Suivre les téléphones pour étudier l'expansion du choléra
Les rassemblements tels que les pélerinages peuvent favoriser la diffusion d'une épidémie. © thinkstockphotos
Pour la première fois, des chercheurs de l’EPFL ont utilisé des relevés de téléphones mobiles pour reconstituer l’expansion d’une épidémie de choléra.
Alors que le choléra n’a guère changé au cours des siècles passés, les outils utilisés pour l’étudier n’ont cessé d’évoluer. En utilisant les relevés téléphoniques de 150'000 usagers, une étude conduite par l’EPFL a montré à quel point les schémas de mobilité humains ont contribué à l’expansion d’une épidémie de choléra en 2005 au Sénégal. Les découvertes des chercheurs, publiées dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, mettent en lumière le rôle décisif joué par un rassemblement de millions de pèlerins dans la propagation de l’épidémie, et comment des mesures visant à améliorer les mesures d’hygiène dans des foyers de transmission pouvaient ralentir la progression de futures flambées épidémiques.
«Il y a beaucoup de battage autour de l’utilisation du big data des téléphones mobiles pour étudier l’épidémiologie», dit l’auteur principal, Enrico Bertuzzo, du Laboratoire d’Ecohydrologie de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne. Cela est largement dû au fait que les données des téléphones mobiles peuvent être utilisées pour reconstituer, à un niveau de détail jamais atteint jusqu’ici, les flux de mobilité d’une population entière. «Mais j’ose dire que c’est la première fois que de telles données sont exploitées au maximum de leur potentiel dans un modèle épidémiologique.»
Le choléra est une maladie infectieuse qui sévit principalement dans des pays en développement dont l’infrastructure sanitaire est déficiente. Il se répand essentiellement par l’eau, contaminée par la bactérie Vibrio cholerae, présente dans les selles des personnes infectées. La mobilité humaine et les cours d’eau contribuent tous les deux à la propagation de la maladie dans les communautés humaines, tandis que des précipitations importantes accroissent encore les risques que la bactérie contamine les sources d’eau de boisson. Des chercheurs de l’EPFL ont développé un modèle de simulation mathématique qui tient compte de ces facteurs, qu’ils ont testé sur des flambées épidémiques comme celle de 2010 en Haiti.
«Un ensemble de conditions locales interviennent pour faire qu’une flambée de choléra mineure évoluera en épidémie majeure», dit Flavio Finger, l’auteur principal de l’étude. «Un objectif de notre recherche était de développer des moyens pour estimer comment la maladie se répand dans les populations, dans l’espace et dans le temps», dit-il. «Connaître le nombre de cas que vous aurez vraisemblablement, et à quel endroit, sont deux éléments d’information importants qui peuvent aider à mobiliser les soignants au bon endroit.»
Mais jusqu’à maintenant, les schémas de mobilité humaine devaient être reconstitués à partir des données de patients, un processus laborieux qui, selon Finger, présente de gros défauts. «Ce projet a véritablement démarré lorsqu’on nous a donné la possibilité de travailler avec des données de téléphones mobiles», dit-il. Les données, fournies par Sonatel et le Groupe Orange, ont permis aux chercheurs d’accéder à la localisation approximative de 150'000 clients durant l’année 2013, cela faisant partie de leur programme Data for Development Challenge. «Le fait d’avoir accès à des données plus précises sur les déplacements de la population a simplifié notre travail et éliminé une grande partie de l’incertitude restante.»
En utilisant les données des téléphones mobiles, Finger et ses co-auteurs ont mis leur modèle à l’épreuve en reconstituant par ordinateur l’épidémie de choléra qui a frappé le Sénégal en 2005. Son expansion avait précédemment été liée au pèlerinage religieux annuel dans la ville de Touba, qui rassemble des millions de pèlerins. «Notre simulation a bien réussi à reproduire le pic de cas connus de choléra dans la région entourant Touba, où l’épidémie a éclaté pendant le pèlerinage. Sans les données de téléphones mobiles, il aurait été impossible de cerner ce phénomène, qui a besoin d’une forte densité de personnes pour pouvoir se déclencher.» Cela constituait aussi une cartographie parfaite de l’expansion de l’épidémie à travers le pays, tandis que les pèlerins rentraient chez eux, et répliquait même certains événements locaux, comme un pic de cas de choléra dans la capitale du pays, Dakar, à la suite d’intenses précipitations.
«Nous avons aussi utilisé notre simulation pour tester différentes stratégies d’intervention, dit Finger. Vous pouvez utiliser des antibiotiques ou des vaccins, ou investir pour améliorer les standards sanitaires. Toutes ces approches ont des impacts et des coûts différents en termes d’argent et de ressources. Notre simulation fournit un outil pour évaluer et comparer leur efficacité», dit-il. Les chercheurs ont trouvé que le fait d’améliorer l’accès à l’hygiène et de fournir de l’eau de boisson propre aurait pu réduire considérablement le nombre de nouveaux cas de choléra pendant le pèlerinage. Avec moins de pèlerins disséminant la maladie dans le pays, cela aurait conduit à une diminution des nouveau cas.
Cette étude a réuni la collaboration du Laboratoire d’Ecohydrologie de l’Ecole polytechnique fédéral de Lausanne; du Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria du Politecnico di Milano, Italie; Maladies Infectieuses et Vecteurs: Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle à l’Institut de Recherche pour le Développement, France; du Service des Maladies Infectieuses et Tropicales de l’Hôpital de la Paix à l’Université Assane Seck de Ziguinchor au Sénégal, et du Dipartimento ICEA, Università di Padova. Italie.