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TELETELE--EPIDEMIOLOGIEEPIDEMIOLOGIE
EXEMPLE DU PALUDISME URBAINEXEMPLE DU PALUDISME URBAIN
Vanessa Machault
Laboratoire d’Aérologie - Equipe EDI
OMP - le 16 juin 2011
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Concept de télé-épidémiologie
Axe Environnement / Climat / SantAxe Environnement / Climat / Santéé / Soci/ Sociééttéé
La télé-épidémiologie consiste àétudier la propagation de maladies
humaines ou animales - transmises par l’eau, l’air ou des vecteurs – qui sont
liées à des facteurs climatiques, météorologiques et environnementaux,
en utilisant les techniques spatiales
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Concept de télé-épidémiologie (maladies à vecteurs)
Carte de vulnCarte de vuln éérabilitrabilit éé
Localisation des hôtes(population humaine ou animale)
Carte de risqueCarte de risqueRisque environnemental
�Environnements plus ou moins favorables�Facteurs météo (répartition et quantité de pluie)
Produits spatiaux adaptProduits spatiaux adapt ééssDonnDonn éées terrain es terrain --> principaux m> principaux m éécanismescanismes
� Entomologie� Répartition spatiale et dynamique des gîtes larvaires� Densités de moustiques adultes� Distance de vol
�Parasitologie, immunologie, socio-économie
� Images satellites d’observation de la terre� Indicateurs de végétation, sols, humidité� Classification du couvert et de l’utilisation du sol
� Données météo (pluie, température)� Altitude Résolutions…
Recherche dRecherche d ’’associations statistiques associations statistiques ou dou d ééterministesterministes
Carte dCarte d ’’alalééaa
Zones Potentiellement Occupées par des Moustiques (ZPOM)
StratStrat éégies opgies op éérationnellesrationnellesde contrôlede contrôle
SystSyst èème de suivi ou me de suivi ou dd’’alerte pralerte pr éécocecoce
DonnDonn éées auxiliaireses auxiliaires
Surveillance démographique Mesures de contrôle
existantes
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Projets en cours
o Fièvre de la Vallée du Rift (région du Ferlo, Sénégal)
o Paludisme en milieu urbain: Puerto Iguazu (Argentine) et Dakar (Sénégal)
o Paludisme en milieu rural (Burkina Faso)
o Bilharziose en Chine
o Choléra dans le bassin méditerranéen
o Dengue en Argentine et à la Martinique
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Objectif commun à tous les projets
Identifier des facteurs environnementaux et météorologiques mesurables par satellite, pouvant être utilisés pour l’élaboration de cartes dynamiques et prédictives du risque entomologique.
Méthodologie en trois étapes (télé-épidémiologie):
Terrain : collecte de données suffisantes et pertinentes
Télédétection : choix et traitement de produits satellites adaptés
Analyse : méthodes statistiques adaptées au caractère géospatialdes données
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La tLa téélléé--éépidpidéémiologie miologie appliquappliquéée e àà la Fila Fièèvre de la Vallvre de la Valléée du Rift au e du Rift au
SSéénnéégalgal((AdaptAdapt--FVR, GICC)FVR, GICC)
DIREL/DSV
©FVR-Senegal, Emercase, 2002
©Cirrus Digital Imaging 2003
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Zone d’étude et Fièvre de la Vallée du Rift
Climat Sahélien
Pluviométrie: 300-400 mm en ~ 4 mois
(juillet à octobre)
x
Barkedji
Région du Ferlo au Nord du Sénégal
Infection virale transmise par des moustiques (Aedes et Culex)
Provoque des avortements chez le bétail -> poids socio-économique
Forte mortalité chez les jeunes animaux
Peut toucher l’Homme (forte fièvre)
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Détection et caractérisation des mares
Détection des maresNDPI
CaractérisationNDVI & NDTI
Caractérisationdes mares Turbidité
Superficie des mares
SPOT-5 10m(Programme ISIS/CNES)
gradient turbidité
gradientactivité
végétation
Barkedji
Niaka
1354 maresSurface moyenne :1,2 ha
Végétation
43 k
m
46 km
26/08/2003
© CNES 2003, Distribution Spot Image SA
© CNES 2003, Distribution Spot Image SA © CNES/OMP product, CNES 2003, Distribution Spot Image
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Mesure des mécanismes entomologiques
Adapté de Bâ et al 2005 Ndiaye et al., 2006
Mosquitoes Flying range
2003 TRMM daily rainfall data
RVF mosquitoes
CulexAedes
� Pluie productive pour Aedes� Pluie non productive
Aedes vexans (%) vs distance aux mares (m)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 100 200 300 400 500
Distance à la mare (m)
Fré
quen
ce c
umul
ée (
%)
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ZPOMS
3/08/1
0
4/08/1
0
5/08/1
0
6/08/1
0
7/08/1
0
8/08/1
0
9/08/1
0
10/08/1
0
11/08/
10
12/08/1
0
13/08/1
0
14/08/
10
15/08/
10
16/08/10
Zone de 15km*15km centrée sur Barkedji
31/07/2010: pluie productive de 61,3mm Prédiction des agressivités d’Aedes du 31/07/2010 au 15/08/2010
Aucun Faible Moyen Fort Très fort
Agressivité de Aedes vexans
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Alea + vulnérabilité = risque
ZPOM
RisqueRisque
