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La modélisation pour la santé et l’environnement.

La modélisation, c’est transformer une situation réelle en équations pour la valider par des tests. Cela sert à quoi ? C’est utilisé dans quels domaines ?

Autant de questions posées dans cette petite vidéo à destination des jeunes, pour expliquer l’intérêt des travaux des chercheurs Inria. Ils travaillent à l’amélioration et à la construction de modèles nous permettant de mieux comprendre, par le biais de la simulation numérique, le monde qui nous entoure.

© Inria Paris, durée : 3 mn 04, date de production : 2015, source: InriaChannel / Centre Paris-Rocquencourt, avec sydo.fr et Aurélie Darnaud, Bérénice Frager et Hélène Robak.

Pour aller plus loin avec Interstices:  Modéliser pour mieux gérer les déchets nucléaires, Les mathématiques cachées de la médecine, Observation du cerveau par imagerie fonctionnelle, Symbiologik : jouez avec les gènes.

Pour en savoir plus sur les travaux des chercheurs : Marie Doumic (Mamba), Stanley Durrleman (Aramis), Martin Vohralik (Pomdapi2).

 Texte de la vidéo :

Au restaurant, vous venez de déguster un gâteau au chocolat comme vous n’en aviez jamais mangé ! Vous décidez de le refaire. Vous connaissez les ingrédients : des œufs, du sucre, du chocolat et du beurre, mais pas la recette. Il va falloir trouver les variables de grammage parfaites. Pour cela, vous établissez une hypothèse, appelée modèle : le gâteau parfait = x œufs + y grammes de sucre + z grammes de chocolat et t grammes de beurre. Pour valider ce modèle, vous réalisez des tests en modifiant la valeur de chaque variable. Quand il est trop sec vous augmentez la valeur t et quand il est trop sucré vous diminuez la valeur de y. Et voilà, votre gâteau est parfait. Vous avez donc validé votre modèle.

C’est l’ensemble de ce processus que l’on appelle la modélisation : transformer une situation réelle en équations puis la valider par des tests.

Les modélisations sont aujourd’hui utilisées dans tous les domaines et à chaque étape de la recherche scientifique:

• En médecine, par exemple, des modèles sont développés par les chercheurs INRIA pour étudier la maladie d’Alzheimer. Ils scannent les cerveaux de sujets atteints et ceux de sujets sains. Ils construisent des modèles mathématiques qui comparent au pixel près la structure de certaines zones de ces cerveaux afin d’identifier les différences entre les sujets sains et les sujets atteints. A partir de ces modèles, ils essaient de déterminer si l’image du cerveau d’un nouveau patient montre des caractéristiques semblables aux cerveaux atteints par la maladie d’Alzheimer. A terme, les médecins pourront peut-être utiliser ces modèles pour dépister la maladie d’Alzheimer avant l’apparition des premiers symptômes.
• La modélisation est également utilisée pour étudier des problématiques environnementales comme la gestion des déchets nucléaires. Des modèles sont utilisés pour prévoir le comportement des déchets enfouis dans le sol en cas de séisme ou de dégradation de leurs conteneurs. Les résultats de ces modélisations permettent de développer des solutions qui évitent au maximum les risques de pollution des sols.

Mais attention, une modélisation n’est qu’une description simplifiée d’un phénomène réel. Certaines variables non identifiées peuvent conduire à des écarts avec la réalité. Aviez-vous pensé à intégrer la variable « cuisson » à votre modèle de gâteau parfait ?

Les chercheurs Inria travaillent donc à l’amélioration et à la construction de modèles nous permettant de mieux comprendre, par le biais de la simulation numérique, le monde qui nous entoure.

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