La théorie du chaos appliquée à l'épidémie de Covid-19

Publié par Adrien le 17/05/2020 à 09:00
Source: CNRS INSU
La plupart des approches communément utilisées en épidémiologie s'appuient sur une connaissance a priori forte. Cependant, dans le contexte d'une épidémie de virus émergent, la connaissance de la maladie et de sa propagation peut être très limitée. Comparer les modèles épidémiologiques classiques à des approches alternatives (Alternatives (titre original : Destiny Three Times) est un roman de Fritz Leiber publié en 1945.) peut alors être très utile.

Dans cette étude, les scientifiques ont utilisé les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) des épidémies de COVID-19 en Chine, au Japon, en Corée du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) et en Italie pour construire, sans hypothèses fortes, des modèles déterministes basés sur la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée...) du chaos. Ces modèles ont ensuite été appliqués à d'autres pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine....) (France, Espagne, Belgique et Royaume-Uni) pour identifier les scénarios les plus probables et en suivre l'évolution de façon opérationnelle, en cours d'épidémie. Malgré la brièveté des séries de mesure disponibles, la possibilité de prévoir, avec une certaine avance, l'évolution de l'épidémie a pu être démontrée pour plusieurs pays (notamment l'Italie, l'Espagne, la France et le Royaume-Uni).


Évolution de la situation épidémiologique du 27 février au 13 mai 2020 (Bulletin GPoM-epidemiologic no 11), en termes de scénarios de références, au Japon (J), en Allemagne (G), en France (F), en Espagne (E), en Iran (Ir), en Italie (I), en Corée du Sud (K), au Royaume-Uni (UK) et aux États-Unis (US).
Neuf scénarios sont considérés, du plus léger (le Japon en première phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) d'épidémie) au plus sévère (l'Italie). La plupart des pays ont connu une évolution rapide. Le Japon a complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de...) dépassé son scénario initial ; sa situation épidémiologique se situant maintenant entre celle de la Corée du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et celle de la province du Hubei. L'Espagne a dépassé la situation de l'Italie pour se stabiliser légèrement au dessus. Le Royaume Uni a également dépassé ce scénario est n'est toujours pas stabilisé. La situation épidémiologique des États-Unis n'est pas encore stabilisée ; son scénario se rapprochant progressivement de celui de l'Italie et pourrait très vraisemblablement le dépasser.

Parmi les résultats, dès le 5 février, un modèle chaotique pour la Chine a été obtenu, qui suggérait que sans mesures de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.), l'épidémie poursuivrait son extension. Le 26 mars, un modèle non-chaotique a été obtenu pour l'Italie, qui permettait de prévoir les étapes de décroissance de l'épidémie en Italie et en France. Enfin, ces travaux ont permis de montrer que l'amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) de l'épidémie était directement liée à la précocité des mesures de contrôle prises pour endiguer l'épidémie.

Ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) a été en partie financé par les programmes Les enveloppes fluides et l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...) (INSU-CNRS), le Programme national de télédétection (La télédétection désigne, dans son acception la plus large, la mesure ou l'acquisition d'informations sur un objet ou un phénomène, par l'intermédiaire d'un instrument de mesure n'ayant...) spatiale (PNTS) et le Défi InFiNiTi (Infiniti est la marque sous laquelle le groupe Nissan commercialise ses voitures haut de gamme aux États-Unis, au Canada, Moyen-Orient, à Taïwan et en Corée du Sud....) (CNRS). La suite directe de ce travail, qui vise à étendre l'analyse aux pays à revenus faibles à intermédiaires, sera financée par Montpellier université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) d'excellence (MUSE).

En savoir plus

Mangiarotti, S., Peyre, M., Zhang, Y., Huc, M., Roger, F., & Kerr, Y. (2020). Chaos theory applied to the outbreak of COVID-19: An ancillary approach to decision making in pandemic context (ConTEXT est un éditeur de texte plein écran et un outil de développement.). Epidemiology and Infection, 148, E95, 1-9. doi:10.1017/S0950268820000990. https://doi.org/10.1017/S0950268820000990

Bulletins de suivi de l'épidémie basés sur l'approche développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme...) dans l'article.
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