Aléa Vulnérabilité
Photo by Jacques-André Ndione, 2006
Photo by Jacques-André Ndione, 2008
Photo by Jacques-André Ndione, 2008
Photo by Jacques-André Ndione, 2008
© CNES/OMP product, CNES 2003, Distribution Spot Image Parcs à bétail
Parcs
Phase de validation du système opérationnel en coursavec la direction des services vétérinaires …
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La tLa téélléé--éépidpidéémiologie miologie appliquappliquéée au paludisme urbain e au paludisme urbain àà DakarDakar
Ministère de la DéfenseMinistère de la Défense
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Le paludisme dans le monde
Première infection parasitaire dans le monde
Zone intertropicale
~ 40-50% de la population mondiale est exposée~ 400 million - 1 milliard de cas / an~ 1 million de décès / an
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Cycle de transmission du paludisme
Moustique femelle vecteurAnopheles sp
ParasitePlasmodium sp
Hôte humain
Permanent Occasionnel
3 acteurs
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Déterminants environnementaux des niveaux du paludisme
Gîte larvaire
Oeufs
4 stades larvaires
Gîtes de repos
Nymphes
Cyclesporogonique
Persistance deseaux de surface
Espèces, survie, dispersion
Facteurs géo-climatiques : saisonnalité, pluies, humidité, température, végétation, présence d’eaux de surface
Facteurs anthropiques : activités agricoles, irrigation, déforestation, urbanisation
Développement des larves
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Le paludisme en milieu urbain
1) Transmission en milieu urbain < milieu rural car :
. Accès au soin et mesures anti vectorielles (moustiquaires, insecticides) ++-> Circulation des parasites --
. Environnement urbain -> gîtes larvaires et vecteurs --
2) Le nombre d’habitants des zones urbaines augmente (50% de la population africaine en 2040)
. Population sans / peu immunité contre les parasites
Favorable aux épidémies
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Dakar, la capitale du Sénégal
Climat Sahélien
Pluviométrie: 150-550 mm en ~ 4 mois
(juillet à octobre)
2.5 million d’habitants en 2007
(agglomération)
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Données entomologiques de terrain
Collecte moustiques adultes / 15 jours- Capture sur homme- 2 postes extérieurs + 1 poste intérieur- Nombre et genre/espèce
2007 -> 2010
45 zones (200 m x 200 m)
20 km
17 k
m
Prospection larvaire / 10 jours- Exhaustive dans chaque zone- Collection d’eau- Présence de larves- Caractéristiques physico-chimiques etenvironnementales des collections d’eau
Sélection dirigée de 45 zones d’étude
~3000 observations
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Hétérogénéité spatiale à Dakar
Hétérogénéité des gîtes larvaires
(environnement, taille, persistance,
productivité…)Hétérogénéité des densités d’adultes
0 à ~250 piqûres/pers/nuit en moyenne (saison humide)
Intérêt d’une cartographie spatiale du risque entomologique (larves et adultes)
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Corrélation des densités larvaires et adultes
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
2007
2008
2009
Fraction de la densitéannuelle d'Anophelesadultes
Fraction de la densitéannuelle de larvesd'Anopheles
Chaque zone de 200m x 200m constitue aussi un système completproduction de larves / densité d’adultes
Dakar (45 zones)
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Hétérogénéité temporelle à Dakar
Forte saisonnalité
Pic d’agressivité mi-septembre
~ 15 jours après pic de pluie
Hétérogénéité inter-annuelle
Agressivité x 6entre 2007 et 2008
2007178 mm
2008-2009510 mm
2009-2010565 mm
Intérêt d’une cartographie temporelle du risque entomologique
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Données de télédétection
Images SPOT-5 Multispectrales (2,5 m + 10 m)
26 septembre 2007 24 septembre 2008 28 septembre 2009 11 mai 2009
Saison humide Saison sèche
* Indicateurs de végétation, sols, humidité du sol
* Classification du sol (aspect naturel)
* Classification de l’utilisation du sol (aspect anthropique)
+
* Modèle Numérique de Terrain (altitude)
pouvant être liés à des variables entomologiques
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Données météorologiques
Images MODIS (1km – 8 jours)
Température de surface (LST) moyennée sur la ville
+
Pluviométrie terrain quotidienne
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Méthodologie de cartographie opérationnelle et dynamique
Carte des gîtes larvaires
Carte des agressivités anophéliennes
Carte des collections d’eau 1
2
3
Caractérisation environnementale des gîtes
larvaires
Compréhension des relations entre densités larvaires et
adultes
Caractérisation environnementale des
collections d’eau
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Méthodologie de cartographie opérationnelle et dynamique
Carte des gîtes larvaires
Carte des agressivités anophéliennes
Carte des collections d’eau 1
2
3
Caractérisation environnementale des gîtes
