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1. Mathematical modelling of a pest in an age-structured crop model: The coffee berry borer case

Author: Yves Fotso Fotso, Suzanne Touzeau, Berge Tsanou, Frédéric Grognard, Samuel Bowong, Faculté des Sciences - Université de Dschang [Cameroun], Université de Dschang, Biological control of artificial ecosystems (BIOCORE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire International de Recherche en Informatique et Mathématiques Appliquées (LIRIMA), Université de Yaoundé I-Université Badji Mokhtar Annaba (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université d'Antananarivo-Université Gaston Bergé Sénégal-Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST), Institut Sophia Agrobiotech (ISA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Côte d'Azur (UCA), Department of Mathematics and Applied Mathematics [Pretoria], University of Pretoria [South Africa], Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Université Côte d'Azur (UCA), Dpt of Mathematics and Computer Science [Douala], Université de Douala, EPITAG, LIRIMA, College doctoral regional de Afrique Centrale et des Grands Lacs, EPITAG, Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST)-Université Gaston Bergé Sénégal-Université d'Antananarivo-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Yaoundé I, Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Applied Mathematics, [MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS], [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, Semigroup theory, Hypothenemus, Epidemiological model, MSC: 92D30, 35Q92, 35A01, 35B40, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Modeling and Simulation, Hypothenemus hampei, Numerical simulations, [MATH.MATH-AP]Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], Plant-pest interaction, Stability
Abstract: International audience; Coffee production is an important agriculture activity which contributes significantly to the economic growth of many countries in the world. One of the major constraints to coffee production throughout the world is the damage caused by the coffee berry borer (CBB), Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytidae). It is the most damaging insect pest to coffee production in the world. These insects infest coffee berries, preferably mature berries, and spend most of their life cycle inside the berries, which make them quite difficult to control. In this work, we introduce and analyse a berry age-structured model describing the infestation dynamics of coffee berries by CBB. Using the semigroup theory in the case of Lipschitz perturbation, we show that the model has a unique nonnegative and bounded solution. We derive an explicit formula of the basic reproduction number, R0, using the next generation approach and the biological interpretation of this threshold in a specific case. Numerical simulations are carried out to illustrate the theoretical results.
Published: 2022

2. Protein supplementation during an energy-restricted diet induces visceral fat loss and gut microbiota amino acid metabolism activation: a randomized trial

Author: Bel Lassen, Pierre, Belda, Eugeni, Prifti, Edi, Dao, Maria Carlota, Specque, Florian, Henegar, Corneliu, Rinaldi, Laure, Wang, Xuedan, Kennedy, Sean, Zucker, Jean-Daniel, Calame, Wim, Lamarche, Benoît, Claus, Sandrine, Clément, Karine, Nutrition et obésités: approches systémiques (nutriomics) (UMR-S 1269 INSERM - Sorbonne Université), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), Service de nutrition [CHU Pitié-Salpétrière], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU), Integrative Phenomics [Paris], Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), YSOPIA Bioscience [Bordeaux], University of Reading (UOR), Département de Biologie Computationnelle - Department of Computational Biology, Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Laval [Québec] (ULaval), This study was supported by several sources: YSOPIA Bioscience sponsored the clinical investigation study. Funding for the detailed microbiota study (sequencing and analysis) were obtained from the French National Agency of Research ANR ('Investissement d’Avenir' FORCE, the Metagenopolis Grant ANR-11-DPBS-0001 and ICAN, reference ANR-10-IAHU-05) as well as European Union, FP7-sponsored program METACARDIS (HEALTH-F4-2012-30531). Grants were also obtained by JPI (A healthy diet for a healthy life, 2017-01996_3) and the Leducq Foundation (Transatlantic Networks of Excellence Award 17CVD01)., ANR-11-DPBS-0001,MGP,MetaGenoPolis(2011), ANR-10-IAHU-0005,ICAN,Institut de Cardiologie-Métabolisme-Nutrition(2010), European Project: 305312,EC:FP7:HEALTH,FP7-HEALTH-2012-INNOVATION-1,METACARDIS(2012), Service de Nutrition [CHU Pitié-Salpétrière], Institut E3M [CHU Pitié-Salpêtrière], CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Nutrition et obésités: approches systémiques (UMR-S 1269) (Nutriomics), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Institut Pasteur [Paris] (IP)-Université Paris Cité (UPCité), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), HAL-SU, Gestionnaire, Démonstrateurs - MetaGenoPolis - - MGP2011 - ANR-11-DPBS-0001 - DPBS - VALID, Instituts Hospitalo-Universitaires - Institut de Cardiologie-Métabolisme-Nutrition - - ICAN2010 - ANR-10-IAHU-0005 - IAHU - VALID, and Metagenomics in Cardiometabolic Diseases - METACARDIS - - EC:FP7:HEALTH2012-11-01 - 2017-10-31 - 305312 - VALID
Subjects: [SDV.MHEP.EM] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism, Adult, Male, Microbiota, Science, [SDV.MHEP.EM]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism, Intra-Abdominal Fat, Metabolic syndrome, Article, Gastrointestinal Microbiome, [SDV.AEN] Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, Double-Blind Method, Weight Loss, Randomized controlled trials, Humans, Medicine, Metagenomics, Obesity, Microbiome, [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, Caloric Restriction
Abstract: Interactions between diet and gut microbiota are critical regulators of energy metabolism. The effects of fibre intake have been deeply studied but little is known about the impact of proteins. Here, we investigated the effects of high protein supplementation (Investigational Product, IP) in a double blind, randomised placebo-controled intervention study (NCT01755104) where 107 participants received the IP or an isocaloric normoproteic comparator (CP) alongside a mild caloric restriction. Gut microbiota profiles were explored in a patient subset (n = 53) using shotgun metagenomic sequencing. Visceral fat decreased in both groups (IP group: − 20.8 ± 23.2 cm2; CP group: − 14.5 ± 24.3 cm2) with a greater reduction (p
Published: 2021

