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Dissertations / Theses on the topic 'Épidémiologie – Modèles mathématiques'
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Rochet, Marie-Joëlle. "Apports des modèles mathématiques en épidémiologie : points de vue sur la filariose de Bancroft." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10237.
Full textAbstract:
Le cycle de transmission de la filaire de brancroft est aborde de plusieurs points de vue qui permettent la construction de modeles mathematiques simples; les objectifs sont, d'une part, de synthetiser les connaissances sur l'epidemiologie de l'infection, d'autre part, d'en tirer des consequences applicables pour le controle de la transmission. La confrontation des modeles avec les donnees constitue une etape essentielle du travail. Plusieurs modeles ont ete construits, considerant le cycle de trois points de vue: - un modele deterministe de la transmission, qui met l'accent sur la dynamique de population du vecteur et les facteurs d'environnement qui la determinent. Ce travail corrobore l'hypothese qu'un vecteur de la filariose transmet rarement plus d'une infection; il montre que le controle vectoriel seul agit avec retard sur l'intensite d'infection de la population humaine; - un modele probabiliste de la distribution des parasites dans la population humaine. L'importante variabilite des mesures est insuffisante a expliquer le caractere surdisperse de cette distribution; les variations des manifestations de l'infection au cours du temps jouent egalement un role important; la prise en compte de ces facteurs permet une approche de l'agregativite reelle des parasites adultes. Les recherches pour de nouvelles techniques de diagnostic sont discutees a la lumiere des resultats; - des modeles de la prevalence par classe d'age, qui permettent d'evaluer la duree des differentes phases d'une infection et leur variabilite. L'existence d'une immunite acquise chez l'homme est mise en doute, ce qui n'est pas sans consequence sur les possibilites d'elaboration d'un vaccin. Les differences observees entre les sexes sont reexaminees de facon dynamique et quelques hypotheses explicatives sont proposees
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Deslandes, Emmanuelle. "Modelisation des données longitudinales complexes en épidémiologie." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066161.
Full textAbstract:
L'étude de l'évolution et de la valeur pronostique des marqueurs longitudinaux est très fréquente en médecine. Ce travail s'est centré sur la modélisation de données longitudinales en présence de données manquantes ou censure informative à droite. Notre objectif premier a été d'évaluer si un marqueur mesuré de façon répétée au cours du temps pouvait être utilisé comme critère de substitution lors de l'évaluation de l'efficacité d'un nouveau traitement dans le cadre d'un essai thérapeutique. Le premier développement a été de comparer deux stratégies de modélisation pour ces données longitudinales et de survie : un modèle multi-état décrivant les trajectoires des malades entre différents compartiments définis par la valeur du marqueur et la censure informative, et un modèle conjoint du processus longitudinal et du délai de censure informative. Puis, nous avons modélisé l'évolution d'un marqueur en présence de censure informative. Nous proposons une modélisation conjointe des données longitudinales et des données de survie multivariée, lorsque le sous-modèle de survie est un modèle paramétrique pour les fonctions de risque de sous-répartition des événements en compétition. Nous nous sommes alors placés dans un contexte d'inférence bayesienne. Chaque développement a fait l'objet d'une application en épidémiologie clinique, que ce soit dans l'étude de la lymphocytose comme critère de substitution de l'efficacité d'un traitement dans la leucémie, ou dans l'évaluation du bénéfice du remplissage vasculaire chez des malades de réanimation sur un score de gravité mesuré pendant leur séjour
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Camacho, Anton. "Approches stochastiques pour la modélisation en épidémiologie : application à la grippe humaine." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066460.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'analyse mathématique et l'inférence statistique de modèles stochastiques dédiés à l'étude de la propagation d'un pathogène dans une population. Les processus markoviens de saut densité-dépendant (PMSDDs) constituent un formalisme naturel afin de prendre en compte la stochasticité démographique dans les modèles épidémiologiques. Dans un premier temps, nous développons une méthode rapide et automatisée, basée sur l'approximation grande population des PMSDDs, permettant d'explorer les propriétés stochastiques de ces modèles sans avoir recours à des simulations intensives. Nous nous intéressons ensuite au phénomène de vagues multiples, qui est caractéristique des pandémies de grippe. A l'aide de PMSDDs, nous formalisons différentes hypothèses biologiques permettant de rendre compte de ce phénomène. Puis, en utilisant un algorithme de filtrage particulaire itératif, nous comparons ces modèles sur la base de leur adéquation aux données. Cette analyse met en évidence le rôle de la variabilité de la réponse immunitaire chez l'homme, un mécanisme jusqu'alors largement sous-estimé dans les modèles épidémiologiques. Enfin, nous nous intéressons aux remplacements antigéniques qui sont caractéristiques de la dynamique éco-évolutive de la grippe. Nous proposons un PMSDD permettant d'unifier les deux hypothèses couramment avancées pour expliquer ces remplacements. L'analyse de ce modèle suggère que ces deux paradigmes reposent sur des mécanismes discutables d'un point de vue immunologique et suggère de nouveaux mécanismes à explorer. Nos travaux proposent de nouveaux outils ainsi que des pistes de réflexion pour l'approche stochastique en épidémiologie.
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Bui, Thi-Mai-Anh. "Séparation des préoccupations en épidémiologie." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066457.
Full textAbstract:
La modélisation mathématique est largement utilisée pour effectuer des recherches sur la modélisation des maladies infectieuses. Combler le fossé entre les modèles conceptuels et leurs simulations est l'un des problèmes de la modélisation. Les langages métiers sont souvent utilisés pour addresser ces problèmes en séparant deux aspects de la modélisation : la spécification (modèles conceptuels) et la simulation (modèles informatiques). Dans cette perspective, nous développons un langage métier, appelé KENDRICK, dédié à la modélisation épidémiologique, couplé avec une plate-forme de simulation. Un autre problème de la modélisation en épidémiologie est le mélange des aspects de domaine qui doivent être séparés. Afin de faciliter l'écriture et l'évolution des modèles, il est crucial de pouvoir définir une préoccupation avec aussi peu de dépendances avec d'autres que possible et de pouvoir les combiner aussi librement que possible. Nous abordons ces défis en proposant un méta-modèle mathématique commun qui peut représenter les modèles ainsi que les préoccupations. Nous définissons ensuite les opérateurs qui permettent de combiner des préoccupations ainsi que de les appliquer dans un modèle. Le langage KENDRICK simplifie donc la programmation des simulations épidémiologiques en décomposant un modèle monolithique hautement-couplé en préoccupations modulaires. Cela rend alors plus facile la construction des modèles complexes de l'épidémiologie où plusieurs préoccupations sont considérées en même tempsMathematical and computational models have become widely used and demanded tools for examining mechanisms of transmission, exploring characteristics of epidemics, predicting future courses of an outbreak and evaluating strategies to find a best control-program. One of the problems of modelling is bridging the gap between conceptual models (i.e compartmental models of epidemiology) and their computer simulation (through deterministic, stochastic or agent-based implementation). Domain Specific Languages (DSLs) are often used to address such difficulties by separating two concerns of modelling, specification (conceptual model) and implementation (computational model). In this perspective, we develop a DSL called KENDRICK targeted to the epidemiological modelling and coupled with a simulation platform that allows the study of such models. The other important issue needs to be addressed in the context of epidemiological modelling is the heterogeneities introduced by separate concerns. In order to facilitate the specification of models and their evolution, it is crucial to be able to define concerns with as few dependencies with each other as possible and to combine them as freely as possible. We address such challenges by proposing a common mathematical meta-model that supports both concerns and models and enabling their compositions by some operators. We then implement our proposal language KENDRICK based on this meta-model. The language simplifies the construction of complex epidemiological models by decomposing them into modular concerns, by which common concerns can be reused across models and can be easily changed
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Bui, Thi-Mai-Anh. "Séparation des préoccupations en épidémiologie." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066457/document.
Full textAbstract:
La modélisation mathématique est largement utilisée pour effectuer des recherches sur la modélisation des maladies infectieuses. Combler le fossé entre les modèles conceptuels et leurs simulations est l'un des problèmes de la modélisation. Les langages métiers sont souvent utilisés pour addresser ces problèmes en séparant deux aspects de la modélisation : la spécification (modèles conceptuels) et la simulation (modèles informatiques). Dans cette perspective, nous développons un langage métier, appelé KENDRICK, dédié à la modélisation épidémiologique, couplé avec une plate-forme de simulation. Un autre problème de la modélisation en épidémiologie est le mélange des aspects de domaine qui doivent être séparés. Afin de faciliter l'écriture et l'évolution des modèles, il est crucial de pouvoir définir une préoccupation avec aussi peu de dépendances avec d'autres que possible et de pouvoir les combiner aussi librement que possible. Nous abordons ces défis en proposant un méta-modèle mathématique commun qui peut représenter les modèles ainsi que les préoccupations. Nous définissons ensuite les opérateurs qui permettent de combiner des préoccupations ainsi que de les appliquer dans un modèle. Le langage KENDRICK simplifie donc la programmation des simulations épidémiologiques en décomposant un modèle monolithique hautement-couplé en préoccupations modulaires. Cela rend alors plus facile la construction des modèles complexes de l'épidémiologie où plusieurs préoccupations sont considérées en même tempsMathematical and computational models have become widely used and demanded tools for examining mechanisms of transmission, exploring characteristics of epidemics, predicting future courses of an outbreak and evaluating strategies to find a best control-program. One of the problems of modelling is bridging the gap between conceptual models (i.e compartmental models of epidemiology) and their computer simulation (through deterministic, stochastic or agent-based implementation). Domain Specific Languages (DSLs) are often used to address such difficulties by separating two concerns of modelling, specification (conceptual model) and implementation (computational model). In this perspective, we develop a DSL called KENDRICK targeted to the epidemiological modelling and coupled with a simulation platform that allows the study of such models. The other important issue needs to be addressed in the context of epidemiological modelling is the heterogeneities introduced by separate concerns. In order to facilitate the specification of models and their evolution, it is crucial to be able to define concerns with as few dependencies with each other as possible and to combine them as freely as possible. We address such challenges by proposing a common mathematical meta-model that supports both concerns and models and enabling their compositions by some operators. We then implement our proposal language KENDRICK based on this meta-model. The language simplifies the construction of complex epidemiological models by decomposing them into modular concerns, by which common concerns can be reused across models and can be easily changed
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Domenech, de Celles Matthieu. "Modélisation mathématique et estimation statistiques de l’épidémicité des bactéries résistantes aux antibiotiques." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066074.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est d’appliquer des outils de modélisation mathématique et d’estimation statistique afin d’étudier la capacité de transmission (épidémicité) des bactéries résistantes aux antibiotiques. L’épidémicité est déterminante dans la compréhension de la diffusion des bactéries résistantes en population. Néanmoins, cette quantité est difficile à mesurer de manière directe, de sorte que des modèles mathématiques de transmission ajustés à des données épidémiologiques sont requis. Dans cette thèse, les questions suivantes sont étudiées: existe-t-il une hétérogénéité dans l’épidémicité de différents sous-types d’une même espèce bactérienne ? Comment l’acquisition de la résistance aux antibiotiques affecte-t-elle l’épidémicité du pneumocoque ? Quelles sont les conséquences de l’épidémicité sur l’efficacité des mesures de contrôle en milieu hospitalier ou en communauté? Ces questions sont examinées à l'aide de modèles mathématiques, ajustés à des données épidémiologiques via des méthodes d’inférence statistique spécifiques aux modèles dynamiques. En milieu hospitalier, les travaux mettent en évidence des différences d’épidémicité dans les lignées génétiques d’Acinetobacter baumannii; ils démontrent également des limites dans l’efficacité des mesures d’isolement patient pour le contrôle des entérobactéries productrices de bêta-lactamases à spectre étendu. En communauté, les travaux indiquent des différences d’épidémicité entre les sérotypes du pneumocoque; ils appuient également l’existence d’un coût de fitness associé à l’acquisition de la résistance à la pénicilline. Ces résultats apportent de nouvelles connaissances en vue d'évaluer et d'anticiper l'effet de mesures de contrôleThis thesis aims at applying mathematical modeling and statistical estimation tools in order to study the transmission capacity (epidemicity) of antibiotic-resistant bacteria. Epidemicity is key to understanding the spread of antibiotic-resistant bacteria in populations. Yet the direct assessment of this quantity is difficult, so that mathematical models fitted to epidemiological data are required. In this thesis, we address the following questions: is there heterogeneity between subtypes of the same bacterial species? How does the acquisition of antibiotic resistance affect the epidemicity of pneumococcus? How does epidemicity impact the effectiveness of control measures within hospital settings or in the community? These questions are explored using mathematical models, fitted to epidemiological data via dynamic-model–specific statistical inference methods. Within hospital settings, our results suggest, first, differences of epidemicity between genetic lineages of Acinetobacter baumannii; they demonstrate, second, limits of patient isolation measures that aim to control extended spectrum beta-lactamase–producing Enterobacteriaceae. For pneumococcus, our results provide evidence for epidemicity differences between serotypes; they also support the existence of a fitness cost associated to the acquisition of penicillin resistance. These results provide new knowledge in order to assess and to anticipate the impact of control measures
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Tewa, Jean Jules. "Analyse globale des modèles épidémiologiques multi-compartimentaux : application à des modèles intra-hôtes de paludisme et de V.I.H." Metz, 2007. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2007/Tewa.Jean_Jules.SMZ0710.pdf.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous analysons les modèles intra-hôtes de paludisme et de V. I. H. Ces modèles sont d'apparition relativement récente et décrivent la dynamique des différentes étapes des parasites, ainsi que leur interaction avec les cellules hôtes, en particulier les globules rouges et les effecteurs d'immunité. Durant cette dernière décennie, il y a eu un travail considérable sur la modélisation mathématique de l'infection à plasmodium falciparum ; il existe d’ailleurs une revue des modèles intra-hôtes faite par Molineaux et Dietz. Notre travail fait partie de cet effort de compréhension des modèles de Anderson, May et Gupta. L'étude de ces modèles vise trois buts principaux : expliquer les observations par des hypothèses biologiquement convaincantes, prédire l'impact des interventions (par exemple l'utilisation des médicaments anti-paludéens et des moustiquaires imprégnées) et estimer les paramètres cachés (l'un de ces paramètres étant la taille de la population s'equestrée de globules rouge). Nous analysons les modèles de "stage progression" et de "differential infectivity" ; ensuite nous partons du modèle original de Anderson, May et Gupta pour proposer et analyser un modèle général présentant le double avantage de d'écrire la dynamique d'évolution des globules rouges, ainsi que les stades d'évolution morphologique des parasites à l'intérieur des globules rouge parasités ; pour finir nous analysons un modèle dont la nouveauté par rapport au précédent est le lien entre le compartiment des susceptibles et celui des infectieux. Nous établissons dans tous les cas étudiés la stabilité asymptotique et globale de l'équilibre sans maladie (DFE) lorsque le taux de reproduction de base R0 1 ; ce qui signifie que tous les parasites responsables de la maladie disparaissent et la maladie devient contrôlable. Nous obtenons également pour chacun des modèles étudiés, une condition de stabilité asymptotique globale de l'équilibre endémique lorsque R0 > 1. Dans certains cas, le principe de compétition exclusive est également utilisé pour trancherIn this thesis, we analyse intrahost models of malaria and H. I. V. These models are of relatively recent appearance and describe the dynamics of the various stages of the parasites, like their interaction with the host cells, in particular the red blood cells and the immunity effectors. During this decade, there was a considerable work on the mathematical modeling of plasmodium falciparum infection ; a review has been done by Molineaux and Dietz. Our work forms part of this effort of comprehension of the models of Anderson, May and Gupta. The study of these models aims three principal goals : to explain the observations by biologically convincing assumptions, to predict the impact of the interventions (for example the use of the anti-paludic drugs and impregnated mosquito nets) and to consider the parameters hidden (one of these parameters being size of the sequestered population of red blood cells). We analyze the stages progression and the differential infectivity models ; then we leave the original model of Anderson, May and Gupta to propose and analyze a general model having the double advantage of describing the dynamics of evolution of the red blood cells, as well as the stages of morphological evolution of the parasites inside the parasitized red blood cells ; to finish we analyze a model whose innovation compared to the precedent is the bond between the compartment of susceptibles and that of the infectious one. We establish in all the studied cases here the global asymptotic stability of the disease free equilibrium (DFE) when the basic reproduction ratio R0 1. What means that the disease naturally dies out. We also obtain for each model studied here, a condition for global asymptotic stability of the endemic equilibrium when R0 > 1. In certain cases, the principle of exclusive competition is also used to slice
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Noël, Pierre-André. "Dynamique de modèles épidémiologiques : applications au cas du virus du Nil occidental." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24606/24606.pdf.
