UNIVERSITE NATIONALE DU VIETNAM, HANOI INSTITUT FRANCOPHONE INTERNATIONAL PHILIPPON DAMIEN RÉALISATION D’UN MODÈLE ÉPIDÉMIOLOGIQUE AVEC PRISE EN COMPTE DES POLITIQUES DE SANTÉ ENTRE DIFFÉRENTS PAYS THIẾT LẬP MỘT MÔ HÌNH DỊCH BỆNH CÓ TÍNH ĐẾN CHÍNH SÁCH Y TẾ GIỮA CÁC NƯỚC KHÁC NHAU MEMOIRE DE FIN D’ETUDES DU MASTER INFORMATIQUE HANOI – 2015 ATTESTATION SUR L’HONNEUR J’atteste sur l’honneur que ce mémoire a été réalisé par moi-même et que les données et les résultats qui y sont présentés sont exacts et n’ont jamais été publiés ailleurs La source des informations citées dans ce mémoire a été bien précisée LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Các thông tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Signature de l’étudiant PHILIPPON Damien Sommaire Remerciements ii Résumé iv Abstract v Table des figures vi Liste des tableaux Introduction Générale Etat de l’Art 1.1 Épidémiologie de la dengue 1.2 Le Corridor économique Est-Ouest 1.3 Politiques de Contrôle 1.4 Introduction la Modélisation 1.5 Représentation de l’épidemiologie de la Dengue 1.5.1 Les modèles mathématiques déterministes 1.5.2 Les modèles automates cellulaires 1.6 Les modèles base d’agents 1.7 Conclusion 5 10 10 11 12 15 17 Outils et Données 19 2.1 Outils Matériels et Logiciels 19 2.2 Données Utilisées 20 Modèle Epidémiologique 24 3.1 Protocole ODD 24 3.2 Expérimentations 32 4 Modèle de Mobilité 36 4.1 Protocole ODD 36 4.2 Expérimentations 43 Modèle avec Politique 5.1 Protocole ODD 5.2 Expérimentations 5.2.1 Expérimentations avant Intégration 5.2.2 Expérimentations après Intégration 45 45 54 54 62 Conclusion 67 6.1 Perspectives et Améliorations possibles 67 6.2 Conclusion 67 Bibliographie 69 Annexes 72 i Remerciements Je tiens remercier Alexis Drogoul de m’avoir fait l’honneur d’être l’encadrant de mon stage Je lui dois énormément que ce soit autant professionnellement qu’humainement Il m’a permis de bénéficier d’échanges intellectuels tout comme culturels dont je lui serai toujours reconnaissant, et m’a donné cet intérêt que je possède désormais pour la modélisation Je sais que son temps lui est précieux de par les fonctions qu’il occupe et le remercie de m’en avoir consacré moi, ce simple stagiaire Je voudrais aussi remercier Marc Choisy d’avoir eu le temps de répondre ces pluies de questions que j’abattais sur lui dans le but de comprendre l’épidémiologie, qui m’était aussi connue que le cycle de vie de la belette pygmée avant de le rencontrer Je pense pouvoir dire que nos discussions m’ont réellement passionnées tout en me donnant un avant-goût de la pluridisciplinarité possible avec la modélisation Le rencontrer aura clairement changé ma vision des épidémiologistes Je voudrais aussi remercier Benoît Gaudou, Nicolas Marilleau et Truong Chi Quang pour m’avoir supporté durant ces dix jours aux Journées de Tam Dao Je sais que ces excés de café ne me rendait pas tenable mais ils étaient plus que bienvenus Je n’oublierais jamais ces soirées finaliser le modéle dans ce café que je connais finalement plus que Da Nang Ces échanges m’auront apporté plus de bien que vous ne le pensez J’aimerais continuer en remerciant l’équipe du laboratoire ICTLab pour m’avoir accueilli bras ouverts, Rémy Mullot pour m’avoir permis de réaliser cette année de Master l’IFI qui aura changé ma vie, Ho Tuong Vinh pour ses cours et sa présence pour nous avoir aidé quand nous sommes fraîchement arrivés dans ce pays totalement inconnu et dont je suis admiratif maintenant, ii Pierre Antoine Pinon pour avoir été celui qui m’aura supporté durant mois de collocation, et l’IFI dans sa globalité, pour m’avoir permis de bénéficier dún enseignement déxcellence Pour finir par une touche plus personnelle, je souhaiterais remercier ma famille qui, malgrè la distance, a su me supporter lors de nos conversations Skype et simuler un intêret similaire au mien lorsque je leur exposais mon travail et leur présentait ce modèle Et toi Chanthala, qui, bien que petite par la taille, auras montré une grande force d’esprit en me supportant durant ce stage et en m’aidant lors des difficultés que je rencontrais iii Résumé La compréhension de certains phénomènes, dits complexes, a toujours été difficile pour l’homme, soit par manque de données ou d’informations, soit par manque d’outils permettant d’appréhender leur complexité Un de ces outils, qui monte en puissance depuis ces dernières années, est la modélisation àă base d’agents Cette approche de modélisation informatique permet de représenter les phénomènes