3. Recommender system taking into account the availability forecast of product categories

Author: Armel Jacques NZEKON NZEKO’O, Hamza Adamou, Maurice Tchuente, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Université de Yaoundé I, Département d’informatique, Université de Yaoundé I, Cameroun, and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: Recommandation Top-N, [INFO.INFO-IR]Computer Science [cs]/Information Retrieval [cs.IR], Recommender systems, Top-N Recommendation, Prédiction de disponibilité des ressources, [INFO]Computer Science [cs], General Medicine, Availability Prediction, Système de recommandation
Abstract: Recommending suitable products to users is crucial in e-commerce and streaming platforms. In some situations, a customer has a preference for a product based on the product features and the current temporal context. It is therefore wise to take these aspects into account in order to improve the quality of the recommendations. In this paper, we propose recommender systems based on the availability prediction of product categories according to the temporal context. Indeed, the classification of the Top-N recommendations proposed by the initial recommender system is updated in such a way as to favor products with categories predicted available. Furthermore, we propose an algorithm for the choice of the appropriate temporal context to consider for the availability prediction of categories. Experiments are carried out on four datasets and comparisons are made on the results of three basic recommender systems with and without integration of availability forecasts, according to the Hit-ratio, MAP and F1-score evaluation metrics. We note that in 75% of cases, to have the best performance, it is necessary to integrate the availabilities prediction of the categories. This gain can even go to more than 12% regardless of the dataset. All this confirms the relevance of our contribution., Recommander des articles appropriés aux utilisateurs est crucial dans les plateformes de commerce électronique et de streaming. Dans certaines situations, un client a une préférence pour un produit en fonction des caractéristiques du produit et du contexte temporel courant. Il est donc judicieux de prendre en compte ces aspects afin d'améliorer la qualité des recommandations. Dans cet article, nous proposons des systèmes de recommandation basés sur la prédiction de disponibilité des catégories des produits en fonction du contexte temporel. En effet, le classement des recommandations Top-N proposées par le système de recommandation initial est mis à jour de manière à favoriser les produits aux catégories prédites disponibles. Par ailleurs, nous proposons un algorithme pour le choix du contexte temporel adéquat à la considération de la prédiction de disponibilité des catégories. Des expérimentations sont menées sur quatre jeux de données et des comparaisons sont effectuées sur les résultats de trois systèmes de recommandation de base avec et sans intégration des prédictions de disponibilité, suivant les métriques d'évaluation Hit-ratio, MAP et F1-score. On constate que dans 75% des cas, pour avoir la meilleure performance, il est nécessaire d'intégrer les prédictions de disponibilité des catégories. Ce gain peut même aller à plus de 12% quel que soit le jeu de données. Tout ceci confirme la pertinence de notre contribution.
Published: 2022

