Quand les eaux usées deviennent un outil de santé publique

Derrière ces deux expressions souvent confondues se cachent des réalités distinctes. « La santé globale, explique Vincent Maréchal, c’est avant tout une approche politique et internationale de la santé. Elle vise à intégrer tous les paramètres – sanitaires, environnementaux, économiques ou sociaux – qui influencent la santé des populations à l’échelle planétaire. » Autrement dit, elle traite des enjeux qui dépassent les frontières d’un État et nécessitent une coordination mondiale.

La notion de santé unique, « One Health », elle, vient du monde de l’infectiologie. Elle s’est imposée avec la reconnaissance des maladies émergentes, ces pathologies provoquées soit par de nouveaux agents infectieux, soit par des pathogènes connus apparaissant dans de nouveaux territoires. Les études le confirment : 70 % de ces maladies émergentes proviennent du monde sauvage. De nombreux virus circulent d’abord chez les animaux – souvent des espèces sauvages – avant de franchir la barrière d’espèce. « Pour comprendre les maladies humaines, il faut donc étudier ce qui se passe chez les animaux et, plus largement, dans l’environnement : qu’il s’agisse de celui de l’homme, de l’animal ou des écosystèmes dans leur ensemble », résume le chercheur. Depuis près de trente ans, cette approche intégrée est au cœur des travaux en infectiologie. 

C’est précisément la vision que défend Vincent Maréchal avec le GIS OBEPINE, né pendant la pandémie de Covid-19. « Nous étudions l’environnement à travers différents types d’échantillons – eaux usées, eaux de surface, effluents d’élevages – pour mieux comprendre les maladies humaines, notamment celles d’origine animale. » L’idée est simple : les virus, bactéries ou résidus chimiques excrétés par les humains finissent dans les réseaux d’assainissement. En les analysant, on peut cartographier la santé d’une population sans avoir à tester individuellement chaque personne.

Après le SARS-CoV-2, la méthode a été étendue à d’autres infections respiratoires : grippes A et B, virus respiratoire syncytial (VRS) ou encore rougeole en Guinée. Ces données permettent de quantifier la circulation des virus et de construire des courbes épidémiques en temps réel. L’approche s’applique désormais à d’autres domaines. « Notre équipe s’est intéressée à un autre champ : celui des infections sexuellement transmissibles. Nous avons déjà lancé des travaux sur les gonocoques, les chlamydias et, surtout, sur les papillomavirus humains (HPV), qui représentent un enjeu majeur de santé publique. » 

Dans l’équipe, une doctorante a montré qu’il est possible, à l’échelle d’une grande station d’épuration, de repérer non seulement la présence du virus, mais aussi d’en identifier les différents types, notamment ceux impliqués dans des cancers du col de l’utérus ou de la sphère ORL. Un projet pilote est en préparation sur le campus Pierre et Marie Curie : prélèvements, campagne d’information auprès des étudiants, et enquête sociologique pour comprendre la perception du risque. L’enjeu est double : évaluer la couverture vaccinale et détecter d’éventuels types viraux non inclus dans le vaccin actuel, qui protège contre neuf génotypes, dont sept à haut risque oncogène. « Nous voulons obtenir une image dynamique de la circulation des papillomavius, explique le chercheur. Suivre leur évolution dans le temps, mesurer l’effet des campagnes de vaccination, et, à terme, orienter la prévention. »

L’équipe surveille également la dengue, le zika ou le chikungunya, maladies transmises par les moustiques. La France métropolitaine n’est pas encore en situation épidémique, mais la menace est réelle. En Guyane et aux Antilles, la dengue circule de manière cyclique et massive. Des collaborations sont en cours avec l’Institut Pasteur de Guyane et le Brésil, via la Fondation Oswaldo-Cruz, pour renforcer la détection dans les eaux usées.

Autre sujet d’attention : la grippe aviaire, dont la circulation s’intensifie depuis un an et demi. Aux États-Unis, le virus a franchi un nouveau cap en passant des oiseaux aux bovins, avant d’être détecté dans le lait et chez l’Homme. « Les chercheurs américains ont démontré que la détection du virus dans les eaux usées fonctionnait très bien et ont mis en place un plan national de surveillance environnementale », affirme Vincent Maréchal. En France, les équipes du programme OBEPINE+ travaillent avec la Direction générale de la santé et des vétérinaires pour anticiper une éventuelle circulation de la grippe aviaire, en analysant à la fois les eaux usées et les effluents d’élevages. L’objectif est d’élaborer un plan national de prévention et de surveillance fondé sur ces données.

