Révision éditoriale du texte : Xavier Müller

Couverture : Élisabeth Hébert

© Dunod, 2021

11 rue Paul Bert, 92240 Malakoff
www.dunod.com

ISBN : 978-2-10-082349-9

Ce document numérique a été réalisé par PCA

Prologue

Danse autour de la Terre

Le 13 janvier 2020, notre regretté Jean-Yves Nau, un très grand médecin et journaliste au quotidien Le Monde puis à Slate.fr, a rédigé un billet sur son blog. Il était assorti – ce qui était rare chez lui – d’une question posée sur Twitter : « SRAS : un nouveau virus chinois est là, qui menace. Que peut-on faire ? @WHO @Flahault @agnesbuzyn ». Je crois avoir été le seul à y répondre, le même jour, par ce tweet : « La communauté scientifique est très mobilisée avec et auprès de l’OMS sur cette émergence épidémique d’un nouveau coronavirus. Bangkok est le premier aéroport en termes de trafic voyageurs en provenance de Wuhan, Hong Kong en seconde position pourrait être le prochain à recevoir le virus ». Mi-janvier, cela restait encore, pour beaucoup d’entre nous, une affaire asiatique. La situation s’est cependant rapidement dégradée et, à la fin janvier, l’OMS a déclaré que le phénomène représentait « une urgence de santé publique de portée internationale », sonnant ainsi l’alarme et actionnant un branle-bas de combat planétaire contre un virus qui allait rapidement devenir la pire crise sanitaire des temps modernes.

L’irruption d’une pandémie meurtrière dans l’histoire humaine n’est pas un événement banal. Ce n’est pas un « incident ». La dernière pandémie en date est celle du Sida dans les années 1980, si on exclut la grippe porcine H1N1 qui fit en 2009 moins de victimes que la grippe saisonnière. Il y eut plusieurs pandémies au cours du XXe siècle : la grippe de Hong Kong (1968), la grippe asiatique (1957) et la terrible grippe espagnole (1918). Certains parlent de pandémie pour la tuberculose aussi, d’autres plus audacieux pour l’obésité, mais on s’éloigne alors de deux caractéristiques consubstantielles de la définition des pandémies : leur caractère brutal et émergeant. La rareté des pandémies a privé la médecine de spécialistes de tels cataclysmes. Il n’existe pas de pandémiologues. Plus modestement, les experts des épidémies, les épidémiologistes, peuvent s’entraîner toute leur carrière à contrer des épidémies saisonnières en pensant un jour peut-être, à l’orée de leur carrière ou à son crépuscule, rencontrer l’insondable, l’inénarrable, l’absolue, la redoutable pandémie, comme un navigateur en haute mer pourrait craindre la vague scélérate.

La plus grande institution internationale en charge de la santé, l’Organisation mondiale de la Santé (OMS), réfléchit et mûrit longuement sa décision avant de déclarer une nouvelle « pandémie » depuis son siège de Genève. Ce n’est pas un mot que l’on manie à la légère. Il ne figure même pas dans le Règlement Sanitaire International, l’un des « traités » internationaux qui vise justement à en empêcher la survenue. La déclaration de l’état de pandémie obéit à un rituel solennel et codifié. Généralement il s’ensuit un krach boursier plus ou moins intense et prolongé. Les médias comprennent le message : l’ennemi est identifié, le général en chef – le directeur général de l’OMS – sonne la mobilisation générale, il n’y a plus de temps à perdre. Nos experts, tels des mages venus d’Orient ou d’Occident, sont alors consultés par nos politiques, les Hérode du moment. Telle l’étoile qui guidera leur action, ils cherchent aussi un peu d’éclairage à leurs décisions publiques.