4. Gut microbiota changes after metabolic surgery in adult diabetic patients with mild obesity: a randomised controlled trial

Author: Isaac Barroso, Isabel M. Miranda, Davide Carvalho, Paula Freitas, Maria Manuel Silva, Paul Picq, Eva Lau, Adelino Barbosa, Flora Correia, Joël Doré, Edi Prifti, Karine Clément, Cidália Pina Vaz, Eugeni Belda, Manuel Ferreira-Magalhães, Universidade do Porto = University of Porto, Unité de Recherche sur les Maladies Cardiovasculaires, du Métabolisme et de la Nutrition = Research Unit on Cardiovascular and Metabolic Diseases (ICAN), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Cardiométabolisme et Nutrition = Institute of Cardiometabolism and Nutrition [CHU Pitié Salpêtrière] (IHU ICAN), CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Instituto de Investigação e Inovação em Saúde (I3S), Nutrition et obésités: approches systémiques (UMR-S 1269) (Nutriomics), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), MetaGenoPolis (MGP (US 1367)), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Faculdade de Ciências da Nutrição e Alimentação, Faculdade de Medicina, Universidade do Porto, Unité de Recherche sur les Maladies Cardiovasculaires, du Métabolisme et de la Nutrition = Institute of cardiometabolism and nutrition (ICAN), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU), Nutrition et obésités: approches systémiques (nutriomics) (UMR-S 1269 INSERM - Sorbonne Université), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: 0301 basic medicine, medicine.medical_specialty, Weight loss, RC620-627, Roux-en-Y gastric bypass, [SDV]Life Sciences [q-bio], Endocrinology, Diabetes and Metabolism, Gut flora, Gastroenterology, law.invention, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Insulin resistance, Diabetes mellitus, Randomized controlled trial, law, Internal medicine, Internal Medicine, Medicine, Microbiome, Nutritional diseases. Deficiency diseases, 2. Zero hunger, biology, business.industry, Research, Health sciences, Medical and Health sciences, Ciências médicas e da saúde, nutritional and metabolic diseases, medicine.disease, biology.organism_classification, Obesity, 3. Good health, Clinical trial, 030104 developmental biology, 030220 oncology & carcinogenesis, Medical and Health sciences, Ciências da Saúde, Ciências médicas e da saúde, medicine.symptom, business
Abstract: Background Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) surgery is one of the most efficient procedures for the treatment of obesity, also improving metabolic and inflammatory status, in patients with mild obesity. The underlying mechanisms have not been fully understood, but gut microbiota is hypothesized to play a key role. Our aim was to evaluate the association between gut microbiota changes and anthropometric, metabolic and inflammatory profiles after metabolic surgery compared with medical therapy, in type 2 diabetic (T2DM) adults with mild obesity (BMI 30–35 kg/m2). Methods DM2 was an open-label, randomised controlled clinical trial (RCT: ISRCTN53984585) with 2 arms: (i) surgical, and (ii) medical. The main outcome was gut microbiota changes after: metabolic surgery (Roux-en-Y gastric bypass—RYGB) versus standard medical therapy. Secondary outcomes included anthropometric, metabolic and inflammatory profiles. Clinical visits, blood workup, and stool samples were collected at baseline and months (M)1, 3, 6, 12. Gut microbiota was profiled using 16S rRNA targeted sequencing. Results Twenty patients were included: 10 in surgical and 10 in medical arm. Anthropometric and metabolic comparative analysis favoured RYGB over medical arm. At M12, the percentage of weight loss was 25.5 vs. 4.9% (p p p = 0.004, [R2 = 0.17]) during the follow-up period after RYGB. There was a strong association between improvement of anthropometric/metabolic/inflammatory biomarkers and increase in microbial richness and Proteobacterial lineages. Conclusions This was the first RCT studying composite clinical, analytic, and microbiome changes in T2DM patients with class 1 obesity after RYGB versus standard medical therapy. The remarkable phenotypic improvement after surgery occurred concomitantly with changes in the gut microbiome, but at a lower level. Trial registration: ISRCTN53984585
Published: 2021

