d'incubation extrinsèque, fréquence de contact vecteur-hôte) atteignent des valeurs critiques. Ces dynamiques sont non-linéaires et peuvent conduire à des points de bascule abrupts, typiques des systèmes complexes (O'Regan & Drake, 2013 ; Mordecai et al., 2017).

Mexico City représente précisément un système potentiellement situé dans une zone de transition. L'altitude a historiquement limité la transmission, mais les transformations climatiques et urbaines pourraient modifier progressivement les conditions de viabilité du système vectoriel. Combiné à une évolution du moustique, la plausibilité de voir apparaître une transmission efficace est donc réelle. La question scientifique devient alors : le système urbain de Mexico City se trouve-t-il encore dans un état sous-critique, ou s'approche-t-il d'un seuil d'instabilité pouvant conduire à l'endémisation de la Dengue ?

Répondre à cette question implique d'identifier les mécanismes susceptibles de déplacer le système vers un nouvel état d'équilibre. Trois dimensions sont particulièrement déterminantes :
1. La variabilité microclimatique intra-urbaine : les îlots de chaleur et la structure morphologique des quartiers peuvent créer des niches thermiques localement favorables au maintien saisonnier du vecteur, indépendamment du climat moyen régional (Campbell et al., 2015).
2. Les capacités d'adaptation du vecteur : des phénomènes de plasticité physiologique ou d'adaptation locale pourraient modifier la tolérance thermique, la survie et potentiellement la compétence vectorielle des populations d'Aedes aegypti en contexte d'altitude (Powell & Tabachnick, 2013).
3. L'hétérogénéité socio-spatiale : les pratiques domestiques, la gestion de l'eau, la densité résidentielle et les inégalités urbaines structurent la distribution des micro-habitats larvaires et modulent la densité vectorielle locale, influençant ainsi la probabilité de transmission.

Ainsi, l'enjeu scientifique de cette thèse n'est pas uniquement descriptif (cartographier la présence du vecteur), mais dynamique : comprendre si et comment l'interaction entre microclimat urbain, adaptation vectorielle et organisation socio-spatiale peut conduire au franchissement d'un seuil critique vers l'endémicité. Mexico City peut dès lors être envisagée comme un système socio-écologique en transition, dont l'évolution dépend de l'équilibre entre contraintes environnementales persistantes et processus d'adaptation biologique et urbaine. L'objectif général de cette thèse est de développer un cadre prédictif intégré permettant d'anticiper les trajectoires d'implantation durable de la dengue à Mexico City et d'identifier les conditions écologiques et socio-environnementales susceptibles de conduire à un point de bascule vers l'endémicité.
Plus spécifiquement, la thèse visera à :
1. Identifier les déterminants climatiques, urbains et socio-spatiaux associés à la présence, à l'abondance et au maintien saisonnier d'Aedes aegypti dans les différents quartiers de Mexico City.
2. Évaluer l'influence des microclimats urbains, notamment des îlots de chaleur, sur la survie, le développement et la dynamique saisonnière des populations larvaires.
3. Analyser le rôle des pratiques domestiques, des micro-habitats larvaires et des inégalités socio-spatiales dans la structuration locale du risque de transmission.
4. Caractériser expérimentalement la compétence vectorielle des populations locales d'Aedes aegypti selon différentes conditions environnementales afin d'examiner l'existence éventuelle d'une plasticité ou d'une adaptation aux conditions d'altitude.
5. Développer des modèles mécanistes intégrant paramètres entomologiques, données climatiques et variables socio-urbaines afin d'identifier des seuils critiques et des scénarios prospectifs d'endémisation. Méthode

Axe 1 - Déterminants climatiques et urbains de la viabilité vectorielle (macro-échelle)
Objectif associé : 1 et 2
Le premier axe vise à identifier les conditions climatiques et urbaines associées à la présence, à l'abondance et au maintien saisonnier d'Aedes aegypti à l'échelle de Mexico City. Il reposera sur l'intégration de données climatiques fines, incluant températures moyennes et extrêmes, humidité et précipitations, combinées à des indicateurs urbains tels que la densité bâtie, la couverture végétale, le degré d'artificialisation et la topologie des quartiers. Une attention particulière sera portée à la cartographie des îlots de chaleur urbains à haute résolution afin d'identifier des microclimats susceptibles de compenser partiellement la contrainte altitudinale. Des modèles statistiques spatio-temporels permettront d'évaluer les relations entre variables environnementales et présence vectorielle, d'identifier des seuils thermiques associés au maintien inter-saisonnier et de détecter des zones sentinelles potentiellement proches d'un seuil critique de transmission.