Full text
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Allard, Antoine. "Modélisation mathématique en épidémiologie par réseaux de contacts : introduction de l'hétérogénéité dans la transmissibilité." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25738/25738.pdf.
Full text
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El, Zant Manal. "Contribution à une représentation spatio-temporelle des dépêches épidémiologiques." Aix-Marseille 2, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX20666.
Full textAbstract:
Une représentation spatio-temporelle des évènements est d’une grande importance pour une compréhension détaillée du sens des dépêches épidémiologiques. La dissémination des composants d’une telle représentation dans les dépêches rend difficile l’accès à leurs contenus. Notre travail consiste en une extraction automatique d’une représentation évènementielle de ce type de dépêches. Nous avons implanté un système d’extraction d’information en utilisant les cascades de transducteurs à nombre d’états fini qui a permis la réalisation de trois tâches : la reconnaissance des entités nommées, l’annotation et la représentation des arguments ainsi que la représentation des structures des évènements. Par cette méthode, nous avons obtenu une valeur de rappel comprise entre 74. 24% et 100% pour la reconnaissance des entités nommées et pour la représentation des arguments, nous avons obtenu un rappel compris entre 97. 18% et 99. 54%. Ensuite, nous avons effectué un travail de normalisation de cette représentation par une résolution de certaines coréférences et de certaines inférences dans les cas où les arguments cause pathologique, personne concernée, localisation spatiale et localisation temporelle sont omises ou partiellement reconnues. Nous avons obtenu une valeur de précision comprise entre 70. 83% et 100% pour les résolution de certaines anaphores pronominales. L’évaluation de la résolution des inférences est faite par une recherche des contre-exemples des sorties des règles proposéesA spatio-temporal representation of event structures is important for an automatic comprehension of disease outbreak reports. The dispersion of components in this type of reports makes it difficult to have such a representation. This work describes an automatic extraction of event structures representation of these texts. We built an information extraction system by using cascaded finite state transducers which allowed the realization of three tasks : the named entity recognition, the arguments annotation and representation and the event structure representation. We obtained with this method a recall between 74. 24% and 100% for the named entity recognition task and a recall between 97. 18% and 99. 54% for argument representation task. Thereafter, we contributed to a normalization task in anaphoric pronouns resolution and in some inferences resolution concerning disease causation, concerned person, spatial and temporal location. We obtained a precision between 70. 83% and 100% for anaphoric pronouns resolution. The evaluation of inferences rules resolutions consisted in finding some counterexamples in the corpora for evaluation
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Monnet, Elisabeth. "Intérêt des modèles de régression de la survie relative : application au pronostic des cancers colo-rectaux." Dijon, 1995. http://www.theses.fr/1995DIJOMU04.
Full textAbstract:
L’objectif est de réaliser une synthèse sur l’apport des modèles de régression de la survie relative dans les études pronostiques menées sur des séries de population. Dans un revue des méthodes de survie prenant en compte le risque de décès dû aux autres causes que la maladie étudiée, les techniques d’estimation et de modélisation de la survie relative sont rappelées et les problèmes méthodologiques afférents analysés En recherche clinique, l’utilisation conjointe de modèles de régression de la survie observée et de la survie relative permet d’éclaircir la signification de l’effet pronostique de variables conditionnant l’espérance de vie. Une étude analysant l’effet de l’environnement socioéconomique sur le pronostic de patients atteints de cancer colorectal (CCR), montrant que l’effet de l’âge et du sexe sur la survie observée traduit leur effet sur la mortalité générale, en offre une illustration. En recherche épidémiologique, les modèles de régression de la survie relative permettent de comparer la survie de patients provenant de pays différents. Une étude pronostique consacrée au CCR, prenant en compte le stade de diagnostic et en associant 3 registres européens montre qu’après ajustement sur les variables pronostiques principales et sur la mortalité attendue, les survies diffèrent selon les registres, principalement pour les cancers du rectum. L’interprétation des résultats tient compte des limites méthodologiques inhérentes aux études internationales : différence d’exhaustivité de l’enregistrement, de la morbidité au-delà de 75 ans, homogénéité de la mesure des stades invérifiable. En conclusion, l’amélioration de la standardisation des procédures de travail des registres et la poursuite de la recherche méthodologique pour résoudre les problèmes résiduels de la méthode chez les patients âgés apparaissent nécessaires pour renforcer le progrès représenté par la mise au point des modèles de la régression de la survie relative.
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Leclerc, Melen. "Approche par modélisation et expérimentation du développement spatio-temporel des maladies telluriques : le cas du pathosystème betterave à sucre – Rhizoctonia solani." Rennes, Agrocampus Ouest, 2013. http://www.theses.fr/2013NSARC109.
Full textAbstract:
Il est encore difficile de prédire et de contrôler le développement des maladies telluriques qui sont à l’origine de nombreux dégâts dans les systèmes de culture. Ce travail interdisciplinaire en épidémiologie a pour objectif de comprendre et de modéliser le développement spatio-temporel des épidémies telluriques afin d’identifier des leviers de gestion pour ces maladies. En se basant sur le pathosystème betterave sucrière – Rhizoctonia solani, la thèse se focalise sur trois problèmes. Dans un premier temps, en alliant mesures expérimentales de la dispersion du pathogène et simulations d’un modèle stochastique spatialement explicite, nous montrons que la croissance de l’hôte peut induire un changement dans le comportement du système qui, dans certains cas, devient invasif alors qu’il était initialement non-invasif. Dans un second temps, sur la base de mesures expérimentales nous proposons un modèle âge-dépendant de la distribution de la période d’incubation qui est utilisé pour relier les infections cachées et les observations de maladie. Le comportement cryptique des épidémies est ensuite étudié par simulation d’un modèle spatial hiérarchique qui intègre la période d’incubation. Dans un troisième temps, un modèle spatialement implicite est utilisé pour estimer les taux d’infection à partir de données temporelles de maladie et pour analyser les effets de la biofumigation sur les épidémies. Ces paramètres sont ensuite utilisés pour prédire le développement stochastique des épidémies à partir d’un modèle spatial individu-centré. Les résultats confirment que la biofumigation ne permet qu’un contrôle partiel des épidémies mais suggèrent que ce contrôle biologique diminue l’incertitude autour du développement cryptique de la maladie. Pour finir, les résultats de ces travaux sont discutés et les perspectives qu’ils suscitent sont présentéesNowadays it is still difficult to predict and control the spread of soilborne diseases that cause substantial damage in crop systems. The aim of this epidemiological interdisciplinary work is to propose models for the spatio-temporal spread of soilborne pathogens in order to point out key parameters for the control of soilborne diseases. This thesis considers the spread of Rhizoctonia solani on sugar beet as an example pathosystem and focuses on three main problems. First, we use experimental measures of the dispersal of the pathogen to parameterise a stochastic spatially explicit model and we show that host growth can trigger the development of epidemics by causing a switch from non-invasive to invasive behaviour. Second, using experimental data we build an age-varying model for the distribution of the incubation period that links hidden infections and above-ground observations of the disease. Then, we investigate the cryptic behaviour of epidemics by using a hierarchical model that considers a realistic incubation period. Third, we use a spatially-implicit model to estimate rates of infection from temporal disease data, and, to analyse the effects of biofumigation on epidemics. These parameters are integrated into an individual-based model to predict the stochastic development of epidemics. Our results confirm that biofumigation only permits a partial control and suggest that this biological control reduces uncertainty of the cryptic development of the disease. To finish with, we discuss the results of the thesis and we present the perspectives of this work
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Pons, Salort Margarita. "Modélisation mathématique des interactions multi-hôtes et multi-pathogènes en épidémiologie des maladies infectieuses : conséquences sur la persistance, l'émergence et le contrôle de pathogènes." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066640.
Full textAbstract:
This thesis falls within the field of community epidemiology, an ecological perspective of infectious diseases that takes into account communities of hosts and/or communities of pathogens to study various current problems in infectious disease epidemiology. Mathematical and statistical approaches, mainly multi-pathogen and multi-host transmission models, are used to address different questions related to pathogen persistence and coexistence. The first part of the thesis concentrates on the mechanisms responsible for multi-host-pathogen persistence. We investigate the role of different bat species and their biological traits on Lyssavirus persistence in a metapopulation system of caves. The second part focuses on how patterns of strain diversity are affected by vaccines that target a subset of strains, and how changes in strain diversity might affect disease incidence. These questions are investigated for Human Papillomavirus (HPV) and Streptococcus pneumoniae. Concerning HPV, we first explore the conditions for genotype replacement as a consequence of mass vaccination. And then, we re-examine the oncogenic potential of HPV types with respect to invasive cervical cancer performing meta-analyses of published data. Regarding the pneumococcus, we study how the 7-valent pneumococcal conjugate vaccine changed the trends of pneumococcal meningitis incidence in France, and how a concurrent and substantial reduction in antibiotic use modulated the phenomenon of serotype replacementCette thèse s'inscrit dans le champ de l'épidémiologie des communautés, une perspective écologique des maladies infectieuses qui prend en compte des communautés de populations hôtes et/ou des communautés microbiennes pour aborder un certain nombre de problèmes actuels en épidémiologie des maladies infectieuses. Des approches mathématiques et statistiques, principalement des modèles de transmission multi-hôtes et multi-pathogènes, sont utilisées pour aborder différentes questions liées à la persistance et à la coexistence de pathogènes. La première partie de cette thèse se concentre sur les mécanismes de persistance de pathogènes multi-hôtes. Nous explorons le rôle de différentes espèces de chauve-souris et de leurs traits biologiques sur la persistance d’un Lyssavirus au sein d’un système de grottes en métapopulation. La deuxième partie s’intéresse aux changements de la diversité de souches d’une espèce dûs aux vaccins qui ciblent un sous-ensemble de ces souches et à l’effet de ces changements sur l’incidence des maladies. Ces questions sont abordées pour les Papillomavirus Humains (HPV) et pour le pneumocoque. Pour HPV, nous explorons d’abord les conditions qui pourraient amener à un remplacement génotypique dû à la vaccination. Nous réexaminons ensuite le potentiel oncogène des types d’HPV agents causals du cancer du col de l’utérus par méta-analyse de données publiées. Pour le pneumocoque, nous étudions comment le vaccin conjugué 7-valent a changé les tendances des méningites à pneumocoque en France et comment une réduction de l’usage d’antibiotiques qui a eu lieu en parallèle à l’introduction du vaccin a modulé le remplacement sérotypique induit par la vaccination
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Sedrati, Saïd. "Un outil de spécification et d'évaluation efficace des expressions mathématiques des modèles épidémiologiques pour la simulation des zoonoses." Master's thesis, Université Laval, 2013. http://hdl.handle.net/20.500.11794/24925.
Full textAbstract:
La géosimulation est une approche qui permet la modélisation et la simulation de phénomènes dynamiques. Elle est appliquée dans un grand nombre de domaines tels que l’urbanisme, la gestion de l’environnement et la santé publique. La géosimulation se base sur des données géo-référencées qui fournissent le contexte spatial virtuel de la simulation. La dynamique du phénomène simulé est généralement fondée sur des modèles, des algorithmes et/ou des équations mathématiques. Dans le domaine de la santé publique qui nous concerne ici, plusieurs approches de simulation ont été proposées pour simuler la propagation des maladies vectorielles ou zoonoses. Une zoonose est une maladie propagée par un virus ou une bactérie transmise par des insectes (ex. moustiques, tiques) à des animaux (rongeurs, oiseaux, mammifères) qui peuvent être infectés, et à leur tour transmettre le virus ou la bactérie à des insectes sains qui les piquent. Éventuellement les insectes peuvent aussi piquer les humains et leur transmettre la maladie. Dans ces approches, on représente habituellement la dynamique de la zoonose par des modèles mathématiques (dits ‘à base de compartiments’) en faisant l’hypothèse que l’espace est homogène. Ainsi elles ne tiennent pas compte de l’influence du ‘paysage’ (en particulier de la couverture du sol). Pourtant prendre en compte les caractéristiques spatiales est important si on veut simuler de façon plausible la dynamique des zoonoses en tenant compte des zones favorables à la survie ou à la prolifération de certaines espèces (ex. moustiques, tiques) de leur dispersion par les espèces transportrices (ex. oiseaux, chevreuils) et de leurs comportements de mobilité. Dans le projet ZoonosisMAGS, dans lequel s’insère ce travail de maîtrise, on vise à développer une approche générique de simulation de la propagation des zoonoses en utilisant des données géo-référencées et en créant un environnement géographique virtuel efficace pour tenir compte de l’influence de la couverture du sol. Pour la dynamique du phénomène qui reflète l’évolution des espèces (des stades œuf, larve, nymphe à adulte), leurs interactions et leur statut épidémiologique (sain, susceptible, infecté) on utilise un modèle enrichi à base de compartiments qui représente les stades d’évolution biologiques et épidémiologiques des différentes espèces impliquées dans la zoonose. Les populations de chaque espèce en interaction et à divers stades de maturité sont associées aux cellules qui représentent les unités de l’environnement géographique virtuel. La transition des individus d’une espèce d’un compartiment à un autre, ainsi que l’interaction entre les espèces se fait à travers des calculs d’expressions mathématiques à chaque pas de simulation, et ceci pour chaque cellule. Par exemple, dans le cadre d’une simulation de la propagation de la maladie de Lyme sur 365 jours d’une année, sur une région d’environ 300km2, on doit évaluer environ 150 expressions mathématiques pour une trentaine de compartiments et environ 20000 cellules à chaque pas de temps. On comprend qu’un défi majeur est celui de l’efficacité de la spécification et de l’évaluation des expressions mathématiques. Aussi, nous traitons dans ce mémoire une première problématique qui concerne la spécification et l’évaluation efficace des expressions mathématiques et booléennes pour de telles simulations. C’est dans ce contexte que nous avons développé un système qui permet à l’usager de spécifier les expressions mathématiques requises par de telles simulations, ainsi qu’un système qui les évalue par la suite de manière très efficace. La spécification des modèles de compartiments des espèces, de leurs interactions et de l’infection peut être une tâche complexe pour certaines zoonoses comme la maladie de Lyme. À cet effet, nous avons traité une deuxième problématique visant à simplifier la tâche de spécification des modèles en créant un module graphique couplé au système d’expressions mathématiques. En nous basant sur la librairie de dessin Visio, nous avons développé un tel système qui est complètement intégré au simulateur ZoonosisMAGS (version C++). Dans ce mémoire nous présentons le contexte de la recherche, les étapes d’analyse et de conception des systèmes développés. Nous montrons à travers des cas d’utilisation comment ces systèmes sont pratiquement utilisés grâce aux interfaces utilisateurs pratiques que nous avons développées. Nous rendons compte de tests d’efficacité qui ont été conduits pour montrer la contribution de notre travail à travers les résultats d’exécution des expressions mathématiques dans une simulation utilisant un modèle à base de compartiments de la maladie de Lyme.