larvaires
Compréhension des relations entre densités larvaires et
adultes
Caractérisation environnementale des
collections d’eau
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Détection statistique des collections d’eau
- MNDWI saison humide (indicateur pour l’extraction de l’eau)
- NDVI saison sèche (végétation persistance, signe de la présence d’eau)
- Bâti (cours et terrasses défavorables)
- Altitude (nappe phréatique affleurant)
Probabilité de présence d’eau
Recherche des indicateurs de télédétection associés à la présence
d’eau
(régression logistique tenant compte du caractère géospatial des données)
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Carte des collections d’eau
Probabilité de présence d’eau
Présence d’eau
Choix d’un seuil
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Méthodologie de cartographie opérationnelle et dynamique
Carte des gîtes larvaires
Carte des agressivités anophéliennes
Carte des collections d’eau 1
2
3
Caractérisation environnementale des gîtes
larvaires
Compréhension des relations entre densités larvaires et
adultes
Caractérisation environnementale des
collections d’eau
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Prédiction de la présence de larves
Prise en compte du gîte en tant qu’objet complexe
- NDWI MCFeeters saison sèche (collections temporaires, sols boueux et collections hors jardins maraîchers)
- Brillance des Sols saison sèche (collections temporaires et sols boueux)
- LST Nuit (conditions globales favorables au développement larvaire)
- Pluies dans les 30 jours précédents (conditions globales favorables au développement larvaire)
Probabilité de présence de larves
Recherche des indicateurs de télédétection associés à la présence de
larves dans les collections d’eau
(régression logistique)
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Carte quotidienne des gîtes larvaires
0%
50%
100%
Probabilité de présence de larves d’Anopheles dans les collections d’eau
prédites à l’étape précédente
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Méthodologie de cartographie opérationnelle et dynamique
Carte des gîtes larvaires
Carte des agressivités anophéliennes
Carte des collections d’eau 1
2
3
Caractérisation environnementale des gîtes
larvaires
Compréhension des relations entre densités larvaires et
adultes
Caractérisation environnementale des
collections d’eau
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Prédiction des agressivités d’Anopheles
Recherche des indicateurs de télédétection associés au nombre de
moustique adultes collectés sur le terrain
(régression binomiale négative)
Nombre d’adultes
- Cumul de la production larvaire dans les 30 jours précédents
- Décroissance des populations d’adultes (survie quotidienne 82%)
- Urbanisation (dilution des piqûres)
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Carte de risque d’agressivité d’Anopheles
20 septembre 2009
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Carte de risque d’agressivité d’Anopheles
20 septembre 2009
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Conclusion
Données de télédétection + grande quantité de données de terrain-> ajustement de modèles prédictifs -> construction de cartes dynamiques du risque entomologique pourguider les actions de lutte sur le terrain
Dans les villes, malgré les échelles fines d’hétérogénéité du risque de paludisme :
Cartographie des collections d’eau
Cartographie des gîtes larvaires productifs
Cartographie des densités d’anophèles adultes
Cartographie reproductible sur plusieurs années(1 seul modèle quelle que soit l’année)
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Perspectives (paludisme)
Projet EEOS-MalariaCNES, SIRS, SERTIT, IRBA, OMPIndustrialisation des processus de création des cartes de risque en vue de la mise en place d’un système opérationnel de cartographie du risque de paludisme
Adaptation des modèles en milieu ruralProjet PaluClim
Validation et adaptation des modèles en milieu urbain à Bamako (Mali) et N’Djamena (Tchad)30 zones d’étude par villeIRBA, MRTC (Bamako), CNES, OMP
Programme d'Accompagnement ORFEO-Santé (Pléiades)CNES, SERTITEtude de l’apport des images à Très Haute Résolution Spatiale (QuickBird et WorldView) àla modélisation du risque de paludisme
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Perspectives (générales)
Développer d’autres projets en télé-épidémiologieDengue à la Martinique, étude de faisabilitéSanofi-Pasteur, OMP/LA, CNES, Centre de Démoustication de Fort-de France, CIRE Antilles-Guyane, Conseil Général de la Martinique, IRD, Météo-France
Campagne de mesures de terrain (petits gîtes larvaires, distances de vols courtes)
Utilisation de données d’observation de la terre à très haute résolution spatiale
Etude approfondie de l’hétérogénéité spatiale de la pluie
Inclusion de données épidémiologiques
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Informations
www.redgems.org
[email protected] ou [email protected]