Axe 2 - Hétérogénéité socio-écologique et structuration locale du risque
Objectif associé : 3
Le deuxième axe analysera la manière dont les pratiques domestiques et l'organisation socio-spatiale modulent la densité vectorielle et la distribution des micro-habitats larvaires. Des campagnes entomologiques saisonnières seront conduites dans des quartiers contrastés en termes de densité humaine, de niveau socio-économique et de morphologie urbaine. La caractérisation fine des gîtes larvaires inclura l'identification des types de contenants, leur stabilité temporelle ainsi que leurs conditions microclimatiques. Des enquêtes socio-comportementales permettront de documenter les pratiques de stockage de l'eau, la gestion des déchets et la perception du risque. L'objectif est de comprendre comment l'interaction entre microclimat urbain et pratiques domestiques structure localement la densité vectorielle et contribue à la formation de noyaux potentiels d'amplification.

Axe 3 - Adaptation vectorielle et tolérance thermique (approche expérimentale)
Objectif associé : 4
Le troisième axe examinera l'hypothèse d'une plasticité écologique ou d'une adaptation locale des populations d'Aedes aegypti présentes à Mexico City. Des colonies issues de différents quartiers seront établies afin de tester expérimentalement la plasticité et/ou l'adaptation évolutive des populations de moustiques locales en fonction des conditions environnementales qui sont attendues dans les prochaines années à Mexico City. Pour cela, des expérimentations en enceintes climatiques permettront d'évaluer la survie larvaire et adulte, la durée de développement, la fécondité et la longévité sous différents régimes thermiques simulant les gradients observés en altitude. Des essais de compétence vectorielle seront alors réalisés dans ces conditions de plasticité et/ou de moustiques ayant évolué afin d'estimer l'influence des conditions environnementales sur le potentiel de transmission de la Dengue dans un avenir proche. Cet axe vise à déterminer si des ajustements physiologiques ou évolutifs modifient la viabilité du système vectoriel dans un environnement historiquement marginal.

Axe 4 - Modélisation mécaniste et identification des seuils critiques
Objectif associé : 5
Le quatrième axe constituera la synthèse du projet en développant des modèles mécanistes intégrant les paramètres entomologiques issus des expérimentations, les données climatiques et microclimatiques ainsi que les variables socio-urbaines. L'objectif est de formaliser la dynamique du système sous la forme de modèles de capacité vectorielle ou de reproduction de base dépendant de la température et de la densité vectorielle. Ces modèles permettront d'identifier les conditions critiques nécessaires au maintien inter-saisonnier de la transmission et de simuler différents scénarios prospectifs incluant le réchauffement climatique, l'intensification des îlots de chaleur ou la croissance urbaine.

Calendrier prévisionnel

La première année sera consacrée à la consolidation du cadre analytique et à la mise en place du dispositif de recherche. Elle inclura l'analyse des bases de données climatiques, environnementales et entomologiques existantes, la cartographie préliminaire des îlots de chaleur urbains et l'identification des quartiers contrastés retenus comme sites d'étude. Des campagnes pilotes permettront d'ajuster les protocoles de terrain, les outils de collecte microclimatique et les instruments d'enquête socio-comportementale. Une revue de la littérature sera également menée pour valoriser le travail bibliographique inhérent au début d'un doctorat et se focalisera sur le basculement de régime épidémiologique pour les systèmes vectoriels impliquant le virus de la Dengue.

La deuxième année constituera le coeur empirique du projet. Elle sera dédiée aux campagnes entomologiques saisonnières répétées afin de capturer la variabilité intra- et inter-saisonnière des populations vectorielles. Les mesures microclimatiques in situ et les enquêtes socio-écologiques seront réalisées simultanément afin d'analyser les interactions entre environnement thermique, pratiques domestiques et dynamique larvaire. Les premières expérimentations en conditions contrôlées seront conduites pour évaluer la tolérance thermique et les paramètres biologiques des populations locales.

La troisième année sera consacrée à l'intégration et à la modélisation des données acquises. Les paramètres entomologiques et microclimatiques seront intégrés dans des modèles mécanistes afin d'identifier des seuils critiques et de simuler différents scénarios prospectifs d'endémisation. Cette phase comprendra la finalisation des derniers articles scientifiques, la valorisation auprès des partenaires institutionnels et la rédaction de la thèse.

Le/la candidat·e devra être titulaire d'un Master en écologie, biologie, santé environnementale, épidémiologie ou dans un domaine connexe. Une formation en écologie des maladies infectieuses, entomologie médicale, modélisation écologique ou épidémiologique sera particulièrement appréciée.

Le projet requiert un fort intérêt pour les approches interdisciplinaires à l'interface entre écologie, santé publique et approche One Health. Une expérience ou une appétence pour le travail de terrain, l'analyse de données environnementales et les approches quantitatives (statistiques ou modélisation) sera un atout.

Le/la candidat·e devra également démontrer de bonnes capacités d'analyse, d'autonomie et de travail en équipe dans un environnement international. Des compétences en programmation et analyse de données (par exemple R ou Python) seront appréciées. La maîtrise de l'anglais scientifique est indispensable ; la connaissance de l'espagnol constituera un avantage pour les activités menées entre la France et le Mexique.