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Dimi, Jean-Luc. "Analyse de modèles épidémiologiques : applications à des modèles parasitaires, à la fièvre hémorragique Ebola." Metz, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2006/Dimi.Jean_Luc.SMZ0602.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail est constitué de deux parties. Il s'agit d'étudier les propriétés dynamiques des modèles épidémiologiques. La première partie concerne les modèles intra-hôtes du paludisme avec et sans immunité. Pour les modèles avec immunité, nous donnons des résultats de stabilité globale par des techniques des systèmes dynamiques (Lyapounov, LaSalle, prémière prolongation. . ). Pour mes modèles sans immunité, nous améliorons la condition de De Leenheer-Smith , pour R0 >1, sur la stabilité de l'équilibre endémique. La deuxième partie concerne les modèles statistiques de transmission, et les modèles dynamiques de la fièvre hémorragique Ebola. Pour cela nous disposons des données sur les épisodes qui ont eu lieu à Mbomo (République du Congo) et à Kikwit (en R. D. C. ). Avec les modèles statistiques de transmission nous calculons le R0 pour des données à contacts incomplèts (Mbomo) et le taux de transmission dans le cas des données à contactscomplèts (Kikwit). Enfin une étude sur la stabilité globale a été faite pour les modèles dynamiquesThis work comprises two parts. It is a study of the dynamics of epidemiological models. The first part deals with malaria intra-host models with and without immunity. For models with immunity we give some results of the global stability by using techniques of dynamical systems (Lyapounov, LaSalle,. . . ). For models with immunity, we improve the De Leenheer –Smith conditions for R0 on the stability of the endemic equilibrium. The second part deals with stastical transmission models and models of the dynamics of the hemorragic fever. For wich we have data on the episodes statistique occured at Mbomo (Congo) and Kikwit (RDC). For the statistical transmission models we compute R0 for data with incomplete contacts (Mbomo) and data with complete contacts b(Kikwit). Lastly, a study on the global stability is done for the dynamic models
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Tsanou, Berge. "Etude de quelques modèles épidémiologiques de métapopulations : application au paludisme et à la tuberculose." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0055.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est la modélisation, l'analyse mathématique et la simulation de modèles épidémiologiques de métapopulations basées sur quelques approches modernes de la mobilité (mouvement) des individus. Ensuite d'examiner l'influence de la mobilité des humains sur la propagation de certaines maladies infectieuses. Enfin de s'attaquer à la difficile question de l'existence de la stabilité des équilibres endémiques pour des modèles de métapopulations. Nous proposons des modèles de métapopulations qui étendent sur plusieurs patches des modèles épidémiologiques déjà connus sur un seul patch pour certaines maladies infectieuses telles que le Paludisme, la Tuberculose et certaines maladies sexuellement transmissibles qui ne confèrent aucune immunité. Nos modèles sont basés sur des modèles de mobilité des humains qui prennent des formes différentes conduisant à plusieurs approches de la modélisation des métapopulations : les formulations d'Euler, de Lagrange du mouvement des particules (ici des humains) empruntés à la Mécanique des Fluides et une dernière formulation statistique plus récente prenant en compte les degrés des patches du réseau de métapopulations. Nous en donnons chaque fois une analyse mathématique rigoureuse. Le cadre théorique mathématique qur lequel nous nous appuyonspour donner une analyse complète de nos modèles est celui des systèmes dynamiques triangulaires, monotones ou anti-monotones et l'usage des techniques de Lyapunov-Lasalle est indispensable. Dans les deux premières parties de ce travail, nous prouvons que les solutions stationnaires (équilibres) des modèles obtenus sont globalement asymptotiquement stable lorsque le nombre de reproduction de base R01 (pour l'unique équilibre endémique). Dans la dernière partie, nous construisons un modèle de propagation de la tuberculose en s'appuyant sur les deux types forces d'infections les plus utilisées en modélisation mathématique des épidémies : la transmission fréquente-dépendante et la transmission densité-dépendante. Nous donnons pour chaque type de modèle, la formule explicite du nombre de reproduction de base. Nous montrons ensuite pour le modèle fréquente-dépendante, que l'équilibre sans maladie est globalement asymptotiquement stable lorsque R0<1. Et que pour le modèle à transmission densité-dépendante, nous prouvons l'existence d'un équilibre endémique lorsque R0>1. A la fin de chaque partie, des simulations numériques sont effectuées pour examiner l'influence des la mobilité des individus sur le nombre de reproduction de base R0, sur les solutions de nos systèmes et par conséquent sur la propagation de la maladie en étudeThe objective of this thesis is first the modeling, the mathematical analysis and numerical simulations of the metapopulation models of infectious diseases based on some modern approaches of the mobility patterns of humans. Secondly to examine the influence of the mobility (movement) of people on the spread of some human infectious diseases. Finally to deal with the difficult question of the existence and stability of endemic equilibria of metapopulation models. For certain diseases such as Malaria, Tuberculosis or some Sexually Transmitted Diseases that do not confer any immunity, we give some metapopulation models that extend to multiple patches the well know epidemiological models in one patch. Our models are based on the mobility patterns of humans wich can take different forms leading to numerous approaches of modeling metapopulations : the Euler approach of the movement of particles (here humans) as in Fluid Mechanics, is used in the first part. The Lagrange approach of the movement of particles (here humans) as in Fluid Mechanics, is used in the second part. The last and more recent approach based on Statistical Mechanics, wich takes into account the degree distribution of the network of the metapopulation is used in the third and last part of this work. For each approach, we build a metapopulation model for a chosen disease, and gve its mathematical analysis. The theoretical framework we use to analyze ou models is that of triangular, monotone or anti-monotone non-linear dynamical systems. We also use some Lyapunov-Lasalle techniques. In the fisrt two parts of our work, we prove that the steady solutions (called equilibria) of the given systems are globally asymptotically stable when the basic reproduction number R0 is less than or equal to the unity (for the disease free equilibria), and when R0 is greater than one (for the endemic equilibria). In the last part, we build a model to describe the spreading of tuberculosis hinging on the two most used forces of infection in mathematical modeling of epidemics : the frequency-dependant transmission and the density-dependant transmission. For each type of trasmission model, we give the explicit formula for the basic reproduction number. We prove for the frequency-dependant transmission model, that the disease free equilibrium is globally asymptotically stable when R0 is less than one. And for the density-dependant transmission model, we prove the existence of an endemic equilibrium when R0 is greater than one. Numerical simulations are performed at the end of each part to examine the influence of human's mobility on the basic reproduction number, as well as on the behavior of the solutions and consequently on the spreading patterns of the diseases under study
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Rotty, Marie-Caroline. "Modélisations statistiques de données de cohortes de patients suivis à domicile." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS055.
Full textAbstract:
Le SAHOS présente une prévalence de 5.9% à 79% dans la population générale de plus de 35 ans mais reste sous diagnostiqué. Le traitement de référence des formes modérées à sévère reste en 2019 la Pressions Positive Continue (PPC). Le bénéfice à la PPC implique une observance suffisante du patient, cette observance étant conditionnée par de multiples facteurs dont les effets secondaires liés à l’interface (fuite entre autres et conséquences de ces fuites). Au cours de cette thèse, nous démontrons la faisabilité du dépistage du SAOS par signal Jawac® dans la population générale.L’analyse des résultats des patients de la cohorte Interface-vent traités par PPC au long cours, souligne que les effets secondaires tels que rapportés par ces patients (dont certains associés aux fuites) sont associés à l’observance et à la somnolence alors que les données machines (index d’apnée hypopnée résiduel et fuites machines) ne le sont pas. Cette absence d’association entre données machine pouvant faire l’objet d’un télésuivi (tel que proposé dans l’algorithme ATS 2013) et observance du patient a été confirmé pour le sous-groupe de patient de la cohorte respectant les critères d’appareillage machine et d’interface de l’algorithme ATS 2013.Les travaux de collaborations ont par ailleurs permis d’aborder la thématique des fuites rapportées par la machine sous deux autres aspects. Tout d’abord, il a été démontré que le mode auto-piloté ou constant de la PPC n’a aucun effet sur le niveau de la fuite rapportée par la machine (alors que l’interface faciale et le niveau de pression machine ont un impact). L’étude des déterminants des fuites au cours d’une nuit d’enregistrement polygraphique a permis de souligner l’hétérogénéité des déterminants de ces fuites non intentionnelles au niveau individuel et la difficulté pour certains patterns de fuites à trouver un consensus de traitement de la fuiteSleep Apnea syndrome (SAS) is a common sleep disorder with a prevalence ranging from 5.9% to 79.2% in European general populations over 35 years of age old but remains under diagnosed. Continuous positive airway Pressure (CPAP) remains the treatment reference for moderate to severe forms of SAS in 2019. CPAP benefits depend on sufficient patient adherence, which is conditioned by multiple factors, including interface related side effects (leakage and their consequences, among others).In this thesis, we demonstrate the feasibility of OSA screening with Jawac® signaling in the general population. The analysis of the long-term CPAP-treated patient results in the interface-vent cohort highlighted that side-effects reported by these patients (some associated with leakage) are associated with compliance and sleepiness, while machine data (residual apnea/hypopnea index and machine leakage) are not.This lack of association between machine data (that could be monitored as proposed in the ATS 2013 algorithm) and patient compliance was confirmed for the patient subgroup of the cohort respecting the machine criteria and interface equipment of the ATS 2013 algorithm.Collaborative work has also made it possible to address the issue of leaks reported by the machine under two other aspects. First of all, it has been shown that the auto- or constant mode of the CPAP has no effect on the level of the leak reported by the machine (while the oro-nasal interface and the pressure level machine have an impact). By studying determinants of leaks during a night of polygraphic recording, the heterogeneity of unintentional leak determinants at the individual was demonstrated. Finding a consensus for how to quantify leak patterns remains a challenge in the field
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Van, de Velde Nicolas. "Modélisation de l'efficacité populationnelle du vaccin contre le virus du papillome humain au Canada." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29766/29766.pdf.
Full textAbstract:
Objectif: Les deux objectifs principaux de cette thèse étaient de développer 1) des modèles mathématiques pour prédire l’efficacité populationnelle de la vaccination contre les VPH et 2) des méthodes pour quantifier l’incertitude autour des prédictions de ces modèles. Méthode: Nous avons développé trois modèles mathématiques: 1) un modèle statique compartimental de l’histoire naturelle du cancer du col de l’utérus (Modèle1), 2) un modèle dynamique individus-centré de l’infection aux VPH (Modèle2), et 3) un modèle dynamique individus-centré de l’histoire naturelle des maladies associées aux VPH (Modèle3). Résultats: Les trois modèles ont prédit que la vaccination des filles pourrait diminuer substantiellement le fardeau des maladies associées aux VPH, au Canada. La durée de protection vaccinale a été identifiée comme étant le paramètre influençant le plus les résultats d’efficacité populationnelle. Le modèle 3 a prédit que le vaccin bivalent pourrait prévenir légèrement plus de cas de cancer du col sur le long terme, alors que le vaccin quadrivalent a le potentiel de réduire drastiquement les condylomes sur le court terme. Finalement, le modèle 3 a suggéré que le vaccin nonavalent actuellement en développement pourrait rapporter des bénéfices additionnels importants si son efficacité et sa durée de protection sont supérieures à 85% et 30 ans, respectivement. D’un point de vue méthodologique, nous avons développé une procédure de calibration multivariée capable de quantifier l’incertitude paramétrique dans les modèles. Elle nous a permis de montrer l’importance de cette incertitude et la nécessité de la représenter dans les résultats. Pour finir, nous avons quantifié l’incertitude structurelle liée aux hypothèses de modélisation suivantes: immunité de groupe, immunité naturelle, durée des partenariats, groupement des génotypes VPH et fonctions de temps utilisées pour représenter le déclin de la protection vaccinale. Conclusion: Nous avons développé des modèles de complexité croissante, en parallèle avec les méthodes de calibration adéquates, afin de pouvoir suivre et répondre aux questions de santé publique du moment. Notre dernier modèle est présentement utilisé pour examiner l’impact de la vaccination sur les inégalités de santé et sera utilisé dans le futur pour évaluer le rapport de coût-efficacité des nouveaux vaccins et optimiser les programmes de dépistage.Objective: The two main objectives of this thesis were to develop 1) mathematical models to predict the population-level impact of HPV vaccination in Canada, and 2) methods to quantify uncertainty around model predictions. Methods: We developed three mathematical models: 1) a static compartmental model of cervical cancer natural history (Model 1), 2) an individual-based dynamic model of HPV infection (Model 2), and 3) the first individual-based transmission-dynamic model of partnership formation and dissolution, and natural history of multi-type HPV infection and disease (anogenital warts, and cervical, anogenital and oropharyngeal cancers) (Model 3). For each model, an extensive fitting procedure was conducted, which identified multiple posterior parameter combinations (out of hundreds of thousands of prior parameter sets) that fit simultaneously highly stratified behavioral and epidemiologic data, taken from the literature, population-based datasets, and original studies. Parameter uncertainty was illustrated by presenting the median [10th;90th percentiles] of predictions, using the posterior parameter combinations. Sensitivity analysis was conducted varying vaccine efficacy, duration of protection, coverage and vaccination strategies. Results: We provided the following evidence for HPV vaccination recommendations. Models 1-3 predicted that girls-only HPV vaccination can substantially reduce HPV-related burden of disease. Predictions were most sensitive to duration of vaccine protection. Model 3 predicted that the bivalent vaccine will be slightly more effective at preventing cervical cancer in the longer term. However, the quadrivalent vaccine will substantially reduce anogenital warts. Finally, the candidate nonavalent vaccine has the potential to produce substantial incremental benefits if its efficacy and duration of protection are at least 85% and 30 years, respectively. From a methodological point of view, we illustrated that parameter uncertainty surrounding HPV natural history parameters is important and must be presented when providing predictions to decision makers. Finally, we identified key structural assumptions that influence predictions: herd immunity, natural immunity, partnership duration, individual genotypes and vaccine waning function. Conclusion: We developed increasingly sophisticated HPV models and calibration techniques to keep track with the increasingly complex policy questions being asked. Our final model is being used to examine the impact of HPV vaccination on health inequalities, evaluate the cost-effectiveness of HPV vaccination, and optimize screening.
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Saubin, Méline. "Effets des variations démographiques sur la structure génétique de populations, dans le cadre d'une maladie émergente." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2022. http://www.theses.fr/2022AGPT0013.