Dans les villes aussi, l’approche One Health prend tout son sens. À Paris, où l’on estime trois rats pour un habitant, ces rongeurs constituent de véritables réservoirs de virus. Le programme OBEPINE+ a lancé un projet pour rechercher les virus excrétés par les rats, notamment les Hantavirus, redoutables mais peu surveillés. Capturer les animaux étant difficile, les chercheurs s’appuient sur l’analyse des eaux usées pour détecter les traces virales. Leur objectif : cartographier la circulation de ces pathogènes, estimer la taille des populations de rats en quantifiant leur ADN dans les égouts, et alerter les autorités sanitaires en cas de signaux forts. « C’est un exemple parfait d’approche One Health, qui relie la santé humaine, animale et environnementale », souligne Vincent Maréchal.

L’épidémiologie des eaux usées ne s’arrête pas aux frontières françaises. Le projet Atlantes, soutenu par l’Agence française de développement, l’Institut Pasteur et Sorbonne Université, déploie cette approche en Tunisie, au Maroc et en Guinée. L’objectif est de former les équipes locales à l’épidémiologie des eaux usées et de développer des outils simples pour surveiller l’état de santé des populations.  En Guinée, la méthode a permis de repérer une épidémie de rougeole avant la détection des premiers cas humains. A l’Institut Pasteur de Guyane – membre de la plateforme OBEPINE+ -, cette stratégie a conduit à l’identification d’un virus dérivé du vaccin oral contre la poliomyélite, cas rare, mais signalé par l’OMS.

Autant de preuves que les eaux usées constituent un capteur sanitaire global, capable d’anticiper les émergences.

L’idée d’observer la santé par les égouts n’est pas nouvelle : dès les années 1940, les chercheurs traquaient déjà le virus de la poliomyélite dans les eaux usées. Les chimistes l’utilisent depuis pour évaluer la consommation de drogues dans les grandes villes.

Mais la crise du Covid-19 a agi comme un accélérateur. Les progrès en biologie moléculaire et en modélisation permettent désormais de produire des données fiables, transformant cette approche en véritable outil d’aide à la décision publique.

Grâce au programme OBEPINE+, les chercheurs travaillent aujourd’hui main dans la main avec la Direction générale de la santé. « Si un virus censé ne pas circuler en France apparaît dans les eaux usées, c’est une première alerte qui peut engager les autorités sanitaires à renforcer la surveillance » explique Vincent Maréchal. Le suivi de son évolution permet d’ajuster la réponse. Avantage majeur : la méthode est beaucoup moins coûteuse qu’un dépistage individuel massif. Un projet commun, baptisé SISP&Eau, vise à agréger les données issues des eaux usées, de la médecine de ville et de la surveillance clinique, afin d’obtenir un signal sanitaire plus précoce. De quoi renforcer les politiques de prévention, par exemple contre la grippe.

Par ailleurs, la plateforme OBEPINE+ a créé une aquathèque, une biobanque environnementale où sont stockés les échantillons d’eaux usées, à l’image de celles du domaine médical. Cette « mémoire biologique des territoires » permettra de réaliser des analyses rétrospectives, de tester de nouveaux pathogènes et d’améliorer les outils de détection. 

Au-delà des virus, les chercheurs s’intéressent aussi à ce que les eaux usées peuvent révéler de nos expositions quotidiennes. C’est le champ de l’exposome, que développe Thomas Thiebault du laboratoire METIS (Sorbonne Université, CNRS, EPHE), également membre de la plateforme OBEPINE+. En combinant données microbiologiques et chimiques, les équipes espèrent suivre l’évaluation globale de l’exposition des populations aux polluants et évaluer la prise de médicaments. « Grâce à ces analyses, on peut déduire ce que les gens consomment, ce à quoi ils sont exposés : médicaments, polluants, pathogènes… C’est une photographie élargie de l’état de santé collectif, qui peut ensuite être croisée avec des données sociologiques, pour vérifier si ce que nous observons dans les eaux usées correspond à ce que les chercheurs en sciences sociales constatent sur le terrain. »

Cette cartographie fine des expositions environnementales a un coût bien inférieur à celui d’enquêtes individuelles (prises de sang, analyses capillaires, etc.). Et si ces méthodes ne remplacent pas les études cliniques, elles permettent de cibler des zones ou des populations à risque et de préparer le terrain à des actions de santé publique. « Si, par exemple, on détecte dans un quartier une forte consommation d’antidépresseurs, cela soulève des questions sur l’état psychologique et social de la population concernée, et peut inciter à des politiques de prévention, explique Vincent Maréchal. On dépasse ici le cadre strict du One Health pour entrer dans celui de la santé globale : produire des photographies multiparamétriques de la santé des populations et les mettre à disposition des décideurs publics ou leur proposer pour des investigations plus ciblées ». Une démarche qui ouvre la voie à une santé véritablement intégrée et préventive.

Justine Mathieu