Top modèle… mathématique
Une épidémie, c’est la propagation d’une maladie dans une population. Les scientifiques essaient de prédire l’évolution des épidémies, mais comment s’y prennent-ils ? Et quel est le rapport avec les maths ?
1. Les modèles mathématiques
Pour prédire l’évolution d’une épidémie, des médecins travaillent avec des mathématiciens. Ensemble, ils ont développé ce qu’on appelle des modèles* : des outils qui cherchent à prédire l’avenir en regardant le passé et le présent. C’est ainsi par exemple que les météorologues essaient de prévoir le temps qu’il fera. Un modèle est une version simplifiée de la réalité :
il permet de calculer ce qui va se passer, mais il ne prédit pas l’avenir avec une certitude absolue
plus les données* utilisées seront fiables, plus le modèle sera précis 2. Bien décrire le présent
Lorsqu’une maladie se déclare, les médecins font d’abord des constats cliniques : ils observent les symptômes de la maladie et son évolution. Ils dénombrent aussi les malades, et tiennent des statistiques*.
Imaginons qu’une nouvelle maladie se déclare : les médecins s’aperçoivent que le nombre de personnes malades est multiplié par un nombre constant tous les 3 jours.
Sur une feuille de classeur, ou sur ton cahier de sciences, recopie le tableau ci-dessous, et essaie de le compléter (tu peux t’aider d’une calculatrice) :
Modèle mathématique
Date 29/02 03/03 06/03 09/03 12/03 15/03 18/03 21/03 24/03
Nombre de malades 90 180 360 720 1440 2880 5760 11500 23040
Sur une feuille de classeur à carreaux (grand format), représente les données de ce tableau. Pour t’aider, tu peux utiliser le modèle proposé à la dernière page. Fais correspondre à chaque date un nombre de malades en plaçant une croix au bon endroit, comme dans l’exemple ci-dessous :
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000
0 15000 16000 17000 18000 19000 20000 21000 22000 23000 24000 25000
14000
360 250500
750 1250 1500 1750 2250 2500 2750
3. Vérifions si ça fonctionne
Les services sanitaires s’occupent de tester les personnes qui présentent des symptômes de la nouvelle maladie. Ils ne font pas de prévisions, mais dénombrent réellement ces personnes jour après jour, et transmettent les statistiques à l’agence nationale de santé publique, qui les regroupe toutes.
Pour notre nouvelle maladie, imaginons que les statistiques soient les suivantes :
Nombre de malades comptabilisés
Date 29/02 03/03 06/03 09/03 12/03 15/03 18/03 21/03 24/03
Nombre de malades 100 191 653 1412 2876 5421 9134 14459 22302
Reporte maintenant ces nombres des cas diagnostiqués sur le graphique précédent, comme tu l’as fait pour le modèle mathématique. Relie ensuite les points avec un trait rouge.
Est-ce que les courbes bleues et rouges se superposent ? Est-ce qu’elles se ressemblent ? Peux-tu essayer de les décrire ?
...
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Peut-on dire que ce modèle décrit plutôt bien la réalité ? Est-il parfaitement similaire à la réalité ? ...
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4. Prédire l’avenir ?
Si notre modèle simple reproduit à peu près la réalité, on peut essayer de l’utiliser pour prédire l’avenir.
Si aucune mesure n’est prise face à cette épidémie, que pourrait-il se passer ? Continue de remplir le tableau de notre modèle :
Modèle mathématique
Date 21/03 24/03 27/03 30/03 02/04 05/04 08/04 11/04 14/04
Nombre de malades 11 520 23 040 46 080 92 160 184 320 368 640 737 280 1 474 560 2 949 120
a) Selon ce modèle, combien de personnes risqueraient d’être contaminées le 30 mars ?
...
...
b) Et combien de personnes risqueraient d’être contaminées le 14 avril ?
...
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c) Peux-tu imaginer un moyen pour calculer le nombre de malades prévus le 29 avril ?
...
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...
d) Et le 20 mai ?
...
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e) Ces prévisions semblent-elles réalistes ? Pourquoi ?
Lexique
données : informations, résultats d'observations. (Larousse)
épidémie : développement et propagation rapide d'une maladie contagieuse, le plus souvent d'origine infectieuse, dans une population. (Larousse)
modèle mathématique : traduction d'un phénomène dans le langage mathématique.
statistiques : ensemble des données d’observation relative à un groupe d’individus. (Larousse) virus : micro-organisme qui a besoin d’un hôte pour se reproduire. (Vikidia)
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000
0 15000 16000 17000 18000 19000 20000 21000 22000 23000 24000 25000
14000
Modèle de propagation d'une maladie
Nombre de personnes diagnostiquées