Full textAbstract:
La démographie et la structure génétique d'une population sont étroitement liées. L’étude de ce lien est cruciale, ce d’autant plus pour les organismes présentant des fluctuations démographiques fréquentes tels que les agents pathogènes responsables de maladies émergentes. Les modèles classiques de génétique des populations ont permis d’explorer ce lien pour des processus démographiques simplifiés. Dans cette thèse, j'examine de manière plus approfondie l'interaction entre la démographie et l'évolution génétique de populations d'agents pathogènes aux cycles de vie complexes. Pour ce faire, deux situations écologiques hors équilibre démographique sont étudiées, chacune permettant de poser des hypothèses de modélisation réalistes. L’une présente un évènement majeur de sélection où l’aspect temporel est primordial. L’autre présente des évènements récurrents de colonisation où l’aspect spatial est déterminant.Dans une première partie, je m'intéresse à l'étude d'un contournement de résistance par une population d'agents pathogènes. En premier lieu, une approche par modélisation permet d’établir les conditions d’observation d’un contournement et d'identifier les déterminants de la durabilité d’une résistance. Les résultats mettent en évidence l'effet antagoniste de la proportion d'hôtes résistants déployés dans le paysage agricole, qui diminue la probabilité de contournement mais augmente la vitesse du contournement lorsqu'il a lieu. Ce modèle est ensuite complété par la prise en compte de l'évolution génétique aux loci neutres. Les résultats permettent d'identifier trois scénarios démographiques associés à des signatures génétiques distinctes lors du contournement : 1) de faibles variations de tailles de populations et peu d'évolution de la structure génétique, 2) un événement fondateur fort sur l’hôte résistant qui crée en retour une structure sur l’hôte sensible et 3) un événement de sauvetage évolutif qui se traduit par un fort événement de fondation sur l’hôte résistant, précédé par un goulot d'étranglement sur l’hôte sensible. Enfin, ce cadre théorique d'analyse démogénétique est appliqué à des données empiriques pour inférer les paramètres régissant le contournement des peupliers résistants RMlp7 par l'agent pathogène Melampsora larici-populina. Deux paramètres sont particulièrement bien estimés et en accord avec nos connaissances biologiques : une forte proportion d'hôtes résistants dans le paysage (plus de 80 %) et une fréquence initiale d'allèles virulents dans la population d'agents pathogènes entre 5 et 10 %.Dans une seconde partie, je m'intéresse à l'étude de la colonisation et ses conséquences génétiques. Ces analyses portent sur un système écologique particulier, l’invasion récurrente de la vallée de la Durance par Melampsora larici-populina. Premièrement, un modèle mécanico-statistique est couplé aux données de suivi épidémiologique afin d'inférer les paramètres régissant la dynamique d'expansion de l’agent pathogène. Cette approche montre que la colonisation résulte de fréquents évènements de dispersion à longue distance, pour une distance moyenne de dispersion de plus de 2 km. Deuxièmement, la caractérisation de plusieurs évènements annuels de colonisation montre une structure génétique similaire mais qui varie fortement en amplitude d'une année sur l'autre. Deux extrêmes sont identifiés : en 2011, une forte conservation de la diversité génétique initiale le long du domaine colonisé ; en 2004, une érosion rapide de la diversité génétique. Les variations inter-annuelles de ces structures peuvent être expliquées par des variations dans la fréquence des évènements de dispersion à longue distance.Ce travail permet de discuter l’importance de modèles contextualisés et prenant en compte les variations démogénétiques dans la compréhension des systèmes biologiques. Les informations obtenues sont déterminantes pour le renforcement des stratégies de lutte contre les agents pathogènes responsables de maladies émergentesThe demography and genetic structure of a population are closely linked. The study of this interplay is crucial, especially for organisms with frequent demographic fluctuations such as pathogen species responsible for emerging diseases. Classical population genetics models have been used to explore this link for simplified demographic processes. In this thesis, I further investigate the interplay between demography and genetic evolution in pathogen species that display complex life cycles. For this purpose, I focus on two ecological systems that strongly deviate from demographic equilibrium, each of which allows for realistic modelling assumptions. The first ecological system focuses on a major selection event with the temporal dimension being of prime importance. The second system reports recurrent colonisation events in which the spatial aspect is decisive.In the first part, I study an event of resistance overcoming by a pathogen population. Firstly, a modelling approach is used to establish the conditions for observing resistance overcoming and to identify the determinants of resistance durability. The results highlight the antagonistic effect of the proportion of resistant hosts deployed in the agricultural landscape, which decreases the probability of overcoming but increases the speed of overcoming when it occurs. Secondly, this model is implemented to account for genetic evolution at neutral loci. The results identify three demographic scenarios associated with distinct genetic signatures during resistance overcoming: 1) small variations in population sizes and small changes in genetic structures, 2) a strong founder event on the resistant host that in turn creates a genetic structure on the susceptible host, and 3) an evolutionary rescue event that results in a strong founder event on the resistant host, preceded by a bottleneck on the susceptible host. Finally, this theoretical framework of demogenetic analysis is applied to empirical data to infer the parameters underlying the overcoming of resistant RMlp7 poplars by the pathogen Melampsora larici-populina. Two parameters are particularly well estimated and the inferred values are in agreement with our biological knowledge: a high proportion of resistant hosts in the landscape (more than 80%) and an initial frequency of virulent alleles in the pathogen population between 5 and 10%.In the second part, I study colonisation and its genetic consequences. These analyses focus on the recurrent invasion of the Durance River valley by Melampsora larici-populina. Firstly, a mechanistic-statistical model is coupled to epidemiological data to infer the parameters underlying the pathogen's expansion dynamics. This approach shows that colonisation results from frequent long-distance dispersal events, with an average dispersal distance of more than two kilometres. Secondly, the characterisation of several annual colonisation events highlights a similar genetic structure which amplitude however varies greatly between years. Two extremes are identified: in 2011, strong conservation of the initial genetic diversity along the colonised domain; in 2004, rapid erosion of genetic diversity. The inter-annual variations in these structures can be explained by variations in the frequency of long-distance dispersal events.This work highlights the importance of contextualised models that take into account demogenetic variations for a better understanding of biological systems. The information obtained is then crucial for developing relevant control strategies against pathogen populations responsible for emerging diseases
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Amouroux, Edouard. "KIMONO: une méthode de modélisation descriptive centrée agent pour l'explication des systèmes complexes, une application en épidémiologie." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00630779.
Full textAbstract:
Depuis plusieurs années, on peut observer une tendance, dans de nombreux domaines (Sociologie, Ecologie, Economie, etc.), à construire des modèles vers l'exploration des systèmes qu'ils représentent que vers la prédiction ou l'explication. S'inscrivant dans le paradigme des "systèmes complexes", ces modèles exploratoires utilisent généralement une représentation explicite et détaillée des composants du système étudié. Ils offrent aussi aux utilisateurs finaux (chercheurs, décideurs, parties prenantes) une grande liberté d'adaptation en termes de paramètres et de structure du modèle. Ces modèles servent de support à des expériences "as-if" en permettant, au travers de ces ajustements, la formulation d'hypothèses détaillées et ce à différents niveaux de descriptions du système. A partir de ces hypothèses, des scénarios sont construits, dont les résultats sont explorés et analysés grâce à des simulations répétées. L'épidémiologie est exemplaire de cette situation. Elle a une longue histoire de modélisation qui peut être caractérisée comme la recherche de modèles essentiellement prédictifs. Cependant, certaines situations, comme l'émergence de foyers épidémiques de grippe aviaire en Asie du Sud Est, montre la limite d'une telle approche: sans une prise en compte adéquate des interactions entre les dynamiques sociales, écologiques et biologiques, l'utilisation de modèles prédictifs est sans fondement. De plus, dès lors que l'on tente de prendre en compte ces dynamiques, les modèles deviennent dépendants de données incomplètes ou qualitatives (le processus de décision des acteurs sociaux ou bien le comportement des oiseaux, par exemple). En conséquence, on assiste actuellement à un changement d'orientation de la communauté épidémiologique vers la conception de modèles plus exploratoires, mieux adaptés à la génération et à l'étude d'hypothèses variées, et mieux à même d'aider à mesurer, par rapport à ces hypothèses, l'impact des politiques locales et globales de lutte contre les épidémies dans le cadre de scénarios complexes. Cependant, concevoir et utiliser de tels modèles souligne les sérieux problèmes méthodologiques auxquels ne peuvent réellement répondre les méthodologies de modélisation et simulation existantes. Et quand celles-ci ont été adaptées pour prendre ces spécificités en compte, il en résulte des solutions ad hoc qui ne peuvent être réutilisées ni dans le domaine en général, ni dans d'autres domaines. L'objectif de cette thèse est de proposer une méthodologie (KIMONO) qui, sans être spécifique à un domaine particulier, facilite la conception et l'utilisation de ces modèles exploratoires. En partant d'une série d'exemples tirés de différents domaines (trafic routier, ségrégation sociale, dynamique du sol, mais aussi, et de façon plus extensive, épidémiologie), je commence par une caractérisation des besoins de conception (prise en compte d'hypothèses contradictoires et évolutives lors du processus de modélisation, génération de modèles extrêmement modulaires, rendant possible un cycle de modélisation itératif, permettant la collaboration entre différents experts et la combinaison de différents formalismes, etc.) pour aboutir à une proposition concrète impliquant un outil informatique dédié et un formalisme commun et accessible, orienté aussi bien vers la facilitation de la collaboration, la communication et l'implémentation de "modèles monde" (le nom donné dans ce document à ces modèles exploratoires ouverts). La méthodologie que je propose se concentre sur deux éléments: l'implication des experts et la représentation détaillée du système. Les experts sont au coeur de processus de modélisation. Celui-ci s'appuie sur une description étendue de leurs connaissances, potentiellement exprimées dans leurs propres formalismes, description qui est ensuite amendée de façon itérative (soit pour la complexifier, soit pour la simplifier) dans un dialogue continu avec les modélisateurs et en utilisant le modèle pour support. Ce processus itératif s'arrête quand les experts estiment qu'ils ont obtenu suffisamment de précisions sur le système ou lorsque la poursuite de ces itérations nécessite des expériences ou données de terrain. Concernant les types de représentations qui soient adaptées à un tel processus, je propose une combinaison modulaire et adaptable de deux systèmes d'implémentation: les modèles à base d'agent (MBA) et les Systèmes d'Information Géo-référencées (SIG). Je montre que cette combinaison offre une très grande souplesse de description des composants d'un système (réel), qu'elle permet de représenter de façon équivalente les 5 DRAFT 26/09/11 connaissances qualitatives et quantitatives des experts, et qu'elle supporte un haut niveau d'évolution des hypothèses au cours du processus de modélisation. Les protocoles d'interaction proposés entre modélisateurs et experts se basent sur deux abstractions de cette implémentation: ODD (Overview, Design concepts, Details, un protocole de communication de modèle) et GAML (un langage de modélisation pour la programmation collaborative du modèle). La méthodologie proposée a été appliquée et validée dans le contexte d'une étude détaillée située en Asie du Sud Est (essentiellement au Nord Vietnam) par des épidémiologistes et des vétérinaires. Ceux-ci voulaient pouvoir évaluer, en l'absence de données de terrain ou de résultats d'expérimentation, l'effet de différentes hypothèses expliquant la réapparition récurrente de foyers épidémiques de grippe aviaire parmi la population domestique de volailles. Au cours de cette coopération interdisciplinaire, qui a duré quatre ans, plusieurs "modèles monde" ont été co-conçus et implémentés au sein de la plate-forme GAMA, et utilisés comme "laboratoires virtuels" par les experts. Cette collaboration, et ces résultats, ont permis de tester un large champ d'hypothèses (en particulier sur les conditions locales de persistance), d'avoir une meilleure compréhension du rôle de l'environnement spatial, des facteurs écologiques et sociaux dans la survie et la propagation du virus et ont également permis de réorienter certaines des études de terrains.
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Barrios, Ginart Jorge. "Modèles dynamiques décrits par Inclusions différentielles en épidémiologie : le cas de la dengue et le cas du VIH." Thesis, Antilles-Guyane, 2011. http://www.theses.fr/2011AGUY0413.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous présentons deux modèles mathèmatiques qui simulent la dynamique d'une épidémie de dengue à Cuba. Le premier modèle est décrit par un système d'équations différentielles ordinaires dans le but d'estimer certains paramètres essentiels dans l'évolution de l'èpidérnie. Le deuxième modèle utilise une inclusion différentielle afin de simuler la dynamique sous incertitudes. Nous passons aussi en revue une famille de modèles d'équations différentielles pour l'épidémie de VIH/SIDA à Cuba et nous reformulons l'un de ces modèles en une inclusion différentielle. En outre, pour analyser le comportement de ces deux épidémies et l'effet de l'intervention nous développons un algorithme pratique pour le calcul des ensembles atteignables des inclusions différentielles, qui fournit un cadre mathématique nous permettant de faire des prédictions appropriées de toutes les variables d'état des modèlesLn this work we present two mathematical models that simulate the dynamics of an epidemic outbreak of dengue disease in Cuba. The i first model is described by a system of ordinary differential equations with the purpose of estimaling some essential parameters in the evolution of the epidemie. The second model uses a differential inclusion in order to simulate the dynamic under uncertainties. Also, we review a family of ordinary differential equations models of HIV/AIDS epidemic in Cuba and one of these models is reformulated as a differential inclusion. In addition, to analyze the behavior of these two epidemies and the effect of intervention, we develop a practical algorithm for the computation of the reachable sets of the differential inclusions, providing a mathematical framework allowing us to make suitable predictions of aII state variables of the models at a future time
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Noubissi, Justin-Hervé. "Modélisation et simulation spatio-temporelles de systèmes dynamiques complexes avec application en épidémiologie : cas du paludisme." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS281.
Full textAbstract:
L’éradication du Paludisme est une préoccupation majeure à laquelle se frottent informaticiens, mathématiciens, épidémiologistes, entomologistes, médecins et bien d’autres. Des propositions sont faites, de la guérison des malades à la disparition totale de la maladie. Seulement voilà, la collaboration pas toujours efficiente entre tous ces scientifiques conduit à une mise en place de prototypes incomplets ou à une sous-exploitation des résultats obtenus. Les facteurs environnementaux et climatiques font partie de ces éléments généralement omis par les informaticiens et mathématiciens dans la modélisation de la dynamique de transmission du paludisme. Les pays tropicaux qui sont les plus concernés par la maladie sont aussi pour la plupart des pays sous-développés ou en voie de développement, les données statistiques y sont souvent inexistantes ou à accès difficile. Les populations, constamment en mouvement, traversent des écosystèmes variés présentant des conditions environnementales et climatiques parfois différentes d’une région à une autre. Nous proposons dans cette thèse, une modélisation qui intègre ces éléments migratoires, spatiaux et temporels, tout en nous assurant des conditions de stabilité au sens mathématique. Nous étudions les approches existantes, puis, nous proposons trois types de modèles que nous comparons : un modèle méta-population sans considération des facteurs climatiques, un modèle méta-population avec considération des facteurs climatiques au moment du contact Humain-Moustique et un modèle méta-population avec considération des facteurs climatiques tout au long de la vie du moustique ; ce dernier est apparu comme le plus réalisteStomping out malaria remains a big challenge for computer scientists, mathematicians, epidemiologists, entomologists, medicine doctors and many others. Their approaches range from the cure of the patients to the total disappearance of the disease. However, the collaboration, not always efficient between all these scientists leads to the setting up of incomplete prototypes or to an under-exploitation of the results obtained. Environmental and climatic factors are part of these elements that are generally omitted by computer scientists and mathematicians in their modeling of the dynamic of the disease transmission. The tropical countries most affected by the disease are also mostly underdeveloped or developing countries and therefore, statistical data are often lacking or difficult to access. The populations are constantly in motion over ecosystems with different environmental and climatic conditions from one region to another. In this thesis, we propose a model that integrates migratory, spatial and temporal elements, while ensuring the stability conditions in the mathematical sense. We present the disease, study existing approaches and present their limitations in our context, and then propose three types of models that we compare: a meta-population model without consideration of climatic factors, a meta-populations with consideration of climatic factors during the human-mosquito contact and a meta-populations model with consideration of climatic factors throughout the evolutionary process of the mosquito ; This last appears to be the most realistic
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Bossard, Nadine. "Réflexions sur l'optimisation de quelque méthodes statistiques en épidémiologie du cancer du sein." Lyon 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LYO10004.
Full textAbstract:
La modélisation de l'effet de variables continues et éventuellement dépendantes du temps dans l'incidence et le pronostic du cancer du sein présente quelques particularités méthodologiques que nous avons approfondies à partir de deux exemples. Le premier exemple porte sur la prise en compte de l'âge à la ménopause dans les études d'incidence. Nous avons utilisé un modèle d'incidence dont les paramètres ont été estimés en prenant en compte la variabilité inter-individuelle des facteurs génitaux intervenant dans le modèle. Ceci a rendu possible une étude de simulation dont l'objectif était d'étudier différentes modélisations de la covariable " ménopause ". Le deuxième exemple porte sur l'étude de la forme fonctionnelle reliant un marqueur tumoral quantitatif à son impact pronostique, à l'aide des splines de lissage (Smoothing Splines) et de la méthode des polynômes à puissance fractionnaire (Fractional Polynomials).
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Allard, Antoine. "Percolation sur graphes aléatoires - modélisation et description analytique -." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30822/30822.pdf.
Full textAbstract:
Les graphes sont des objets mathématiques abstraits utilisés pour modéliser les interactions entre les éléments constitutifs des systèmes complexes. Cette utilisation est motivée par le fait qu’il existe un lien fondamental entre la structure de ces interactions et les propriétés macroscopiques de ces systèmes. La théorie de la percolation offre un paradigme de choix pour analyser la structure de ces graphes, et ainsi mieux comprendre les conditions dans lesquelles ces propriétés émergent. Les interactions dans une grande variété de systèmes complexes partagent plusieurs propriétés structurelles universelles, et leur incorporation dans un cadre théorique unique demeure l’un des principaux défis de l’étude des systèmes complexes. Exploitant une approche multitype, une idée toute simple mais étonnamment puissante, nous avons unifié l’ensemble des modèles de percolation sur graphes aléatoires connus en un même cadre théorique, ce qui en fait le plus général et le plus réaliste proposé à ce jour. Bien plus qu’une simple compilation, le formalisme que nous proposons augmente significativement la complexité des structures pouvant être reproduites et, de ce fait, ouvre la voie à plusieurs nouvelles avenues de recherche. Nous illustrons cette assertion notamment en utilisant notre modèle pour valider et formaliser certaines intuitions inspirées de résultats empiriques. Dans un premier temps, nous étudions comment la structure en réseau de certains systèmes complexes (ex. réseau de distribution électrique, réseau social) facilite leur surveillance, et par conséquent leur éventuel contrôle. Dans un second temps, nous explorons la possibilité d’utiliser la décomposition en couches “k-core” en tant que structure effective des graphes extraits des systèmes complexes réels. Enfin, nous utilisons notre modèle pour identifier les conditions pour lesquelles une nouvelle stratégie d’immunisation contre des maladies infectieuses est la stratégie optimale.Graphs are abstract mathematical objects used to model the interactions between the elements of complex systems. Their use is motivated by the fact that there exists a fundamental relationship between the structure of these interactions and the macroscopic properties of these systems. The structure of these graphs is analyzed within the paradigm of percolation theory whose tools and concepts contribute to a better understanding of the conditions for which these emergent properties appear. The underlying interactions of a wide variety of complex systems share many universal structural properties, and including these properties in a unified theoretical framework is one of the main challenges of the science of complex systems. Capitalizing on a multitype approach, a simple yet powerful idea, we have unified the models of percolation on random graphs published to this day in a single framework, hence yielding the most general and realistic framework to date. More than a mere compilation, this framework significantly increases the structural complexity of the graphs that can now be mathematically handled, and, as such, opens the way to many new research opportunities. We illustrate this assertion by using our framework to validate hypotheses hinted at by empirical results. First, we investigate how the network structure of some complex systems (e.g., power grids, social networks) enhances our ability to monitor them, and ultimately to control them. Second, we test the hypothesis that the “k-core” decomposition can act as an effective structure of graphs extracted from real complex systems. Third, we use our framework to identify the conditions for which a new immunization strategy against infectious diseases is optimal.
