Prédire la propagation du choléra pour mieux la combattre

Le passage de l’ouragan Matthew le 4 octobre 2016 a dévasté le sud-ouest d’Haïti. En pleine saison des pluies, cette catastrophe naturelle a déclenché une flambée de choléra, contribuant un peu plus à la situation de chaos dans le pays.

Contactés par l’ONG Médecins sans frontières (MSF), des chercheurs de l’EPFL s’efforcent depuis la mi-octobre à prédire en temps réel le nombre de nouveaux cas de choléra. Leur but? Aider les acteurs sur le terrain à prendre les bonnes décisions au bon moment. C’est la première fois que l’ONG et l’EPFL mettent en place une telle collaboration dans une situation d’épidémie.

La méthode mise en œuvre est basée sur un modèle mathématique développé à l’EPFL depuis 2010. Les chercheurs l’ont adapté pour produire des prévisions en temps réel. Le modèle permet d’intégrer un grand nombre de données en lien avec la propagation du choléra. Les derniers cas recensés, les mouvements de personnes et la prévision des pluies en constituent les principales.

«Lors du passage de l’ouragan Matthew, MSF a souhaité avoir accès au modèle développé par l’EPFL car c'est une référence dans le domaine. Nous avions connaissance de ces travaux et avons proposé aux chercheurs de travailler directement sur l’épidémie en cours», explique Anton Camacho, spécialiste en modélisation des maladies infectieuses à Epicentre, le satellite de la recherche en épidémiologie de l’ONG.

L’expérience est alors menée par deux chercheurs du Laboratoire d’écohydrologie (ECHO) de l’EPFL, Flavio Finger, doctorant en environnement et spécialiste de la modélisation des épidémies de choléra, et Damiano Pasetto, mathématicien en post-doctorat, spécialiste de la prédiction en temps réel. Les chercheurs traduisent leurs prédictions en scénarios de propagation de l’épidémie, optimistes et pessimistes. Ces données sont récoltées par Anton Camacho à Epicentre et intégrées dans des rapports mis à disposition des spécialistes chargés de contenir l'épidémie sur place.

Des données objectives et apolitiques

Concrètement, les scénarios des chercheurs représentent un élément scientifique qui s’ajoute à d’autres informations récoltées sur le terrain. Leurs prédictions ont par exemple permis de conforter la décision d’effectuer une campagne de vaccination dans les départements du sud d’Haïti au mois de novembre: «Lorsque l’Organisation mondiale de la santé délivre un million de vaccins, comme ce fut le cas cet automne pendant la saison des pluies, les données des chercheurs, objectives et apolitiques, sont des éléments importants pour nous. Leur modèle s’adapte tout le temps, il nous permet donc de tenir compte des vaccinations en cours, de prédire les tendances de l’épidémie et de planifier les futures campagnes de vaccination», précise Anton Camacho. «Nos prédictions comportent une marge d’erreur qu’il est de notre responsabilité de toujours souligner. Les prévisions des pluies générées par la NASA sont précises à court-terme mais se détériorent sur des périodes plus longues. Et la mobilité des habitants peut être imprévisible et complexe lors de l’explosion d’une épidémie», souligne Flavio Finger.

Ce dernier avait déjà participé au développement du modèle en 2013 sur le cas d’Haïti et ce printemps, sur le Sénégal (voir articles en lien). Il s’agissait toutefois dans les deux cas d’expériences rétrospectives classiques, effectuées après les vagues épidémiques de choléra. Leur but était alors d’en comprendre la propagation et d’affiner le modèle existant. Dans l’application récente, les compétences en mathématiques de Damiano Passetto, alliées aux connaissances du sujet de Flavio Finger, ont été cruciales pour développer le travail en temps réel sur l’épidémie.

Un bel exemple de collaboration

«Pouvoir travailler dans ces conditions et voir notre impact en direct ouvre toute une autre perspective à notre recherche et lui donne une utilité immédiate», commente Flavio Finger. «Cette expérience est un bel exemple de collaboration entre une ONG et le milieu académique. Nous avons pu intervenir rapidement face à l’épidémie. Cette analyse de données en temps réel nous a demandé de travailler différemment, notamment de davantage automatiser nos outils pour gagner du temps», observe de son côté Anton Camacho.

Médecins sans frontières a décidé de publier les données des chercheurs sur un site en libre accès tout au long de l’expérience. Selon l’ONG et l’équipe de l’EPFL, ce modèle pourrait être transposable dans d’autres régions frappées par une épidémie de choléra. Les résultats de leur collaboration feront l’objet de rapports officiels de Médecins sans frontières et de publications scientifiques dans un futur proche.

Depuis la première flambée épidémique de 2010, le choléra a fait près de 10’000 morts et contaminé 800’000 personnes en Haïti. Avec la fin de la saison des pluies fin, les nouveaux cas de choléra sont en baisse. Un système de surveillance de la progression de l’épidémie sera toutefois mis en place à moyen-terme par les chercheurs de l’EPFL et l’ONG.

• L’expérience est coordonnée par le professeur Andrea Rinaldo, chef du Laboratoire d’écohydrologie (ECHO) et Enrico Bertuzzo, ancien chercheur à l'EPFL, actuellement professeur associé à l'Université de Venice Ca' Foscari, en Italie.