*

La pandémie de Covid-19 a déferlé sur le monde à la manière du Boléro de Ravel. Sur un rythme et un tempo quasiment invariable, une mélodie uniforme, répétitive, diatonique, dans un lent crescendo orchestral marqué par le rythme des publications quotidiennes du nombre des nouvelles victimes, comme le son d’un macabre tambour relayé par les réseaux sociaux. Les premières entrées dans l’orchestre symphonique semblent avoir été confiées à un seul instrument, suivant la rythmique et selon les instruments que Ravel choisit pour introduire son œuvre : dans le rôle de la flûte la Chine, la Corée du Sud dans celui de la clarinette, et l’Italie pour le hautbois. Puis l’Iran sonna la trompette. On verra ensuite entrer le reste de l’Europe de l’Ouest, presque en bloc, puis un peu plus tard le Canada et les États-Unis. Les rejoindront le Mexique, l’Inde, et la Russie. En s’enfonçant dans l’hiver austral, entreront alors les pays d’Amérique latine, le Brésil et l’Afrique du Sud. L’Australie, arc-boutée comme un instrument à cordes trop tendues, résistera avec succès tout l’hiver (entre juin et septembre 2020) à la submersion. La Nouvelle-Zélande, isolée au milieu du Pacifique, tel un cor des Alpes, dédaignera rejoindre l’orchestre aussi longtemps que possible. Cet ouvrage ne dira cependant pas si la vague pandémique automno-hivernale observée dans la quasi-totalité de l’hémisphère nord en 2020 et 2021, verra ou non un final similaire à celui du compositeur français : après un accord dissonant, un effondrement total.

*

Dans ce type de crises globales on ne réfléchit pas bien seul. On ne résout pas des problèmes complexes avec le prisme de sa simple discipline. On a besoin d’une confrontation de méthodes, de cultures scientifiques et d’expertises, pour apporter des éléments de solution crédibles à ces crises. Ce qui est vrai aujourd’hui l’était déjà hier. C’est ainsi que lorsque le Recteur de l’Université de Genève m’a demandé en 2014 d’y fonder l’Institut de santé globale, j’ai proposé de l’ancrer dans une vision profondément transdisciplinaire. Il est de nos jours irrigué par des chercheurs d’origine variée, mais aussi par des représentants de la société civile et par des professionnels des secteurs publics et privés en charge des questions de santé et mus par le goût de l’innovation, pour peu qu’elle soit accessible et respectueuse de la planète. Genève est la capitale des droits humains. C’est aussi la ville qui héberge l’OMS, la Croix Rouge Internationale et Médecins Sans Frontières. Alors que j’approche du terme de ma carrière, la pandémie de Covid-19 vient me rappeler que tout ce que j’ai appris jusqu’à présent n’a été qu’une répétition en vue de la partition qui s’est jouée dans le vaste orchestre cacophonique de la scène internationale. Aux premières loges, face à la scène internationale, j’ai pu l’observer de près et l’analyser.

Mesdames et Messieurs, merci de bien vouloir éteindre vos téléphones portables, nous allons désormais ouvrir le bal masqué, sur un air de Boléro, et vous inviter à prendre part à la danse de cette pandémie de Covid-19 tout autour de la Terre !

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Reproduction interdite

La théorie mathématique des épidémies a été élaborée dans les années 1920 par des mathématiciens britanniques qui voulaient comprendre comment la pandémie de grippe espagnole s’était éteinte. Ils conçurent un modèle, c’est-à-dire une représentation simplifiée de la réalité, de nature compartimentale et déterministe. Selon cette théorie, les individus appartiennent respectivement au compartiment des susceptibles (ou bien portants), des infectieux (ou contaminés récemment) ou encore à celui des personnes retirées de la chaîne de transmission (qu’ils soient immunisés ou décédés). Les susceptibles rencontrant les infectieux, il existe une probabilité donnée qu’ils soient contaminés lors de ce contact. Cette théorie peut s’écrire avec un système d’équations complexes (dites différentielles non linéaires), qu’il était impossible de résoudre précisément avant l’ère des ordinateurs.

Le théorème du seuil

À l’époque, on avait déjà pris conscience mathématiquement de l’existence d’un seuil de contamination au-dessus duquel l’épidémie progresse et en dessous duquel elle s’étouffe. Ce seuil apporte d’ailleurs ce qui aujourd’hui encore reste la seule définition précise de l’épidémie : une épidémie survient lorsque le taux de reproduction R dépasse la valeur 1. Le taux de reproduction, sur le plan épidémiologique est facile à comprendre, c’est le nombre de personnes contaminées par un individu infecté. Sur le plan mathématique, on peut démontrer qu’il est le produit de trois paramètres, la probabilité de transmission du virus lors d’un contact à risque, le nombre de contacts à risque et la durée de l’intervalle de génération (notion que nous pourrons simplifier comme étant la durée de la période infectieuse). On ne mesure pas directement le taux de reproduction R. On le calcule grâce à un modèle mathématique que l’on calibre sur les données observées. Pour un même jeu de données, la méthode de calcul peut donc varier.