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Andraud, Mathieu. "Modélisation de la dynamique d’infection par le circovirus porcin de type 2 (PCV-2) dans un élevage de type naisseur-engraisseur." Rennes 1, 2008. http://www.theses.fr/2008REN1S143.
Full textAbstract:
Un modèle stochastique individu-centré représentant la dynamique de population au sein d’un élevage de production porcine a été développé, puis couplé avec un modèle épidémiologique spécifique au circovirus porcin de type 2 (PCV-2), agent étiologique de la maladie de l’amaigrissement du porcelet (MAP). Un effort particulier a été porté sur l’estimation des paramètres du modèle épidémiologique pour laquelle deux essais expérimentaux de transmission du virus ont été mis en place. Le modèle résultant a permis de tester l’impact de différentes stratégies de conduite et mesures de prophylaxie sur la dynamique d’infection, identifiée comme facteur de risque majeur du développement de la maladieA stochastic individual-based model has been developed to represent the population dynamics within a pig production herd and coupled with a PCV-2 specific epidemiological model. Two experimental transmission studies were carried out to estimate accurately the main parameters of the epidemiological model. The resulting model has been used to evaluate the influence of husbandry and control measures on PCV-2 within herd infection dynamics, previously identified as a major risk factor for post-weaning multisystemic wasting syndrome
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Yacheur, Souâd. "Modélisation et étude mathématique de la propagation d’une maladie vectorielle (paludisme) au sein d’une population." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0311.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est l’étude d’une classe de modèles mathématiques décrivant quelques problèmes relatifs à l’infection par le parasite Plasmodium falciparum qui cause le paludisme et dont le vecteur est le moustique.On divise le travail en trois grandes parties, la première partie concerne l’analyse de la propagation du paludisme au sein d’une population isolé. On a étudié la stabilité globale de l'équilibre sans maladie en fonction des différents paramètres épidémiologiques quand nombre de reproduction de base est inférieur à un. Quand ce nombre est supérieur à on a prouvé l’existence d’un unique équilibre endémique. En s'inspirant de l'approche géométrique introduite par Li et Muldowney, on a donné une condition suffisante pour que cet équilibre endémique soit globalement asymptotiquement stable.Un estimateur d'état est construit dans le but d'estimer la taille des différentes classes des populations humaines en utilisant la mesure du nombre de nouveaux humains infectés par unité de temps. Nous avons aussi proposé deux stratégies de contrôle pour éradiquer la maladie. Enfin pour mieux comprendre la dynamique de propagation de la maladie et pour désigner les paramètres les plus influençant, nous avons fait l'étude de la sensibilité locale du nombre de reproduction de base par rapport à chaque paramètre. La deuxième partie est dédiée à l’étude d’un modèle qui décrit l’interaction et la propagation de la maladie au sein d’une population humaine divisée en deux sous-population locaux et non-locaux, la première sous-population suit une croissance linéaire quant à la population des non-locaux suit une croissance logistique au sein de la première. Nous faisons le choix d'étudier l'impact de la migration des personnes d'un pays endémique vers un autre pays déclaré sans maladie ou vers l'éradication de la maladie. Notre analyse a donné des conditions de la persistance de la maladie, nous avons étudié la possibilité de contrôle de la maladie dans un premier temps à travers le contrôle de la capacité limite, puis nous avons développé une méthode basée sur une matrice dite matrice de transmission vectorielle qui a servi à déterminer le lien entre les deux sous-populations et la population des moustiques, et en fonction des valeurs d'entrée de cette dernière dans le but de contrôler la maladie. Par ailleurs une étude de sensibilité locale et globale du niveau d'infecté locaux et non-locaux a été faite pour déterminer les paramètres d'entrées du modèle les plus influençant. La dernière partie est consacrée à l’étude de la dynamique globale des modèles avec de multiples sous-populations qui sont supposés faiblement inter-connectées. Notre travail met en évidence une procédure qui permet d'avoir une analyse complète de beaucoup de systèmes dynamiques modélisant la propagation d'une maladie qui fait intervenir différentes populations. Le but est de pouvoir déterminer la stabilité globale de l'équilibre sans maladie quand le nombre de reproduction de base est inférieur à un ainsi que la stabilité globale des différents types (intérieurs ou frontière) des équilibres endémiques en fonction des différents nombres de reproduction de base locaux et de la nature des interconnexions entre les composantes du réseauThe main purpose of this thesis is to study a class of mathematical models describing some problems related to the infection by the Plasmodium falciparum parasite which causes malaria and whose vector is the mosquito.The work is divided into three main parts, the first part is related to the analysis of the spread of malaria in an isolated population. The global stability of the disease-free equilibrium is studied according to the different epidemiological parameters when the number of basic reproduction is lower than one. When this number is higher than one, the existence of a unique endemic equilibrium is proved. Inspired by the geometric approach introduced by Li and Muldowney, we provided a sufficient condition for this endemic equilibrium to be globally asymptotically stable.A state estimator was constructed to estimate the size of human populations based on the measurement of the number of newly infected humans per unit time. We also proposed two control strategies to eradicate the disease.Finally, to better understand the dynamics of the spread of the disease and to identify the most influential parameters, we have studied the local sensitivity of the number of basic reproduction with respect to each parameter.The second part is about the study of a model that describes the interaction and the spread of the disease within a human population that is divided into two subpopulations, local and non-local. The first subpopulation follows a linear growth while the non-local population follows a logistic growth among the first. We choose to study the impact of the migration of people from an endemic country to another country declared free of the disease or towards the eradication of the disease.Our analysis yielded conditions of the persistence of the disease, we studied the possibility of controlling the disease in a first step through the control of the carrying capacity, then we developed a method based on a matrix called matrix of vectorial transmission which was used to determine the link between the two subpopulations and the population of mosquitoes, according to the values of this matrix entries in order to ensure the control of the disease spread. In addition, a local and global sensitivity study of the level of local and non-local infection was performed to determine the most influential model input parameters.The last part is devoted to the study of the global dynamics of models with multiple subpopulations that are assumed to be weakly interconnected. Our work highlights a process that allows us to perform a complete analysis of many dynamical systems modeling the spread of a disease that involves different populations. The objective is to be able to determine the global stability of the disease-free equilibrium when the basic reproduction number is less than one as well as the global stability of the different types (interior or frontier) of endemic equilibria as a function of the different local basic reproduction numbers and the nature of the interconnections between the network components
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Duret, Marie-Pierre. "Les modèles en phytopathologie : étude du champignon Sclerotinia sclerotiorum sur colza (Brassica napus)." Lyon 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LYO10120.
Full textAbstract:
Le travail se situe au carrefour de plusieurs disciplines qui sont la biologie des populations, l'epidemiologie d'une maladie sur plantes, la modelisation, l'agronomie et la biometrie. La synthese bibliographique s'attache a une litterature specifique du domaine d'etude envisage, la phytopathologie. Sont presentes les modeles les plus couramment employes pour decrire et predire le developpement des maladies sur plantes, pour estimer les pertes de rendement qu'elles entrainent. Les problemes rencontres lors de l'acquisition des donnees indispensables a leur elaboration et leur mise en place sur le terrain sont discutes. L'importance de la notion de seuil de nuisibilite (biologique et economique) pour la construction d'un modele de prevision de pertes de rendement est egalement mise en evidence. Le systeme biologique etudie concerne un champignon ascomycete, sclerotinia sclerotiorum, qui se developpe sur le colza (brassica napus l. Var. Oliefera) et affecte son rendement. Les donnees sont fournies par le cetiom. Le protocole experimental permettant une etude epidemiologique de ce champignon est detaille, valide et des ameliorations possibles sont proposees. Des donnees issues d'enquetes agronomiques ou d'itineraires techniques sont egalement etudiees. Une partie methodologique montre l'apport des analyses multivariees (acp, acm, acp inter et intra-classes) au traitement de donnees d'epidemiologie vegetale en insistant sur leur interet pour la selection des variables reellement explicatives de la maladie et pour l'etude de l'influence de differents taux d'attaque, sur les variables morphologiques et le rendement. Une methodologie particuliere, derivee de la regression orthogonale, et l'utilisation de la methode d'analyse multitableaux statis sont proposees. Les criteres statistiques d'aide a la selection de la meilleure equation de regression sont egalement presentes. L'impact de faibles taux d'attaque de sclerotinia sclerotiorum sur le rendement du colza et l'existence d'une relation entre les caracteristiques morphologiques des plantes et le developpement d'une attaque sont etudies. Les resultats obtenus permettent d'emettre une hypothese sur le fonctionnement de la maladie dans le cas d'une faible attaque de sclerotinia sclerotiorum
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Guedj, Jérémie. "Inférence dans les modèles dynamiques de population : applications au VIH et au VHC." Bordeaux 2, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR21371.
Full textAbstract:
L'étude des modèles explicatifs du VIH basés sur des systèmes d'équations différentielles ordinaires non-linéaires a consiférablement amélioré les connaissances sur la dynamique de l'infection. En raison des difficultés d'inférence dans ces modèles, les principaux résultats ont été obtenus en faisant des estimations patient-par-patient sur des modèles simplifiés. Toutefois, ces modèles ne permettent pas de considérer la dynamique de l'infection dans son ensemble. C'est pourquoi nous développons ici une méthode d'inférence par maximisation directe de la vraisemblance sur des modèles non simplifiés, en utilisant la structure particulière de ces modèles ainsi que les variabilités inter-patients. En prenant en compte la censure de la charge virale, nous appliquons notre méthode sur des données réelles et montrons son intérêt, en particulier pour définir des critères alternatifs d'analyse des essais cliniques. Efin, nous étudions l'identifiabilité pratique de ces modèlesThe study of the dynamical models of HIV, based on non- linear systems of Ordinary Differential Equations has considerably improved the knowledge on its pathogenicity. This modelling leads to complex issues for identifiability and parameter estimation. To overcome these difficulties, the first models used simplified ODE systems and analyzed each patient separately. However, these models prevent from considering the course of the infection as a whole. We propose here an alternative way based on a full likelihood inference, using the particular structure of the non-simplified models and borrowing strength from the whole sample. We apply it to real data, taking into account the viral load left-censoring, and we illustrate the interest of this approach to provide an alternative tool for analyzing clinical trials. Last, we study the practical identifiability of these models
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Gauzère, Franck. "Approche non-paramétrique pour un modèle 3 états avec censures par intervalles : application à la dépendance." Bordeaux 2, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR28709.
Full text
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Tsanou, Berge. "Etude de quelques modèles épidémiologiques de métapopulations : application au paludisme et à la tuberculose." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0055/document.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est la modélisation, l'analyse mathématique et la simulation de modèles épidémiologiques de métapopulations basées sur quelques approches modernes de la mobilité (mouvement) des individus. Ensuite d'examiner l'influence de la mobilité des humains sur la propagation de certaines maladies infectieuses. Enfin de s'attaquer à la difficile question de l'existence de la stabilité des équilibres endémiques pour des modèles de métapopulations. Nous proposons des modèles de métapopulations qui étendent sur plusieurs patches des modèles épidémiologiques déjà connus sur un seul patch pour certaines maladies infectieuses telles que le Paludisme, la Tuberculose et certaines maladies sexuellement transmissibles qui ne confèrent aucune immunité. Nos modèles sont basés sur des modèles de mobilité des humains qui prennent des formes différentes conduisant à plusieurs approches de la modélisation des métapopulations : les formulations d'Euler, de Lagrange du mouvement des particules (ici des humains) empruntés à la Mécanique des Fluides et une dernière formulation statistique plus récente prenant en compte les degrés des patches du réseau de métapopulations. Nous en donnons chaque fois une analyse mathématique rigoureuse. Le cadre théorique mathématique qur lequel nous nous appuyonspour donner une analyse complète de nos modèles est celui des systèmes dynamiques triangulaires, monotones ou anti-monotones et l'usage des techniques de Lyapunov-Lasalle est indispensable. Dans les deux premières parties de ce travail, nous prouvons que les solutions stationnaires (équilibres) des modèles obtenus sont globalement asymptotiquement stable lorsque le nombre de reproduction de base R01 (pour l'unique équilibre endémique). Dans la dernière partie, nous construisons un modèle de propagation de la tuberculose en s'appuyant sur les deux types forces d'infections les plus utilisées en modélisation mathématique des épidémies : la transmission fréquente-dépendante et la transmission densité-dépendante. Nous donnons pour chaque type de modèle, la formule explicite du nombre de reproduction de base. Nous montrons ensuite pour le modèle fréquente-dépendante, que l'équilibre sans maladie est globalement asymptotiquement stable lorsque R0<1. Et que pour le modèle à transmission densité-dépendante, nous prouvons l'existence d'un équilibre endémique lorsque R0>1. A la fin de chaque partie, des simulations numériques sont effectuées pour examiner l'influence des la mobilité des individus sur le nombre de reproduction de base R0, sur les solutions de nos systèmes et par conséquent sur la propagation de la maladie en étudeThe objective of this thesis is first the modeling, the mathematical analysis and numerical simulations of the metapopulation models of infectious diseases based on some modern approaches of the mobility patterns of humans. Secondly to examine the influence of the mobility (movement) of people on the spread of some human infectious diseases. Finally to deal with the difficult question of the existence and stability of endemic equilibria of metapopulation models. For certain diseases such as Malaria, Tuberculosis or some Sexually Transmitted Diseases that do not confer any immunity, we give some metapopulation models that extend to multiple patches the well know epidemiological models in one patch. Our models are based on the mobility patterns of humans wich can take different forms leading to numerous approaches of modeling metapopulations : the Euler approach of the movement of particles (here humans) as in Fluid Mechanics, is used in the first part. The Lagrange approach of the movement of particles (here humans) as in Fluid Mechanics, is used in the second part. The last and more recent approach based on Statistical Mechanics, wich takes into account the degree distribution of the network of the metapopulation is used in the third and last part of this work. For each approach, we build a metapopulation model for a chosen disease, and gve its mathematical analysis. The theoretical framework we use to analyze ou models is that of triangular, monotone or anti-monotone non-linear dynamical systems. We also use some Lyapunov-Lasalle techniques. In the fisrt two parts of our work, we prove that the steady solutions (called equilibria) of the given systems are globally asymptotically stable when the basic reproduction number R0 is less than or equal to the unity (for the disease free equilibria), and when R0 is greater than one (for the endemic equilibria). In the last part, we build a model to describe the spreading of tuberculosis hinging on the two most used forces of infection in mathematical modeling of epidemics : the frequency-dependant transmission and the density-dependant transmission. For each type of trasmission model, we give the explicit formula for the basic reproduction number. We prove for the frequency-dependant transmission model, that the disease free equilibrium is globally asymptotically stable when R0 is less than one. And for the density-dependant transmission model, we prove the existence of an endemic equilibrium when R0 is greater than one. Numerical simulations are performed at the end of each part to examine the influence of human's mobility on the basic reproduction number, as well as on the behavior of the solutions and consequently on the spreading patterns of the diseases under study
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Allorent, Delphine. "Analyse et modélisation épidémiologique de la tache angulaire du haricot ("Phaseolus vulgaris") due à "Phaeoisariopsis griseola"." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20041.
Full text
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Bourdin, Félicien. "Modélisation macroscopique de mouvements de foule à deux types, modèles SIR condensés." Thesis, université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPASM013.
