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UMR EPIA - Unité Mixte de Recherche d'EPIdémiologie des maladies Animales et zoonotiques

EPIA

Développements en statistiques et bio-informatique

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Simulation de la tuberculose en France (Photo : David Abrial, UR EPIA, INRA)

Développements méthodologiques en mathématique, statistique et informatique

Les données collectées pour étudier les systèmes épidémiologiques sont de nature très variée, allant d’un nombre de cas cliniques observés à une séquence de nucléotides en passant par des relevés de piégeage d’espèces hôtes ou de vecteurs et proviennent de champs disciplinaires différents (biologie moléculaire, écologie…). L’utilisation de ces données hétérogènes, pour comprendre le fonctionnement des systèmes épidémiologiques, nécessite bien souvent l’adaptation voire même le développement de nouveaux modèles mathématiques et statistiques mais aussi informatiques pour gérer l’arrivée massive de données et les temps de calculs importants qui en résultent.

Nos travaux de recherche épidémiologiques sont couplés à des travaux de développements méthodologiques en mathématique, statistique et informatique. Ces développements concernent :

  • La modélisation des systèmes épidémiologiques. Nous travaillons particulièrement sur des modèles  concernant les estimations d’abondance de populations de vecteurs ou de réservoirs par des modèles dynamiques ou des modèles bayésiens hiérarchiques. Nous travaillons également sur des modèles statistiques ou probabilistes d’identification d’association de pathogènes.
  • Le couplage de modèles moléculaires avec des modèles épidémiologiques pour inférer des taux de transmission entre populations. Nous utilisons également des méthodes développées dans le cadre d’analyse spatiale pour identifier des agrégats de mutation le long du génome.
  • La modélisation spatio-temporelle. Les modèles statistiques spatiaux actuels pour la cartographie du risque en épidémiologie ont été développés pour des maladies non contagieuses, et requièrent que les cas soient indépendants conditionnellement à la structure spatiale, hypothèse évidemment non vérifiée dans le cas des maladies contagieuses. Nous travaillons donc au développement de nouveaux modèles d’analyse spatio-temporelle pour les maladies contagieuses qui s’affranchiraient de cette hypothèse irréaliste/contraignante. Nous travaillons également sur la détection d’agrégat dans l’espace.
  • L’optimisation des processus informatiques. Nous travaillons en particulier sur la conception des méthodes informatiques appliquées à la génomique et à la biologie moléculaire. Il s’agit d’adapter les techniques de traitement et d’analyse des données à l’arrivée massive de données liées au séquençage de l’ADN. Nous travaillons également sur le développement de calcul à haute performance s’appuie sur une infrastructure informatique conséquente comportant plusieurs serveurs (serveurs d’application, serveurs de bases de données, serveurs de calcul scientifique et serveurs de stockage). Cette infrastructure informatique nous permet d’aborder également des questions de recherche liées à l’optimisation des temps de calcul et de traitement via différents types de programmation parallèle.