Prévoir, oui, mais à très court terme seulement !

Avec le concours des écoles polytechniques de Lausanne et de Zürich, l’Institut de santé globale de l’université de Genève a produit chaque jour, très tôt depuis le début de la pandémie (nos premières prévisions quotidiennes ont démarré le 26 janvier 2020 sur Twitter), des prévisions pour l’évolution de l’épidémie couvrant 209 pays et territoires, certaines étant même déclinés à l’échelle régionale (comme les États-Unis, le Canada ou la Suisse). Ces prévisions étaient issues de modèles mathématiques qui nécessitaient chaque jour onze heures de temps calcul sur un super-calculateur basé à Lugano dans le Tessin en Suisse, la plus importante puissance de calcul d’Europe. Pour chaque pays ou territoire, nous fournissions ainsi des prévisions à sept jours des cas, des décès et du taux de reproduction R. Avec mes collègues, nous avions d’un commun accord refusé dès le début de la pandémie de proposer des prévisions au-delà d’une semaine car il nous semblait qu’aucun des modèles épidémiologiques du moment n’était encore capable de prédire l’évolution de la Covid-19 au-delà de cette courte période de temps. De même qu’il nous semblerait déraisonnable de nous fier à des prévisions météorologiques ou des prévisions de la bourse au-delà de huit jours. Nous avons été tellement abreuvés de prévisions erronées par le passé, tant pour le Sida, que pour la maladie de Creutzfeldt-Jakob, ou encore la grippe H1N1 et Ebola, que nous ne voulions pas ajouter une voix imprécise à la cacophonie médiatique de la crise pandémique, qui aurait été rapidement et inéluctablement contredite par les faits. En revanche, sur un court horizon de temps, nous ne prenions pas beaucoup de risque de nous tromper et nous pouvions donner, pour chaque endroit de la planète qui rapportait des données, une valeur du taux de reproduction.

Des politiques publiques fondées sur la théorie mathématique des épidémies

Les modèles formels qui décrivent l’embrasement épidémique sont d’une très grande utilité. On peut même dire que l’essentiel des stratégies de riposte contre la Covid-19 dérive de la théorie mathématique des épidémies et en particulier de la formule de R. En effet, l’OMS et tous les experts chargés de conseiller les gouvernements proposent de tenter d’amener le taux de reproduction R dans chaque pays, dans chaque communauté, sous la valeur 1. Les stratégies de lutte contre la pandémie vont donc s’attacher à diminuer la probabilité de transmission entre une personne infectée et un bien portant. Elles viseront aussi à restreindre le nombre de contacts, les interactions entre les infectés et les bien portants. Elles aimeraient aussi pouvoir réduire l’intervalle de génération, ou la durée de la période infectieuse, mais elles sont impuissantes en l’absence de vaccin ou de traitements antiviraux efficaces. On peut en revanche tenter de freiner la transmission en faisant la promotion des gestes barrières, le port du masque, le lavage des mains, le respect de la distance physique (en France, on recommande aux gens de ne pas s’approcher à moins d’un mètre, contre 1,5 mètre en Suisse, et 1,8 mètre – 6 pieds – aux États-Unis, sans que ces différences reposent sur des arguments scientifiques très solides), la ventilation des espaces clos. On peut aussi chercher à abaisser le nombre de contacts par la mise en œuvre de mesures de confinement collectif, lequel peut être strict, généralisé et maximum, ou plus libéral et participatif, voire ciblé et éventuellement même seulement partiel. Tous les intermédiaires sont possibles entre le couvre-feu, qui confine les populations de 20 heures à 6 heures du matin, et le confinement strict appliqué en Chine, où les personnes isolées ont parfois été enfermées à Wuhan, avec des portes scellées au fer à souder. Les Suédois comme les Japonais se sont appliqué une forme d’auto-confinement qui ne disait pas son nom, dès le mois de mars et pendant toute la pandémie. Le gouvernement de Stockholm n’a pas cloué au sol les avions par décret, mais les lignes aériennes intérieures ont été arrêtées faute de passagers. Les magasins non essentiels, les bars et les restaurants n’ont pas été contraints de fermer par la loi, mais beaucoup ont dû baisser le rideau faute de clients. L’effet recherché sur la diminution du nombre de contacts fut à peu près le même, que les mesures de confinement aient fait appel à leur mise en œuvre autoritaire ou à la participation plus active et volontaire des citoyens. De manière moins intuitive, les campagnes de dépistage couplées à une recherche rétrospective de contacts et une mise en quarantaine des contacts identifiés, ainsi que l’isolement des personnes dépistées positives ont limité aussi les contacts entre les porteurs de virus et les biens portants. Il s’agissait là d’une mesure plus personnalisée de confinement.