Full textAbstract:
On étudie dans cette thèse la modélisation macroscopique des mouvements de foule dans le cas d'une population divisée en plusieurs types ayant des comportements différents, ainsi que le développement de modèles d'épidémiologie dits ``SIR'' permettant l'analyse de la propagation d'une maladie infectieuse dans une école. Ces deux problématiques ont été étudiées séparément~: au sujet initial (les mouvements de foule) s'est superposé le problème de modélisation d'épidémie en milieu scolaire suite à une sollicitation de MODCOV19, une plateforme créée par le CNRS et l'INSMI pour centraliser et coordonner les projets de modélisation autour de l'épidémie de COVID-19. Cette thèse est donc composée de deux parties indépendantes. On analyse d'une part la convergence de différents schémas numériques découlant d'approches différentes de l'équation de mouvement de foule à deux types - flot gradient, catching-up, volumes finis. On étudie également l'homogénéisation de modèles microscopiques de particules vers le problème macroscopique. On s'intéresse enfin au problème inverse d'identification des paramètres des modèles étant donnée l'observation d'un mouvement de foule. D'autre part, on développe un type de modèle SIR dit ``condensé'', où les quantités épidémiologiques sont définies à l'échelle de groupes d'individus. On analyse formellement la qualité du processus de condensation lorsque l'on a accès à l'ensemble des interactions dans la population, et on présente l'implémentation effective réalisée en collaboration avec MODCOV19We study in this thesis the macroscopic modelling of crowd motion in the case of a population divided in several types that may have different behaviours, as well as the development of SIR models in order to analyse the spread of an infectious disease in a school. These two issues were studied separetely. As the original topic of this thesis was crowd motion, we answered to a proposition of MODCOV19 - a platform created by CNRS and INSMI to centralize and coordinate modeling projects on the COVID-19 outbreak - to design epidemiological models adapted to school media. This work is thus composed of two independent parts. On the one hand we analyse the convergence of several numerical schemes that stem from different standpoints on the macroscopic crowd motion equation - optimal transport, gradient flow, finite volumes. We study as well the homogenization of microscopic models of particles towards the macroscopic model. We eventually investigate the inverse problem of identifying of the parameters of a model, being observed the motion of a crowd. On the other hand, we develop a class of ``condensed'' SIR models, where the epidemiological quantities are defined at the scale of groups of individuals. We formally analyse the quality of the condensation process when a full description of the interaction within the population is available. We then detail the implementation carried out in collaboration with MODCOV19
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Courcoul-Lochet, Aurélie. "Modélisation de la propagation de Coxiella burnetii en troupeau bovin laitier." Rennes 1, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00591053.
Full textAbstract:
Q fever is a worldwide zoonosis caused by Coxiella burnetii which induces reproductive disorders in livestock. Ruminants are also recognized as the most important source of human infection. Therefore, the control of this infection in cattle is crucial to limit both the infection in livestock and the zoonotic risk. The objective of this thesis was to better understand the natural course of the infection within dairy cattle herds in order to propose effective control measures. A stochastic individual-based model in discrete time was conceptualised to represent the C. Burnetii spread within a dairy herd. Its main epidemiological parameters were assessed from field data using a Bayesian approach. As a great heterogeneity between shedder cows, known to impact infection dynamics, has been described, the shedding routes and levels were explicitly represented in a variant of the first model. The most influential parameters of the infection dynamics, identified through a sensitivity analysis, were the levels of shedding, the characteristics of the bacterium in the environment and some physiological features of cows. Lastly, the long-term effectiveness of three different vaccination strategies in reducing the shedders prevalence, the number of abortions, the environmental bacterial load, and in leading to infection extinction was tested by simulation. A 10-year vaccination programme for both cows and heifers was found to be the most effective one. Besides providing a better understanding of C. Burnetii infection dynamics, this work can help prioritizing needs of research and designing effective control programmes for Q fever in cattleLa fièvre Q est une zoonose mondialement répandue due à Coxiella burnetii. Elle peut engendrer des troubles de la reproduction chez les ruminants. De plus, ces derniers constituent la principale source d’infection pour l’Homme. Il est donc nécessaire de lutter contre la propagation de C. Burnetii en troupeaux bovins pour améliorer les performances de ces élevages et limiter le risque zoonotique. L’objectif de cette thèse a été de mieux comprendre la propagation de l’infection au sein d’un troupeau bovin laitier, afin de mieux la contrôler. Un modèle épidémiologique stochastique, individu-centré et en temps discret représentant la propagation intra-troupeau de C. Burnetii a été développé. Ses paramètres ont été estimés à partir de données de terrain en utilisant une approche Bayésienne. Une forte hétérogénéité entre vaches excrétrices ayant été rapportée, les voies et niveaux d’excrétion ont été explicitement représentés dans une variante du premier modèle. Les paramètres influençant le plus la dynamique d’infection, identifiés par une analyse de sensibilité, étaient les niveaux d’excrétion, les caractéristiques de la bactérie dans l’environnement et certains traits physiologiques des animaux. Enfin, trois stratégies de vaccination ont été représentées dans le modèle et leurs efficacités à long terme ont été comparées par simulation. La vaccination des vaches et génisses pendant 10 ans s’est avérée la stratégie la plus efficace. En conclusion, outre une meilleure compréhension de la dynamique d’infection, ce travail fournit une aide à la priorisation des besoins de recherche et à la définition des mesures efficaces pour contrôler la fièvre Q en troupeaux bovins laitiers
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Nkague, Nkamba Léontine. "Robustesse des seuils en épidémiologie et stabilité asymptotique d'un modèle à infectivité et susceptibilité différentielle." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0382.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse s'articule en deux parties. La première partie s'intéresse à la robustesse du nombre de reproduction de base R0 et du nombre de reproduction type (T), qui sont des seuils pour des systèmes épidémiques. Nous montrons que ces paramètres seuils ne sont pas des jauges fiables pour évaluer la distance qui sépare la Jacobiene (J) du système, calculé au point d'équilibre sans maladie à l'ensemble des matrices stables (S) si J est instable, (respectivement où l'ensemble des matrices instables (U) si J est stable). La deuxième partie se penche sur l'étude d'un modèle déterministe (S V E I R), où S représente les susceptibles, (V) les vaccinés,( E) les latents, (I )les infectieux et( R ) les immuns. Dans le dit modèle, les vaccinés sont considérés comme des « susceptibles dans une moindre mesure » du fait que le vaccin ne garantit pas une immunité totale. Le nombre de reproduction de base Rvac qui assure l'existence et l'unicité de l?équilibre endémique est déterminé. La globale stabilité de l'équilibre endémique est établie en utilisant les techniques de Lyapunov quand Rvac > 1. Ce résultat améliore un résultat de GumelThis memory is divided in two parts. The first part talk about robustness of basic reproduction number R0 and basic reproduction number type S (T) both of them are thresholds for epidemic systems. We show that those thresholds are not good indicators to evaluate the distance between the jacobian matrix J(DFE) of system at the disease free equilibrium (DFE) and the set of stable ( S_t) or unstable (U ) matrix. The second part talk about an deterministic model ( S V E I R) ; where (S) represent the susceptibles ; (V) the vaccined ; (E) the latents,(I) the infectious, and (R) the removed. In this model, the vaccined are considered like susceptibles, because the vaccine don't confers an perfect immunity. The Basic reproduction number, (R_vac), who ensures the existence and unicity of endemic equilibrium is determined. The global stability of endemic equilibrium point is established using Lyapunov technics when (R_vac) is greater than one (R_vac)> 1
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Cisse, Baki. "Automates cellulaires pour la modélisation et le contrôle en épidémiologie." Thesis, Perpignan, 2015. http://www.theses.fr/2015PERP0011.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse traite de la modélisation et du contrôle des maladies infectieuses à l’aide des automates cellulaires. Nous nous sommes d’abord focalisés sur l’étude d’un modèle de type SEIR. Nous avons pu monter d’une part qu’un voisinage fixe pouvait entrainer une sous-évaluation de l’incidence et de la prévalence et d’autre part que sa structure a un impact direct sur la structure de la distribution de la maladie. Nous nous sommes intéressés également la propagation des maladies vectorielles à travers un modèle de type SIRS-SI multi-hôtes dans un environnement hétérogène.Les hôtes y étaient caractérisés par leur niveau de compétence et l’environnement par la variation du taux de reproduction et de mortalité. Son application à la maladie de Chagas, nous a permis de montrer que l’hétérogénéité de l’habitat et la diversité des hôtes contribuaient à faire baisser l’infection. Cependant l’un des principaux résultats de notre travail à été la formulation du nombre de reproduction spatiale grâce à deux matrices qui représentent les coefficients d’interactions entre les différentes cellules du réseauThis PhD thesis considers the general problem of epidemiological modelling and control using cellular automata approach.We first focused on the study of the SEIR model. On the one hand, we have shown that the traditionnal neighborhood contribute to underestimate the incidence and prevalence of infection disease. On the other hand, it appeared that the spatial distribution of the cells in the lattice have a real impact on the disease spreading. The second study concerns the transmission of the vector-borne disease in heterogeneous landscape with host community. We considered a SIRS-SI with various level of competence at witch the environnment heterogeneity has been characterized by the variation of the birth flow and the death rate. We simulated the Chagas disease spreading and shown that the heterogeneity of habitat and host diversity contribute to decrease the infection. One of the most important results of our work, was the proposition of the spatial reproduction number expression based on two matrices that represent the interaction factors between the cells in the lattice
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Soubeyrand, Samuel. "Spécifier un processus caché non modélisé en déterminant le lien asymptotique entre résidus et processus caché : application à l'analyse de la variabilité dans les expériences de propagation des rouilles du blé." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20075.
Full text
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Guigal, Pierre-Michel. "Modélisation de la propagation infectieuse dans un réseau organise d'individus : apport de la prétopologie et de la géometrie fractale." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0064.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une modélisation du pronostic et du diagnostic d'une maladie dont la propagation est très liée à l'organisation de la population. Compte tenu des hypothèses, on met en évidence le fait que les caractéristiques de susceptibilité (déterminées à partir de relations locales) engendrent un type d'organisation globale de la population et constitue un facteur essentiel pour le pronostic. La tremblante du mouton nous sert de support concret dans notre démarche. La prétopologie nous a permis de formaliser un premier modèle ensembliste de l'organisation de la population et suggère qu'une loi d'échelle structure le réseau des relations locales. Cette propriété conduit à rechercher un comportement autosimilaire dans la constitution des clusters. Les méthodes syntaxiques de la reconnaissance de forme nous ont permis de dégager un modèle grammatical de la constitution d'un cluster au sein d'un réseau de relations locales. Celui-ci met en évidence la propriété d'autosimilarité qui nous autorise à formuler notre objectif d'analyse de la structure globale dans le cadre de la géométrie fractale. L'adaptation de la loi de distribution de Zifp-Mandelbrot à l'organisation hiérarchique de cette relation locale nous a permis d'en construire une méthode d'analyse paramétrique. L'intégration des données paramétriques issues de cette analyse dans un système d'équations différentielles nous a conduit à proposer un modèle compartimental d'un type nouveau pour une représentation analytique des phénomènes complexes de la diffusion dans un réseau. Afin de valider notre approche synthétique des phénomènes de diffusion dans un réseau organisé, nous avons construit un algorithme d'automate cellulaire pour la simulation des événements locaux de relation et de diffusion. Les résultats obtenus par la méthode analytique sont en accord avec ceux que donne le modèle distribué, et montrent que ce type d'approche est opérantThis report deals with forecast and diagnosis modelling of a disease wich spread is intimately linked to the population organisation. According to some hypothesis, we bring to the fore that the characteristics of susceptibility (defined as local relations) give raise to a kind of global organisation in the population. This characteristic forms a main factor in forecasting. Scrapie in sheep give us a concrete support for this approach. The pretopological theory allows us to design a simplified model of the population organisation and suggests that a scale law may structure a network of local relations. This property leads to look for a self similar process in the clusters consitution. We implement pattern recognition methods based on syntax to design a model of cluster constitution on a network of local relations. This on reveals the self similarity property wich allows us to formulate the aim of analysis in the frame of fractal geometry. An adaptation of the Zifp-Mandelbrot law to hierarchic organisation of the local relations enable us to propose a parametric method of anlaysis. We use these results in a new kind of compartmental model that give an analytic representation of the complex phenomena of spreak in a network. In order to validate this synthetic approach of complex spreak in a network, we propose a cellular automaton for simulation of local events as relation and spread. We obtain similar results by the two ways. This result suggests that the synthetic approach is operative
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Mbiaga, Cyrille. "Contributions méthodologiques à une analyse de la dynamique socio-spatiale des infections à VIH en Afrique centrale : régions de Batouri (Cameroun), Berberati (Centrafrique)." Aix-Marseille 3, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX30088.
Full textAbstract:
A partir des donnees de l'enquete effectuee en 1992 dans la region de batouri - berberati, cette recherche propose de caracteriser les itineraires sociaux et geographiques du virus. Les demarches epidemiologique et socio-geographique sont mises a contribution pour prendre en compte la complexite des mecanismes en jeu dans la diffusion, pour combiner les interactions des determinants majeurs et les localiser selon les sites. Ces interactions sont saisies dans l'organisation et le fonctionnement de la societe et de l'economie, pour repondre a l'objectif d'une modelisation eco-epidemiologique du vih. Les techniques mathematiques d'analyse des donnees et d'analyse spatiale sont deployees a l'interface entre les deux demarches pour enrichir, ou aider a la representation des faits et processus lies a l'infection. Des resultats dessinent globalement des profils epidemiologiques par sexe. Un systeme social des influences renvoie au statut matrimonial et a une syphilis active la description d'une diffusion sociale. Selon l'effet des sites sur le role des variables des individus dans le niveau des prevalences, un systeme geographique est associe au precedent systeme. L'etude du reseau socio-geographique etablit que l'absence du conjoint parmi les femmes en union, le revenu monetaire d'origine tertiaire parmi les hommes hors union et l'experience venerienne des hommes en union sont des facteurs majeurs de la diffusion socio-spatiale. Des elements de l'environnement humain et physique qui jouent dans l'inegale vulnerabilite des collectivites font apparaitre qu'un site rural peut etre aussi determinant qu'un site urbain. Le resultat de la modelisation fait valoir des situations ecologiques differentielles de risques qui, associees au reseau routier et aux flux migratoires (supposes drainer des flux viraux), dessinent les itineraires du virus.
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Tellier, Eric. "Noyades et traumatismes liés aux vagues et marées sur le littoral océanique girondin : épidémiologie, modélisation et prévention." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0225.