5. Accurate comparison of tree sets using HMM-based descriptor vectors

Author: Iloga, Sylvain, Higher Teachers' Training College, University of Maroua, (HTTC-UMA), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Equipes Traitement de l'Information et Systèmes (ETIS - UMR 8051), Ecole Nationale Supérieure de l'Electronique et de ses Applications (ENSEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), CNRS, ETIS UMR 8051 (ETIS UMR 8051), and CY Cergy Paris University
Subjects: General Medicine, Distance between trees, Classification, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Clustering, Arbres, Comparaison d'ensembles d'arbres, Trees, Comparison of tree sets, Tree Edit distance, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Distance entre arbres, Modèles de Markov cachés, Hidden Markov Models
Abstract: Trees are among the most studied data structures and several techniques have consequently been developed for comparing two trees belonging to the same category. Until the end of year 2020, there was a serious lack of suitable metrics for comparing two weighted trees or two trees from different categories. The problem of comparing two tree sets was not also specifically addressed. These limitations have been overcome in a paper published in 2021 where a customizable metric based on hidden Markov models have been proposed for comparing two tree sets, each containing a mixture of trees belonging to various categories. Unfortunately, that metric does not allow the use of non metric-dependent classifiers which take descriptor vectors as inputs. This paper addresses this drawback by deriving a descriptor vector for each tree set from the behavior of its associated models after a sufficiently long time. The comparison between two tree sets is then realized by comparing their associated descriptor vectors. Classification experiments carried out on the databases FirstLast-L (FL), FirstLast-LW (FLW) and Stanford Sentiment Treebank (SSTB) respectively showed best accuracies of 99.75%, 99.75% and 87.22%. These performances are respectively 40.75% and 20.52% better than the tree Edit distance respectively for FLW and SSTB. Additional clustering experiments exhibited 54.25%, 98.75% and 75.53% of correctly clustered instances respectively for FL, FLW and SSTB. No clustering was performed in existing work.; Les arbres font partie des structures de données les plus étudiées et plusieurs techniques ont par conséquent été développées pour comparer deux arbres appartenant à la même catégorie. Jusqu'à la fin de l'année 2020, il y avait un sérieux manque de métriques appropriées pour comparer deux arbres pondérés ou deux arbres de catégories différentes. Le problème de la comparaison de deux ensembles d'arbres n'a pas non plus été spécifiquement abordé. Ces limites ont été surmontées dans un article publié en 2021 dans lequel une métrique paramétrable basée sur des modèles de Markov cachés a été proposée pour comparer deux ensembles d'arbres, chacun contenant un mélange d'arbres appartenant à différentes catégories. Malheureusement, cette métrique ne permet pas l'utilisation de classificateurs ne dépendant pas d'une mesure de distance qui prennent généralement des vecteurs en entrées. Le présent article s'attaque à cette limite en proposant un descripteur vectoriel pour chaque ensemble d'arbres à partir du comportement sur une longue période des modèles qui lui sont associés. La comparaison entre deux ensembles d'arbres est alors réalisée en comparant leurs descripteurs vectoriels respectifs. Des expériences en classification menées sur les bases de données FirstLast-L (FL), FirstLast-LW (FLW) et Stanford Sentiment Treebank (SSTB) ont respectivement permis d'obtenir les meilleures performances de 99,75 %, 99,75 % et 87,22 %. Ces performances sont respectivement 40,75% et 20,52% meilleures que la 'Tree Edit distance' respectivement pour FLW et SSTB. Des expériences supplémentaires en clustering ont permis d'avoir respectivement 54,25 %, 98,75 % et 75,53 % instances correctement groupées pour FL, FLW et SSTB. Aucun clustering n'avait été effectué dans les travaux existants.
Published: 2022

6. The interface between ecology, evolution, and cancer: More than ever a relevant research direction for both oncologists and ecologists