R, instrument de pilotage de la deuxième vague

Dès les premiers jours d’automne, en 2020, lorsque les pays de l’ouest de l’hémisphère nord ont eu à affronter les premiers assauts de la deuxième vague pandémique, de la Sibérie aux États-Unis, en passant par l’Europe et l’Afrique du Nord, nombreuses étaient les autorités sanitaires à avoir l’œil rivé sur la valeur locale du taux de reproduction R et sur celle de leurs voisins. Elles observaient, à de rares exceptions, que R avait progressé mais restait au-dessous de la valeur moyenne de 1,5, ce qui était un niveau moitié moindre de celui du mois de mars lorsque la première vague avait frappé à nos portes. En mars, nous fûmes tous surpris par l’ampleur et la brutalité du phénomène et la mise en place d’un confinement général incluant la fermeture des écoles et des commerces non essentiels, les interdictions de rassemblements et la fermeture des frontières fut nécessaire presque partout pour reprendre le contrôle sur l’épidémie car les gestes barrières ne furent pas ou ne purent pas être institués. Pénurie de masque, méconnaissance des voies de transmission (notamment par aérosols), nous faisions l’expérience du R « sauvage » de l’épidémie, celui que l’on désigne par R0, c’est-à-dire la valeur de R lorsque l’on n’applique aucune mesure d’intervention dans une population entièrement susceptible à l’infection.

À partir du déconfinement, en juin 2020, presque partout, la population a été invitée – voire contrainte – à prendre des précautions, à porter le masque dans les transports publics et les lieux clos, à respecter une distance physique, à se laver les mains, à aérer les pièces. Tout cela a suffi en Europe à tenir une bonne partie de l’été, avec l’aide du frein saisonnier puissant contre ce virus respiratoire. L’été n’a cependant pas réussi à bloquer complètement la circulation du virus en Europe. Si l’été a permis une circulation à bas bruit du virus en Europe, il n’a pas empêché d’importantes épidémies de se déclarer en Israël, aux États-Unis, en Russie et au Mexique, avec leur cortège de complications, d’hospitalisations et de décès. Dans ces pays, les gestes barrières semblent avoir été moins bien suivis et les autorités ont laissé filer l’épidémie. La courbe d’évolution de R visualise parfaitement les pertes et reprises de contrôle, faisant de cet indicateur un instrument de choix, sans être le seul, pour le guidage des politiques publiques.

Chez le même éditeur

Abderrazak El Albani, Roberto Macchiarelli, Alain Meunier, Aux origines de la vie. Une nouvelle histoire de l’évolution, 2016.

Jim Baggott, La particule de Dieu. À la découverte du Bosson de Higgs, 2013.

Aurélien Barrau, Des univers multiples. Nouveaux horizons cosmiques, 2017.

John Barrow, Le livre des univers, 2012.

Matteo Barsuglia, Les vagues de l’espace-temps. La révolution des ondes gravitationnelles, 2019.

Maddalena Bearzi, Craig B. Stanford, Ces belles intelligences. Grands singes et dauphins, 2009.

Gianfranco Bertone, Le mystère de la matière noire. Dans les coulisses de l’Univers, 2014.

Derek Bickerton, La langue d’Adam, 2010.

Pierre Binétruy, À la poursuite des ondes gravitationnelles. Dernières nouvelles de l’Univers, 2016.

David Bodanis, La surprenante histoire de la fée électricité, 2006.

Vincent Boqueho, Les civilisations à l’épreuve du climat, 2012.

Vincent Boqueho, La vie, ailleurs ? , 2011.

Nick Bostrom, Superintelligence, 2017.

Carlos Calle, Supercordes et autres ficelles. Voyage au cœur de la physique, 2004.