Full textAbstract:
Les côtes girondines, dans le Sud-Ouest de la France, sont façonnées par les conditions océaniques. Les plages de sables y présentent des dangers tels que les courants d'arrachement et les vagues de bord. Ces phénomènes sont la cause de noyades et de traumatismes potentiellement graves, nécessitant des dispositifs de surveillance et de secours.Les objectifs de cette thèse étaient d'enrichir les connaissances utiles à l'intervention sur les noyades et traumatismes liés aux vagues selon plusieurs axes : en décrivant la population des victimes, en modélisant les risques et en déterminant les actions nécessaires à leur prévention.Dans un premier temps, les caractéristiques démographiques et la gravité des noyades et des traumatismes ont été décrites. En analysant les appels au Service d'Aide Médicale d'Urgence de la Gironde, 652 noyades et 814 traumatismes ont été recensés. À partir de ces données et en intégrant les observations météorologiques, un modèle de prévision du risque de noyade sur le littoral océanique girondin a été créé. Il a été ensuite validé, sur les données météorologiques prévisionnelles. Le risque de noyade liée aux courants d'arrachement peut ainsi être anticipé trois jours à l'avance. Les risques de traumatismes liés aux vagues de bord ont également fait l'objet de modélisation.Un cadre théorique de modélisation de l'histoire naturelle de la noyade à l'aide d'un processus de Markov à temps continu a été proposé. Il a permis, entre autre, de quantifier l'impact théorique d'une réduction du délai des secours sur la gravité des noyades. Une réduction du délai de médian des secours de 15 à 10 minutes permettrait une diminution de moitié des cas de noyade graves.Enfin, l'utilisation des prévisions du risque dans une action de prévention a été discuté à partir de concepts issus d'une revue de la littérature. Ces travaux permettront de mettre en place et d'évaluer une action de prévention de la traumatologie océane en GirondeThe Gironde coasts in southwestern France are shaped by ocean conditions. Sandy beaches are exposed to high-energy waves which create hazardous conditions with shore-break waves and rip currents. These phenomena cause drownings and potentially serious injuries, requiring patrolling and rescue means.The aims of this work were to study wave-related drownings and injuries (i.e. surf zone injuries, SZI) in several ways: by describing the population of victims, modelling the risks and identifying the actions needed to prevent them.First, the demographic characteristics and severity of SZI were described. By analysing calls to the Gironde Emergency Medical Aid Service, 652 drownings and 814 traumas were recorded. From these data and using meteorological data, a model was created to predict the risk of drowning on the Gironde surf coast. It was then validated, based on the weather forecasts. The risk of drowning due to rip-currents can thus be anticipated three days in advance. The risks factors of shorebreak related injury were also studied.A theoretical framework to describe the timeline of drowning, using a continuous Markov process, was proposed. It allowed, among other things, to simulate the theoretical impact of a reduction in rescue time on the severity of drownings. Shortening the median rescue time from 15 to 10 minutes would reduce severe drowning cases by half.Finally, the use of risk predictions in prevention action was discussed on the basis of concepts from a literature review. This work will make it possible to set up and evaluate an action to prevent SZI in Gironde
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Nkague, Nkamba Léontine. "Robustesse des Seuils en Épidémiologie et Stabilité Asymptotique d'un Modèle à Infectivité et Susceptibilité Différentielle." Phd thesis, Université de Metz, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00859521.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse s'articule en deux parties. La premiière partie s'intéresse à la robustesse du nombre de reproduction de base R0 et du nombre de reproduction type T, qui sont des seuils pour des systèmes épidémiques. Nous montrons que ces paramètres seuils ne sont pas des jauges fiables pour évaluer la distance qui sépare le Jacobien J du système, calculé au point d'équilbre sans maladie à l'ensemble des matrices stables (S) si J est instable, ( respectivement 'a l'ensemble des matrices instables ( U) si J est stable). La deuxième partie se penche sur l'étude d'un modèle déterministe (S V E I R), o'u S représente les susceptibles, V les vaccinés, E les latents, I les infectieux et R les immuns. Dans le dit modèle, les vaccinés sont considérés comme des "susceptibles dans une moindre mesure" du fait que le vaccin ne garantit pas une immunité totale. Le nombre de reproduction de base Rvac qui assure l'existence et l'unicité de l'équilibre endémique est déterminé La globale stabilité de l'équilibre endémique est établie en utilisant les techniques de Lyapunov quand Rvac > 1. Ce réesultat améliore un résultat de Gumel et al.
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Guifo, Fodjo A. Yvan. "Séparation des préoccupations dans les modèles compartimentaux étendus." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS262.
Full textAbstract:
La modélisation mathématique et la simulation informatique ont très souvent contribué à améliorer notre degré de compréhension, de prédiction et de prise de décision face aux épidémies. Cependant, un problème très souvent rencontré lors de l’élaboration et la mise en œuvre des modèles épidémiologiques est le mélange des différents aspects du modèle. En effet, les modèles épidémiologiques deviennent de plus en plus complexes au fur et à mesure que de nouvelles préoccupations sont prises en compte (âge, sexe, hétérogénéité spatiale, politiques de confinement ou de vaccination, etc.). Ces aspects, qui sont généralement entrelacés, rendent les modèles difficiles à étendre, à modifier ou à réutiliser. En modélisation mathématique appliquée à épidémiologie deux principales approches sont considérées. La première, celle des "modèles compartimentaux" s’est révélée robuste et apporte d’assez bons résultats pour de nombreuses maladies. Cependant elle prend difficilement en compte certaines sources d’hétérogénéités. La seconde approche, celle basée sur les "réseaux de contacts", s’est montrée intuitive à représenter les contacts entre individus et apporte de très bons résultats concernant la prédiction des épidémies. Toutefois, cette approche nécessite plus d’efforts lors de la mise en œuvre. Une solution a été proposée pour y faire face : il s’agit de Kendrick. C'est un outil et une démarche de modélisation et de simulation ayant montré des résultats prometteurs pour séparer les préoccupations épidémiologiques, en les définissant comme des automates stochastiques (chaîne de Markov à temps continu), qu’il est ensuite possible de combiner à partir d'un opérateur de somme tensorielle associatif et pseudo commutatif. Cependant, une limite significative à cette démarche est son application restreinte aux modèles compartimentaux. Compte tenu des particularités et des insuffisances de chaque approche, dans ces travaux de recherche, nous proposons une approche combinée entre modèles compartimentaux et modèles de réseaux de contacts. Il s'agit de généraliser la démarche Kendrick pour prendre en compte certains aspects des réseaux de contacts afin améliorer la qualité prédictive des modèles présentant une hétérogénéité significative dans la structure des contacts, tout en conservant la simplicité des modèles compartimentaux. Pour y parvenir, cette extension des modèles compartimentaux est rendu possible à partir de l'application du formalisme de la force d'infection de Bansal et al (2007) et du patron comportemental Template Method Design Pattern. Il en résulte une démarche facile à définir, à analyser et à simuler. Nous avons validé cette démarche sur différentes techniques pour généraliser les modèles compartimentaux. Les résultats de simulation ont montré que notre démarche parvient à capturer les aspects des modèles de réseaux de contacts au sein du cadre compartimental tout en améliorant la qualité de prédiction de l'outil Kendrick et ne s'éloignent pas d'une approche typique de simulation sur un modèle de réseaux de contactsMathematical modeling and computer simulation have very often contributed to improving our understanding, prediction, and decision making in the face of epidemics. However, a problem that is often encountered in the development and implementation of epidemiological models is the mixing of different aspects of the model. Indeed, epidemiological models become more and more complex as new concerns are taken into account (age, gender, spatial heterogeneity, containment or vaccination policies, etc.). These aspects, which are usually intertwined, make models difficult to extend, modify or reuse. In mathematical modeling applied to epidemiology, two main approaches are considered. The first one, the "compartmental models", has proven to be robust and provides fairly good results for many diseases. However, it does not take into account some sources of heterogeneity. The second approach, based on "contact networks", has proven to be intuitive to represent contacts between individuals and brings very good results concerning the prediction of epidemics. However, this approach requires more effort during the implementation. A solution to this problem has been proposed: Kendrick. It is a modeling and simulation tool and approach that has shown promising results in separating epidemiological concerns, by defining them as stochastic automata (continuous time markov chain), which can then be combined using an associative and pseudo commutative tensor sum operator. However, a significant limitation of this approach is its restricted application to compartmental models. Taking into account the particularities and shortcomings of each approach, in this research work, we propose a combined approach between compartmental models and contact network models. The aim is to generalize the Kendrick approach to take into account certain aspects of contact networks in order to improve the predictive quality of models with significant heterogeneity in the structure of the contacts, while maintaining the simplicity of compartmental models. To achieve this, this extension of compartmental models is made possible by applying the infection force formalism of Bansal et al (2007) and the behavioral Template Method Design Pattern. The result is an approach that is easy to define, analyze and simulate. We validated this approach on different techniques to generalize compartmental models. Simulation results showed that our approach succeeds in capturing the aspects of contact network models within the compartmental framework while improving the prediction quality of the Kendrick tool and does not deviate from a typical simulation approach on a contact network model
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Arduin, Hélène. "Modélisation mathématique des interactions entre pathogènes chez l’hôte humain : Application aux virus de la grippe et au pneumocoque." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLV010/document.
Full textAbstract:
De nombreux pathogènes sont soupçonnés d'interagir entre eux lorsqu’ils circulent dans les populations humaines. L'effet de ces interactions entre pathogènes peut être synergique ou antagoniste. Les avancées technologiques récentes en microbiologie ont favorisé la multiplication des études sur les interactions entre pathogènes chez l’hôte humain, notamment au sein des voies respiratoires. En effet, ces interactions peuvent jouer un rôle dans la dynamique de transmission des pathogènes concernés et avoir un impact conséquent sur la santé publique. Néanmoins, hormis certains systèmes plus souvent étudiés comme l’interaction entre la grippe et le pneumocoque pour laquelle des hypothèses mécanistiques spécifiques ont été suggérées, les connaissances concernant les mécanismes biologiques à l’origine de ces interactions restent limitées. De ce fait, un nouveau champ d'étude se développe soulevant de nombreuses questions. Du point de vue de la modélisation épidémiologique, il est nécessaire de répondre aux questions suivantes : comment formaliser les mécanismes sous-jacents à ces interactions dans des modèles mathématiques ? Quelles sont les conséquences de ces interactions sur la dynamique des infections dans les populations ? Dans quelles conditions et avec quelles méthodes les détecter à partir de données écologiques d’incidence, telles que celles rapportées par les systèmes de surveillance ? L’objectif du présent travail de thèse est de répondre à ces questions à partir de méthodes de modélisation statistique et mathématique, en travaillant spécifiquement sur les interactions entre grippe et pneumocoque. Bien que peu utilisée dans ce contexte, la modélisation mathématique permet une approche globale de ces phénomènes car elle formalise le lien entre l’échelle individuelle où ils se produisent et l’échelle de la population à laquelle ils peuvent être détectés. Dans un premier temps, j’ai conçu et développé un nouveau modèle agent afin de simuler la propagation simultanée de deux pathogènes en interaction dans une population humaine. Ce modèle a permis d’étudier au niveau populationnel les conséquences des phénomènes complexes liés à ces interactions, formalisées au niveau individuel. Notamment, j’ai montré que différentes hypothèses sur les mécanismes d’interaction entre la grippe et le pneumocoque conduisaient à des dynamiques d’incidence spécifiques. Dans un second temps, j'ai simulé à partir du modèle agent précédent des données similaires à des données de surveillance, pour lesquelles les mécanismes d’interaction et leur intensité étaient contrôlés. Les méthodes statistiques et mathématiques classiquement employées dans la littérature ont été appliquées à ces données. Les résultats ont montré leur capacité à identifier des associations entre pathogènes à partir d'un certain seuil, variable selon les méthodes et les mécanismes d'interaction. Enfin, dans le cadre d’une collaboration avec le CNRP et Santé Publique France, nous avons proposé une nouvelle méthode d'analyse des interactions entre pathogènes à partir de séries temporelles, basée sur l’étude de leur saisonnalité. Cette méthode a permis d'identifier une association faible dans les données françaises de syndromes grippaux et infections invasives à pneumocoque sur la période 2000-2014. Ainsi, les résultats et développements issus de ce travail de thèse permettent, par une approche de modélisation mathématique, une meilleure compréhension de l’impact des interactions au sein de l’hôte sur la dynamique d’incidence au niveau populationnel. Du fait du grand nombre de facteurs impliqués (pathogènes, hôte, environnement), la co-circulation de pathogènes en interaction dans une population est un système complexe que la modélisation est particulièrement apte à appréhender. Une meilleure compréhension de ces phénomènes est un enjeu capital pour le futur, notamment quant au développement de mesures de santé publique globales visant à réduire le fardeau des maladies infectieusesSeveral pathogens have been suggested to interact with each other while circulating within human populations. These between-pathogen interactions may be synergistic, when one pathogen favours another, or antagonistic when one pathogen is detrimental to the other. Recent technological developments in the field of microbiology have created new opportunities for studying between-pathogen interactions within the human host, and particularly in the respiratory tract. These interactions may have dramatic consequences on the transmission dynamics of the implicated pathogens, and consequent public health impacts. However, despite some mechanistic hypotheses having been formulated, especially for the well-studied influenza-pneumococcus system, the underlying biological mechanisms are still poorly understood. This developing field raises numerous questions. From an epidemiological modelling perspective, how should these interaction mechanisms be formalized into models? How do these interactions impact the transmission dynamics and burden of the involved pathogens? Under which conditions, and with which methods can interactions be detected from ecological incidence data, classically reported from surveillance systems? The aim of this thesis is to address these questions using statistical and mathematical modelling tools, with a specific focus on the interaction between influenza and pneumococcus. While mathematical models have scarcely been used to address between-pathogen interactions, they are powerful tools that allow for a global approach by precisely formalizing the interactions at the individual scale and linking them to the population scale at which data are collected and phenomena observed. First, I conceived and developed a new agent-based model which simulates the co-circulation of two interacting pathogens in a human population. This model specifically formalizes between-pathogen interactions at the individual level, resulting in global dynamics at the population level. Notably, I demonstrated that different hypotheses regarding interaction mechanisms between influenza and pneumococcus lead to specific incidence dynamics and interaction burdens. Second, in order to construct in silico data mimicking surveillance data, I simulated a large number of interaction scenarios from the previous agent-based model. These simulated datasets were analysed using a variety of statistical and mathematical methods classically applied in between pathogen association studies. Results showed that all methods consistently detected between-pathogen associations as long as the simulated interaction strength remained above a threshold, which varied according to the method and the simulated interaction mechanism. Lastly, collaborating with the National Center for Pneumococcal Reference and Santé Publique France, we developed a new method to analyse between-pathogen interactions from incidence time series, based on the analysis of their seasonality patterns. By applying this method to French data of influenza-like illnesses and invasive pneumococcal diseases over the 2000-2014 period, we identified a small association, consistent with previous studies. The mathematical models developed and results presented in this thesis provide new understanding of the impact of between-pathogen interactions at the population level and the efficiency of available methods to assess them. Because the co-circulation of pathogens in populations is a complex system involving a large number of factors related to the pathogens, the host, and the environment, the development of mathematical models will be critical in the future. A better comprehension of these phenomena is of major importance as it may lead to new opportunities to reduce the public health burden of infectious diseases
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Bichara, Derdeï. "Etude de modèles épidémiologiques : stabilité, observation et estimation de paramètres." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0011.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est d'une part l'étude de la stabilité des équilibres de certains modèles épidémiologiques et d'autre part la construction d'un observateur pour l'estimation des états non mesurés et d'un paramètre clé pour un modèle intra-hôte. Nous proposons des extensions des modèles du type SIR, SIRS et SIS et nous étudions la stabilité globales de leur équilibres. En présence de plusieurs souches de pathogène d'un modèle SIS, on montre que le principe de compétition exclusive est vérifié: la souche qui maximise un seuil remporte la compétition en éliminant les autres souches. Il se trouve aussi que la souche gagnante est celle qui donne à l'équilibre le minimum de population hôte susceptible. Ceci peut être interprété comme étant un principe de pessimisation. En considérant ce modèle avec cette fois une loi de contact de type fréquence-dépendante, on montre que la dynamique change et qu'un équilibre de coexistence existe et qui est globalement asymptotiquement stable sous certaines conditions. Le comportement asymptotique des deux équilibres frontières est aussi prouvé. L'étude de la stabilité des états d'équilibres est essentiellement faite par la construction des fonctions de Lyapunov combiné avec le principe d'invariance de LaSalle. On considère un modèle intra-hôte structuré en classe d'âge du parasite Plasmodium falciparum avec une force d'infection général. Nous développons une méthode d'estimation de la charge parasitaire totale dont on ne sait mesurée par les méthodes actuellement connues. Pour cela nous utilisons les outils de la théorie du contrôle, plus particulièrement les observateurs à entrées inconnues, pour estimer les états non mesurés à partir des états mesurés (données). De cela nous déduisons une méthode d'estimation d'un paramètre inconnu qui représente le taux d'infection des globules rouges saines par les parasitesThe purpose of this thesis is on the one hand to study stability of equilibria of some epidemic models and secondly to construct an observer to estimate the non-measured states and a key parameter in a within host model. We propose extensions of classical models SIR, SIRS and SIS and we study the global stability of their equilibria. In presence of multiple pathogen strains, we proved that competitive exclusion principle holds: the strain having the largest threshold wins the competition by eliminating the others. It turns out that the winning strain is the one for which the equilibrium gives the minimum of the susceptible host population. This can be interpreted as pessimization principle. By considering the same model with two strains and a frequency-dependent type of the contact law, we prove that dynamics changes and a coexistence equilibrium exists and it is globally asymptotically stable under some conditions. The asymptotic behavior of the two other boundary equilibria is also established. The stability study of equilibrium states is mainly done by construction Lyapunov functions combined with LaSalle's invariance principle. We consider an age-structured within-host model of the Plasmodium falciuparum parasite with a general infection force. We develop a method to estimate the total parasite burden that cannot be measured by the current methods. To this end, we use some tools from control theory, more precisely observers with unknown inputs, to estimate the non measured states from the measured ones (data). From this, we deduce a method to estimate an unknown parameter that represents infection rate of healthy reed blood cells by the parasites
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Lalloué, Benoît. "Méthodes d'analyse de données et modèles bayésiens appliqués au contexte des inégalités socio-territoriales de santé et des expositions environnementales." Phd thesis, Université de Lorraine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00943004.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour but d'améliorer les connaissances concernant les techniques d'analyse de données et certains modèles bayésiens dans le domaine de l'étude des inégalités sociales et environnementales de santé. À l'échelle géographique de l'IRIS sur les agglomérations de Paris, Marseille, Lyon et Lille, l'événement sanitaire étudié est la mortalité infantile dont on cherchera à expliquer le risque avec des données socio-économiques issues du recensement et des expositions environnementales comme la pollution de l'air, les niveaux de bruit et la proximité aux industries polluantes, au trafic automobile ou aux espaces verts. Deux volets principaux composent cette thèse. Le volet analyse de données détaille la mise au point d'une procédure de création d'indices socio-économiques multidimensionnels et la conception d'un package R l'implémentant, puis la création d'un indice de multi-expositions environnementales. Pour cela, on utilise des techniques d'analyse de données pour synthétiser l'information et fournir des indicateurs composites utilisables directement par les décideurs publics ou dans le cadre d'études épidémiologiques. Le second volet concerne les modèles bayésiens et explique le modèle " BYM ". Celui-ci permet de prendre en compte les aspects spatiaux des données et est mis en œuvre pour estimer le risque de mortalité infantile. Dans les deux cas, les méthodes sont présentées et différents résultats de leur utilisation dans le contexte ci-dessus exposés. On montre notamment l'intérêt de la procédure de création d'indices socio-économiques et de multi-expositions, ainsi que l'existence d'inégalités sociales de mortalité infantile dans les agglomérations étudiées.
