Thèmes de modélisation importants autour de l’épidémie de Covid-19 et de la gestion de la crise sanitaire

De nombreux projets en modélisation ont émergé durant la crise de Covid-19 et grâce à la mobilisation de la communauté, MODCOV19 a pu recenser une grande partie d’entre eux. Beaucoup sont directement liés à la compréhension de la dynamique de l’épidémie, mais l’apport de la modélisation va bien plus loin.

Afin que la communauté MODCOV19 puisse poursuivre un effort coordonné de modélisation en soutien à la gestion de la crise sanitaire, le comité scientifique de la plateforme a identifié des thèmes et questions-clés pour lesquels le développement de modèles peut participer à une meilleure compréhension d’un processus particulier et/ou une meilleure anticipation des besoins à venir. Cette liste n’a pas de prétention d’exhaustivité et regroupe des questions à différents degrés de généralité et d’importance.

Analyse de scénarios épidémiques, surveillance et contrôle

  • Modèles de contrôle de l’épidémie (au sens “théorie du contrôle”), incorporant des critères multi-objectifs de nature variée. En particulier :
    • Intégration d’indicateurs de santé “non-Covid” dans les modèles servant à éclairer la prise de décision (déficit des soins aux maladies hors-Covid et conséquences, souffrance psychologique, violences intra-familiales…),
    • Intégration d’indicateurs économiques dans les modèles servant à éclairer la prise de décision.
  • Modèles de propagation dans une population avec structure spatiale prenant en compte la répartition inhomogène de la population (métropoles/zones rurales, etc.) et/ou les flux de mobilité. En particulier, impact de la mobilité sur la diffusion de l’épidémie.
  • Plus généralement, modèles de la propagation en population structurée (spatialement, avec hétérogénéité des contacts et/ou classes de risques) avec évaluation de stratégies de contrôle ciblées et combinant plusieurs mesures.
  • Outils de détection de l’émergence ou d’une reprise locale d’une épidémie.
  • Stratégies de test (qui et où en priorité en fonction du type de test, à quelle fréquence).
  • Modèles de traçage de contacts et identification des stratégies optimales de traçage (par exemple, recherche ascendante vs. descendante).
  • Modèles de diffusion de l’infection dans des petites et moyennes structures (établissements scolaires, Ehpads, structures hospitalières, lieux de travail, espaces de loisirs).
  • Modélisation des flux à l’échelle européenne/internationale et leur impact sur la dynamique de la pandémie (interactions entre les épidémies de pays connectés, coordination des réponses).
  • Modélisation de la co-circulation du SARS-CoV-2 et du virus de la grippe saisonnière (et d’autres virus respiratoires saisonniers). Plus généralement, dynamiques épidémiques multi-pathogènes à différentes échelles spatio-temporelles.

Modélisation des différentes voies de transmission

  • Modélisation de la dispersion par gouttelettes vs aérosol.
  • Modélisation de la transmission environnementale (particules virales en suspension dans l’air, fomites…).

Virologie, Immunologie, Evolution génétique

  • Modélisation des dynamiques intra-hôte virales et immunitaires et leurs interactions (infection naturelle ou suite vaccination).
  • Modélisation du déploiement des vaccins et recherche de stratégies optimales de priorisation.
  • Modèles incorporant une hétérogénéité des sensibilités individuelles (niveau d’expression du récepteur du virus, polymorphisme génétique de ces récepteurs).
  • Modèles d’évolution génétique (sous différentes pressions de sélection, dont les vaccins).
  • Stratégies de surveillance de l’évolution génétique du virus (plans d’échantillonnage, optimisation de stratégies nationales et locales).

Recherche opérationnelle

  • Outils d’aide à la programmation de tous les soins dans un contexte de capacités diminuées (période imposée d’inoccupation des salles/chambres entre deux patients, temps additionnels de désinfection des appareils, limitation du nombre de patients en salle d’attente…) dans une perspective de modification à long terme des capacités de soins.
  • Outils d’aide à la gestion des emplois du temps des personnels soignants, en conditions standards et en cas d’attrition des personnels due à un stress épidémique.
  • Outils d’aide à la gestion de la disponibilité des lits en structure hospitalière.

Outils d’aide au diagnostic et au pronostic

  • Méthodes statistiques ou issues de la modélisation pour l’aide au pronostic.
  • Apprentissage statistique pour l’aide au diagnostic.
  • Outils d’aide à la surveillance et au suivi des patients (théorie du signal, méthodes d’apprentissage, intelligence artificielle…).

Sciences humaines et sociales

  • Modélisation de l’évolution des comportements individuels en réponse à la pandémie, de l’acceptabilité des mesures, et de leur impact sur la dynamique de l’épidémie.
  • Modélisation de l’impact socio-économique, psychologique, sanitaire (hors Covid) de la pandémie.
  • Modélisation en économie de la santé.