Une
équipe de chercheurs a réalisé un modèle sur la prévision des épidémies
avec le rôle du transport aérien. Une équipe internationale composée de
chercheurs du CNRS, du CEA, de l'Université Paris Sud et de l'Indiana
University (1) a réalisé une étude sur le rôle du transport aérien sur
l'évolution et la propagation de potentielles épidémies. Ces travaux
montrent qu'il est possible de mieux comprendre la propagation
d'épidémies au niveau mondial par l'application de modèles
mathématiques incluant la grande complexité du réseau de transport
sous-jacent
Cette étude montre notamment qu'il est possible
de mieux comprendre cette propagation au niveau mondial par
l'application de modèles mathématiques qui incluent la grande
complexité du réseau de transport. En particulier, cette étude permet
pour la première fois de caractériser quantitativement la fiabilité des
prédictions de scénarios épidémiques. Ce résultat était publié dans le
numéro du PNAS du 3 février 2006.
Transport aérien des épidémies
À
partir d'une banque de données fournie par la IATA (International Air
Transport Association) composée des flux de passagers entre les
différents aéroports de la planète et de données de population des
zones desservies, les chercheurs de l'équipe ont développé un modèle
stochastique (2) de propagation d'épidémies autour du globe. Grâce à ce
modèle, ils ont pu étudier le rôle des propriétés du réseau de
transport aérien (3) sur l'hétérogénéité et la prévisibilité de la
propagation d'une épidémie au niveau mondial, en proposant des outils
mathématiques adéquats pour les quantifier.
En comparant le
processus de propagation sur le réseau de transport aérien avec une
propagation sur d'autres types de réseaux, ils ont démontré que la
complexité et l'hétérogénéité du réseau de transport aérien sont
responsables de la forte hétérogénéité de la propagation d'une épidémie
au niveau mondial. Ils ont aussi pu démontrer que deux types
d'hétérogénéités présentes dans le réseau de transport aérien ont des
effets opposés : d'une part, l'hétérogénéité de taille et de nombre de
connexions des aéroports conduit à l'existence de nœuds ayant un grand
nombre de connexions le long desquelles l'épidémie peut se propager, ce
qui diminue la prévisibilité ; d'autre part, la forte hétérogénéité des
flux de passagers implique l'existence de canaux de transmissions
préférentiels, ce qui au contraire renforce la prévisibilité. Ceci
implique d'une part qu'il est possible de caractériser les canaux
préférentiels par lesquels se propage une épidémie, et d'autre part
qu'on peut quantifier et comprendre l'exactitude et la précision des
prédictions des modèles stochastiques communément utilisés en
épidémiologie.
Ce dernier point est en effet très important
car on ne dispose évidemment jamais de toute l'information concernant
les mouvements des individus et leurs interactions. Il est donc
nécessaire de recourir à des méthodes probabilistes et caractériser la
fiabilité des prédictions est crucial.
Ces travaux montrent
qu'il est possible de mieux comprendre la propagation d'épidémies au
niveau mondial par l'application de modèles mathématiques incluant la
grande complexité du réseau de transport sous-jacent. Bien sûr, afin
d'obtenir des prédictions réalistes, de nombreux détails doivent être
ajoutés au modèle stochastique de propagation d'épidémies, comme par
exemple des effets de variation saisonnière ou de conditions
différentes d'hygiène dans les différents pays. Cette étude ouvre donc
la voie en montrant la possibilité d'obtenir des mesures quantitatives
de la prévisibilité des processus épidémiques, afin par exemple
d'obtenir des intervalles de confiance dans la prédiction d'épidémies
et l'analyse de risques ou de stratégies de réaction.
Le
Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de
recherche fondamentale (Etablissement public à caractère scientifique
et technologique, placé sous la tutelle du Ministre chargé de la
Recherche). Il produit du savoir et met ce savoir au service de la
société. Fort de 26.000 personnes (dont 11.600 chercheurs et 14.400
ingénieurs, techniciens et administratifs), avec un budget qui s'élève
à 2.214 millions d'euros HT pour l'année 2004, et une implantation sur
l'ensemble du territoire national, le CNRS exerce son activité dans
tous les champs de la connaissance, en s'appuyant sur 1.260 unités de
recherche et de service. Le CNRS est présent dans toutes les
disciplines majeures regroupées au sein de six départements
scientifiques (dont deux sont transverses : Mathématiques,
informatique, physique, planètes et univers (MIPPU) ;
Chimie ; Vivant ; Homme et société ; Environnement et
développement durable (EDD) ;Ingénierie) et de deux instituts
nationaux (Institut national de physique nucléaire et de physique des
particules (IN2P3), Institut national des sciences de l'univers
(INSU)).
Le CNRS développe, de façon privilégiée, des
collaborations entre spécialistes de différentes disciplines, et tout
particulièrement avec l'université, ouvrant ainsi de nouveaux champs
d'investigations qui permettent de répondre aux besoins de l'économie
et de la société. Des actions interdisciplinaires de recherche sont
notamment menées dans les domaines suivants : «Le Vivant et ses enjeux
sociaux», «Information, communication et connaissance», «Environnement,
énergie et développement durable», «Nanosciences, nanotechnologies,
matériaux», «Astroparticules : des particules à l'Univers».
Notes :
- (1)
Vittoria Colizza (Indiana University, USA), Alain Barrat (CNRS et
Université Paris-Sud), Marc Barthélemy (CEA et Indiana University,
USA), et Alessandro Vespignani (CNRS et Indiana University).
- (2) Qui comporte une variable aléatoire.
- (3) Aéroports et connexions entre les aéroports.
Références
: Vittoria Colizza, Alain Barrat, Marc Barthélemy, and Alessandro
Vespignani « The role of the airline transportation network in the
prediction and predictability of global epidemics », PNAS published
February 3, 2006, 10.1073/pnas.0510525103 (Applied Physical Sciences)
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