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Bonte, Bruno. "Modélisation et simulation de l’interdépendance entre l’objet, l’observateur et le modèle de l’objet dans la Triade de Minsky. Application à la surveillance épidémiologique en santé animale." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20173/document.
Full textAbstract:
On ne peut pas reproduire l'expérience d'une épidémie à l'échelle d'un pays ou d'une région. Or, en l'absence d'expérience reproductible, la notion usuelle de « validation » de modèle qui consiste à tester si le modèle A* d'un système A permet de reproduire le comportement de A, n'a aucun sens statistique.Marvin Minsky donne la définition suivante de ce qu'est un modèle: Pour un observateur B, un objet A* est un modèle d'un objet A s'il permet à B de répondre à une question qu'il se pose sur A. Nous appelons triade de Minsky, l'ensemble des trois objets A, B et A*. Nous proposons d'utiliser la Théorie de la Modélisation et de la Simulation (TMS) pour modéliser et simuler la triade de Minsky. Cela nous permet de modéliser la triade vue comme un système dynamique composée des objets A, B et A*. Nous pouvons ainsi nous interroger sur l'utilisation d'un modèle A* par un utilisateur B et sur l'impact que cette utilisation a sur la trajectoire du système A.Nous appliquons ce cadre à une triade de Minsky empruntée à notre contexte d'étude. Il s'agit d'un cas d'école où une épidémie (l'objet A) est observée et contrôlée par un système de surveillance et de contrôle (l'observateur B) et où un modèle épidémiologique (A*) est utilisé pour évaluer les mesures de contrôleThe spread of a disease at national or international scale isn't a reproducible experiment. If experiment is not reproducible, the usual concept of model validation has no statistical meaning because it would involve the comparison between model behaviour and system behaviour.We use Marvin Minsky's definition of model: « to an observer B, an object A* is a model of an object A to the extent that B can use A* to answer questions that interest him about A ». The tree objects A, B and A* are the triad of Minsky. We propose to use the Theory of Modelling and Simulation (TMS) to model and simulate the triad seen as a dynamic system composed of the objects A, B and A*. We hence can answer questions about the use of A* and the impact it has on A.We apply this framework to a triad of Minsky in epidemiological surveillance in animal health. An epidemics (object A) is observed and controlled by a surveillance system and a control system (observer B) and an epidemiological model (model A*) is used to evaluate the control measures
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Robert-Briand, Aurélie. "Infections intramammaires de la vache laitière en l'absence de traitement antibiotique systématique au tarissement." Rennes 1, 2006. http://www.theses.fr/2006REN1S116.
Full textAbstract:
Le traitement systématique de toutes les vaches laitières au tarissement est remis en cause du fait de l’évolution de l’épidémiologie des infections intra-mammaires (IIM), des attentes sociétales et du risque majeur d’antibiorésistance. Une alternative à cette stratégie a depuis longtemps été proposée, le traitement sélectif au tarissement. Mais cette stratégie, peu appliquée, n’est que très peu référencée dans la bibliographie ce qui limite son extension. L’objectif des travaux présentés était d’actualiser les connaissances sur l’effet de l’application du traitement sélectif au tarissement sur l’épidémiologie des IIM, mais aussi de fournir des bases pour l’évaluation de règles de traitement sélectif au tarissement afin d’optimiser son application. Une synthèse des données bibliographiques sur le risque de nouvelles IIM pendant la période tarie a montré l’absence de données récentes et que l’application du traitement sélectif au tarissement augmentait le risque de nouvelles IIM pendant la période tarie. Une enquête prospective dans des troupeaux en traitement sélectif au tarissement a été réalisée. Elle a permis l’étude de l’épidémiologie des IIM et notamment de mettre en évidence une interdépendance des quartiers au tarissement, au vêlage, et pendant la période tarie vis-à-vis des nouvelles IIM due à une exposition simultanée des quatre quartiers de la vache aux même facteurs de risque ou à l’existence d’une sensibilité variable entre les vaches. Cette étude a permis de recommander de traiter les quatre quartiers de la vache plutôt que les seuls quartiers infectés. Une étude sur le risque de nouvelles IIM, conduite chez les vaches non-traitées n’a pas mis en évidence de facteur individuel objectivant cette sensibilité. Un modèle bio-économique a été défini et programmé pour l’évaluation ultérieure par simulation de règles de traitement sélectif au tarissement.
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Proust-Lima, Cécile. "Modèles mixtes à structure latente pour données longitudinales multivariées hétérogènes : application à l'étude du vieillissement cognitif et de la démence." Bordeaux 2, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR21373.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail était de développer des modèles statistiques pour données longitudinales, hétérogènes et multivariées afin de décrire l'évolution cognitive et son association avec la démence chez les personnes âgées. Nous avons proposé un modèle nonlinéaire à processus latent dans lequel, l'évolution cognitive est décrite par un modèle mixte incluant un processus Brownien, et les tests psychométriques qui mesurent la cognition sont liés au processus cognitif latent par des transformations nonlinéaires estimées. Pour tenir compte de l'hétérogénéité des déclins cognitifs, nous avons étendu cette approche et proposé deux modèles nonlinéaires à classes latentes pour décrire les profils de déclin cognitif et leur association avec la probabilité de démence à un temps donné ou le risque de démence en fonction du temps. Outre la description des déclins cognitifs liés à la démence, un outil de détection de la démence calculable à partir de l'évolution cognitive a été proposéThe aim of this work was to propose statistical models for longitudinal, heterogeneous and multivariate data in order to describe the cognitive evolution and its association with dementia in the elderly. A nonlinear model with a latent process was proposed in which latent cognitive evolution is described by a mixed model including a Brownian motion, and psychometric tests which measure cognition are linked to the latent cognitive process by nonlinear estimated transformations. We then extended this model to account for the heterogeneity of the cognitive declines. We proposed two nonlinear latent class models for describing the profiles of cognitive decline and their association with either the probability of dementia at a given time or the risk of dementia with time. In addition to the description of the cognitive declines associated with dementia, we proposed a tool for detecting a dementia according to cognitive evolution
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Zaffaroni, Marta. "Modélisation des interactions plant-puceron, en considérant explicitement le rôle des pratiques agricoles : Pêche (Prunus persica) - puceron vert (Myzus persicae) comme cas d'étude An ecophysiological model of plant–pest interactions: the role of nutrient and water availability Maximizing plant production and minimizing environmental impact: comparing agricultural management scenarios with multi criteria decision analysis The role of vectors interference in a shared host-multi vector system." Thesis, Avignon, 2020. http://www.theses.fr/2020AVIG0723.
Full textAbstract:
Les pucerons modifient le développement des plantes et peuvent transmettre des virus, représentant ainsi une menace majeure pour les cultures. Il est possible de réduire la pression exercée par les pucerons sur les plantes et d’améliorer la production agricole en facilitant certains processus écologiques en plus ou en remplacement de l’utilisation de pesticides. Les modèles mathématiques peuvent aider à prédire la direction et la force de ces processus écologiques et ils peuvent révéler l’impact des modes alternatifs de gestion des cultures. La thèse proposée vise à développer des modèles mathématiques basés sur les processus, couplant la physiologie des plantes et la démographie des pucerons, afin de favoriser l’intensification écologique et de réduire l’utilisation des pesticides. Les modèles tiennent compte i) des interactions entre la plante et le puceron, alors que la plupart des modèles de culture ne prennent en compte que l’effet du ravageur sur la plante et non l’inverse, ce qui nuit à la compréhension de la lutte antiparasitaire via les pratiques culturales;et ii) de l’effet des pratiques culturales et du résultat en termes de récolte,questions qui sont généralement absentes dans les modèles écologiques. Je couple tout d’abord un modèle mécaniste de croissance des plantes avec un modèle de population des pucerons, je le calibre pour un système pêche-puceron vert et je l’utilise pour obtenir des informations sur les mécanismes qui sous-tendent la réponse des pucerons à la fertilisation et à l’irrigation. En outre, je développe un modèle épidémiologique qui tient compte explicitement de l’interférence entre deux pucerons vecteurs. J’applique ce modèle pour étudier l’effet de l’interférence inter-spécifique des pucerons dans la propagation des virus des plantes, en tenant compte de l’effet des pratiques agricolesAphids alter plant development and can transmit viruses, thus representing a major threat for crops. Aphid pressure on plant can be reduced and crop production can be enhanced by facilitating some ecological processes in addition, or in substitution, to the use of pesticides. Mathematical models can help in predicting the direction and strength of these ecological processes and they can reveal the impact of alternative ways of managing crops. The proposed thesis aims to develop process based mathematical models coupling plant physiology and aphid demography to drive ecological intensification and reduce the use of pesticides. The models consider i) interactions between plant and aphid, while most crop models only consider the effect of the pest on the plant and not vice versa hence impairing insights upon bottom-up pest control via cultural practices; and ii) the effect of cultural practices and the outcome in terms of harvest, issues that are usually absent in ecological models. Therefore, I firstly couple a mechanistic plant growth model with a pest population model, I calibrate it for a peach-green aphid system and I use it to get insights on the mechanisms behind the response of aphids to fertilization and irrigation. Furthermore, I develop an epidemiological model explicitly accounting for the interference between two aphid vectors. I apply the model to explore the effect of inter-specific aphid interference in shaping the spread of plant viruses, considering the effect of agricultural practices
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Sallah, Kankoe. "Diffusion spatio-temporelle des épidémies : approche comparée des modélisations mathématiques et biostatistiques, cibles d'intervention et mobilité humaine." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0607.
Full textAbstract:
Dans la première partie de cette thèse, nous avons mis en place un métamodèle de transmission du paludisme basé sur la modélisation compartimentale susceptible-infecté-résistant (SIR) et prenant en compte les flux de mobilité humaine entre différents villages du Centre Sénégal. Les stratégies d’intervention géographiquement ciblées, s’étaient avérées efficaces pour réduire l’incidence du paludisme aussi bien dans les zones d’intervention qu’à l’extérieur de ces zones. Cependant, des actions combinées ciblant à la fois le vecteur et l’hôte, coordonnées à large échelle sont nécessaires dans les régions et pays visant l’élimination du paludisme à court/moyen terme.Dans la deuxième partie nous avons évalué différentes méthodes d’estimation de la mobilité humaine en l’absence de données individuelles. Ces méthodes incluaient la traçabilité spatio-temporelle des téléphones mobiles ainsi que les modèles mathématiques de gravité et de radiation. Le transport de l’agent pathogène dans l’espace géographique, par la mobilité d’un sujet infecté est un déterminant majeur de la vitesse de propagation d’une épidémie. Nous avons introduit le modèle d’impédance qui minimise l’erreur quadratique moyen sur les estimations de mobilité, en particulier dans les contextes où les ensembles de population sont caractérisés par leurs tailles hétérogènes.Nous avons enfin élargi le cadre des hypothèses sous-jacentes à la calibration des modèles de gravité de la mobilité humaine. L’hypothèse d’une distribution avec excès de zéros a fourni un meilleur ajustement et une meilleure prédictibilité, comparée aux hypothèses classiques n’assumant pas un excès de zéros : Poisson, QuasipoissonIn the first part of this thesis, we have developed a malaria transmission metamodel based on the susceptible-infected-resistant compartmental modeling framework (SIR) and taking into consideration human mobility flows between different villages in the Center of Senegal. Geographically targeted intervention strategies had been shown to be effective in reducing the incidence of malaria both within and outside of intervention areas. However, combined interventions targeting both vector and host, coordinated on a large scale are needed in regions and countries aiming to achieve malaria elimination in the short/medium term.In the second part we have evaluated different methods of estimating human mobility in the absence of real data. These methods included spatio-temporal traceability of mobile phones, mathematical models of gravity and radiation. The transport of the pathogen through the geographical space via the mobility of an infected subject is a major determinant of the spread of an epidemic. We introduced the impedance model that minimized the mean square error on mobility estimates, especially in contexts where population sets are characterized by their heterogeneous sizes.Finally, we have expanded the framework of assumptions underlying the calibration of the gravity models of human mobility. The hypothesis of a zero inflated distribution provided a better fit and a better predictability, compared to the classical approach not assuming an excess of zeros: Poisson, Quasipoisson
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Faucher, Benjamin. "Modélisation de la pandémie de COVID-19 pour reconstruire la dissémination du virus et informer la mise en place d’interventions." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. http://www.theses.fr/2024SORUS269.
Full textAbstract:
L'émergence de nouveaux pathogènes pose des défis importants aux autorités de santé publique. Dans le contexte de la pandémie de COVID-19, le SARS-COV-2 et les Variants of concern ont suivi un schéma similaire. : un nouveau virus apparait dans un pays, se propage à l'échelle mondiale et déclenche une augmentation rapide du nombre de cas dans le monde entier. Pour faire face à cette situation, il est essentiel de surveiller l'épidémie, de déchiffrer les données de surveillance incomplètes et incohérentes et de concevoir rapidement des interventions. Les modèles mathématiques peuvent aider à interpréter des données de surveillance hétérogènes et éclairer la conception des interventions. Dans cette thèse, nous avons abordé ces deux aspects. Tout d'abord, nous avons développé un cadre mathématique pour comprendre comment la surveillance et les facteurs impliqués dans de l'épidémie concourent à façonner les observations. Nous avons reconstruit rétrospectivement la propagation internationale de la variane Alpha à l'automne 2020 à partir de données de séquençage et de voyages aériens. Dans un second travail, nous nous sommes concentrés sur l'intervention. Nous avons proposé un modèle basé sur des agents pour quantifier l'impact épidémiologique d'une stratégie de vaccination réactive ciblant les lieux de travail et les écoles où des cas sont détectés. Nous avons testé l'efficacité de cette stratégie pour atténuer une augmentation générale du nombre de cas et pour limiter la propagation d'un nouveau variantEmerging pathogens pose significant challenges to public health authorities. In the context of the COVID-19 pandemic, the SARS-COV-2 and the variants of concern followed a similar pattern. A new virus emerged in one country, spread globally, and then triggered a rapid surge in cases worldwide. To deal with this situation, it is critical to monitor the epidemic, decipher incomplete and incoherent data, and rapidly design interventions. Mathematical models can help interpret heterogeneous surveillance data and inform the design of interventions. In this thesis, we addressed both aspects. First, we developed a mathematical framework to understand how surveillance and epidemic drivers concur in shaping observations. We retrospectively reconstructed the international spread of the Alpha variant in the Fall of 2020 from sequencing and air travel data. In a second work, we focused on intervention. We proposed an agent-based model to quantify the epidemiological impact of a reactive vaccination strategy targeting workplaces and schools where cases are detected. We tested the effectiveness of this strategy to mitigate a general rise in cases and to limit the spread of a new variant