comme conséquences d’interactions entre entités élémentaires - les agents - au sein d’un environnement commun L’une des sciences qui bénéficie le plus de cette approche est l’épidémiologie Dans le cadre de notre stage, nous nous sommes intéressés àă mise en place d’une coordination des politiques de santé publique entre plusieurs pays traversés par un corridor terrestre (un axe routier entre le Vietnam, le Laos, la Thaïlande et le Myanmar) afin de prévenir la diffusion de la dengue le long de ce corridor Nous avons donc proposé une approche faisant un lien entre la dengue, le climat, la mobilité le long du corridor et les politiques de contrôle des différents pays qu’il traverse, en suivant une démarche de conception consistant àă décomposer ces différents éléments en sous-modèles, ensuite couplés pour ne faire qu’un seul modèle intégré.Les résultats des simulations de ce modèle intégré sont intéressants dans le sens où nous avons pu montrer que la mise en place de politiques de contrôle synchronisées diminue fortement la propagation de la maladie, alors que celle-ci devrait être amplifiée par l’augmentation de la mobilité des individus (elle-même conséquence de l’ouverture économique entre pays de l’ASEAN) Ce modèle, grâce àă ses résultats, a pu être utilisé comme support àă une formation d’une semaine dans le cadre d’une Ecole d’Eté destinée aux chercheurs en sciences sociales (JTD, àă Da Nang) Mots clés : Modélisation multi-agents, Modèle épidémiologique, Système d’Informations Géographiques, Lutte antivectorielle iv Abstract The understanding of some phenomenas, said complex, has always been difficult for Mens, whether because of missing data or information, either by lack of tools allowing to get to their complexity One of these tools, becoming more and more powerful, is agent based modelling This approach of computing modelling allows to represent phenomenas as results of interactions between elementary entities - agents - inside an common environment One of the sciences benefiting most from this approach is epidemiology In the context of our internship, we have looked at the set up of a coordination of health policies between countries crossed by an onshore corridor ( a road between Vietnam, Laos, Thailand and Myanmar) to prevent dengue fever diffusion inside this corridor We proposed an approach linking dengue fever, climate, mobility inside the corridor and health policies of the different countries, following a design methodology to decompose these different entities inside sub-models, then linked to make one integrated-model The results of the simulations of this integrated model are interesting in terms of showing that synchronised health policies strongly decrease the spread of the disease, while this one should be amplified by the increasing mobility of individuals (coming from the economic opening of ASEAN countries) This model, thanks to its results, have been used as training support for one week in the context of a summer school for researchers in social sciences (Tam Dao Days in Da Nang) Keywords : Agent based model, Epidemiological model, Geographical Information System, Health Policy v Table des figures 1.1 Cycle de vie du moustique Aedes Aegypti 1.2 Zone de probabilité d’apparition de la dengue : Aujourd’hui en haut, estimation pour 2085 en bas 1.3 Corridor économique EWEC 1.4 Corrélation entre la hausse des échanges et le nombre de cas de Dengue 1.5 Liste des politiques de santé contre la dengue 1.6 Déroulement typique d’un modèle SEIR 1.7 Modèle de Newton EA 1.8 Automate cellulaire du Jeu de la Vie, par J.H.Conway 1.9 Modèle utilisant un automate cellulaire de L.C Castro Medeiros 1.10 Modèle utilisant un automate cellulaire de Enduri et Jolad : en haut la couche humain, en bas la couche vecteur 1.11 Les différentes étapes du modèle de C.Isidoro 1.12 La diminution significative entre la population de larves I des villages d’interventions et la population C des villages sans interventions au voisinage 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 8 11 12 13 14 15 16 17 Représentation de la fonction d’émergence des moustiques Diagramme de Classe UML du modèle épidémiologique Tableau des paramètres épidemiologiques Sorties du modèle Épidémiologique l’intialisation Sorties du modèle Épidémiologique sans changement de paramètres 3.6 Sorties du modèle Épidémiologique avec Villes 33 35 4.1 Diagramme de Classe UML du modèle de mobilité 4.2 Sorties du modèle de mobilité l’initialisation 37 41 vi 26 27 31 32