William Camu, Nicolas Chevassus-au-Louis, Quand meurent les neurones, 2003.

John Derbyshire, Dans la jungle des nombres premiers, 2007.

Cathy Dubois, Michel Avignon, Philippe Escudier, Observer la terre depuis l’espace. Enjeux des données spatiales pour la société, 2014.

Asmund Eikenes, Sang, sueur, salive… La surprenante mécanique des fluides (du corps), 2021.

John Emsley, Sexe, bonheur et cosmétique. Les nouveaux pouvoirs de la chimie, 2004.

Richard P. Feynman, Qu’en pensez-vous Monsieur Feynman ? Lettres 1939-1987, 2006.

Charles Frankel, L’Homme sur Mars. Science ou Fiction ?, 2007.

Owen Gingerich, Le livre que nul n’avait lu. À la poursuite du « De Revolutionibus » de Copernic, 2008.

James Gleick, Isaac Newton. Un destin fabuleux, 2005.

Barbara Goldsmith, Marie Curie. Portrait intime d’une femme d’exception, 2006.

John Richard Gott, L’Univers est une éponge, 2017.

Steven S. Gubser, Frans Pretorius, Le petit livre des trous noirs, 2018.

Agnès Guillot, Jean-Arcady Meyer, Poulpe fiction. Quand l’animal inspire l’innovation, 2014.

Jean Jouzel, Anne Debroise, Le défi climatique. Objectif : +2 °C !, 2014.

Stuart Kauffman, Au-delà de la physique, 2021.

Étienne Klein, Philippe Brax, Pierre Vanhove, Qu’est-ce que la gravité ? Le grand défi de la physique, 2019.

Antoine Kouchner, Stéphane Lavignac, À la recherche des neutrinos. Messagers de l’infiniment grand et de l’infiniment petit, 2018.

Adam Kucharski, Les lois de la contagion. Fake news, virus, tendances..., 2021.

Ray Kurzweil, Terry Grossman, Eliane Benisti, Isabelle Turquois, Serons-nous immortels ? Oméga 3, nanotechnologie, clonage…, 2006.

Kristine Larsen, Stephen Hawking. Un homme face à l’infini, 2009.

David Leavitt, Alan Turing. L’homme qui inventa l’informatique, 2007.

Mark Lynas, Six degrés. Que va-t-il se passer ? , 2008.

Ghislain de Marsily, L’eau, un trésor en partage, 2009.

Barry Mazur, Ces nombres qui n’existent pas, 2004.

Vilayanur Ramachandran, Le cerveau fait de l’esprit. Enquête sur les neurones miroirs, 2011.

Carlo Rovelli, Et si le temps n’existait pas ? , 2014.

Ted Sargent, Bienvenue dans le nanomonde. Comment les nanotechnologies vont transformer notre vie, 2006.

Denis Sasha, Cathy Lazere, Quand la vie remplace le silicium. Aux frontières de la bio-informatique, 2011.

Lee Smolin, La révolution inachevée d’Einstein. Au-delà du quantique, 2019.

Lee Smolin, La renaissance du Temps. Pour en finir avec la crise de la physique, 2014.

Lee Smolin, Rien ne va plus en physique ! L’échec de la théorie des cordes, 2007.

Tim Spector, Régimes : la grande illusion. La solution est dans votre intestin, 2017.

Ian Stewart, Les dés jouent-ils aux dieux ? Les mathématiques de l’incertitude, 2020.

Jean-Pol Tassin, Les coulisses du cerveau, 2021.

Max Tegmark, La vie 3.0. Être humain à l’ère de l’intelligence artificielle, 2018.

Max Tegmark, Notre univers mathématique. En quête de la nature ultime du réel, 2014.

Jean-Philippe Uzan, Bénédicte Leclercq, L’importance des constantes. De la Mesure au cosmos, 2020.

François Vannucci, Le vrai roman des particules élémentaires, 2010.

David Whitehouse, Lune. La biographie autorisée, 2008.

Peter Woit, Jonathan Cape, Même pas fausse ! La physique renvoyée… dans ses cordes, 2007.

Ed Yong, Moi, microbiote, maître du monde. Les microbes, 30 billions d’amis, 2017.

Palle Yourgrau, Einstein/Gödel. Quand deux génies refont le monde, 2005.