Author: Frédéric Thomas, Beata Ujvari, Mathieu Giraudeau, Benjamin Roche, Rodrigo Hamede, Centre de Recherches Ecologiques et Evolutives sur le Cancer (MIVEGEC-CREEC), Processus Écologiques et Évolutifs au sein des Communautés (PEEC), Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), University of Tasmania [Hobart, Australia] (UTAS), Deakin University [Burwood], Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Universidad Nacional Autónoma de México = National Autonomous University of Mexico (UNAM), and ANR-18-CE35-0009,TRANSCAN,ECOLOGIE ET EVOLUTION DES CANCERS TRANSMISSIBLES(2018)
Subjects: 0106 biological sciences, conservation biology, Interface (Java), Ecology (disciplines), [SDV]Life Sciences [q-bio], lcsh:Evolution, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, 03 medical and health sciences, Genetics, medicine, lcsh:QH359-425, cancer, evolutionary theory, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Evolutionary theory, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, Cognitive science, 0303 health sciences, Evolutionary medicine, Cancer, medicine.disease, evolutionary medicine, oncology, Conservation biology, General Agricultural and Biological Sciences
Abstract: International audience
Published: 2020

7. Rare and unique adaptations to cancer in domesticated species: An untapped resource?

Author: Dorothée Missé, Georgina Bramwell, Aaron G. Schultz, Margaux Bieuville, Beata Ujvari, Nolwenn M. Dheilly, Jérôme Abadie, Péter Biró, Sophie Labrut, Tracey Russell, Flora Gouzerh, Justine Boutry, François Renaud, Orsolya Vincze, Rodrigo Hamede, Guillaume Le Loc'h, Mathieu Giraudeau, Benjamin Roche, Frédéric Thomas, Christa Beckmann, Centre de Recherches Ecologiques et Evolutives sur le Cancer (CREEC), Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Interactions hôtes-agents pathogènes [Toulouse] (IHAP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Universtié Yaoundé 1 [Cameroun]-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Centre de Recherches Ecologiques et Evolutives sur le Cancer (MIVEGEC-CREEC), Processus Écologiques et Évolutifs au sein des Communautés (PEEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), School of Marine and Atmospheric Sciences [Stony Brook] (SoMAS), Stony Brook University [SUNY] (SBU), State University of New York (SUNY)-State University of New York (SUNY), Deakin University, Burwood, Australia, Deakin University [Burwood], Western Sydney University, University of Tasmania [Hobart, Australia] (UTAS), Animaux modèles pour la recherche en oncologie comparée (AMaROC), Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS), Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Hungarian Department of Biology and Ecology [Cluj‑Napoca, Romania], Babes-Bolyai University [Cluj-Napoca] (UBB), MTA Centre for Ecological Research [Tihany], Hungarian Academy of Sciences (MTA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), The University of Sydney, This work was supported by an ARC Linkage (LP170101105), Deakin SEBE_RGS_2019, an ANR TRANSCAN (ANR-18-CE35-0009) and a CNRS 'International Associated Laboratory Grant.' Support was also provided by the Rotary Club Les Sables d’Olonne to FT. OV is supported by the Romanian Ministry of Research and Innovation (PN-III-P4-ID-PCE-2016-0404), by the János Bolyai Research Scholarship of the Hungarian Academy of Sciences and by the New National Excellence Program of the Ministry of Innovation and Technology (ÚNKP-19-4-DE-538)., ANR-18-CE35-0009,TRANSCAN,ECOLOGIE ET EVOLUTION DES CANCERS TRANSMISSIBLES(2018), École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, evolutionary mismatch, Resource (biology), [SDV]Life Sciences [q-bio], domestication syndrome, lcsh:Evolution, selection, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, 03 medical and health sciences, domestication, evolutionary, evolution, Genetics, Inbreeding depression, medicine, lcsh:QH359-425, cancer, Domestication, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Selection (genetic algorithm), High rate, Cancer, Mismatch theory, medicine.disease, 030104 developmental biology, Evolutionary biology, General Agricultural and Biological Sciences, mismatch
Abstract: International audience; Strong and ongoing artificial selection in domestic animals has resulted in amazing phenotypic responses that benefit humans, but often at a cost to an animal's health, and problems related to inbreeding depression, including a higher incidence of cancer. Despite high rates of cancer in domesticated species, little attention has been devoted to exploring the hypothesis that persistent artificial selection may also favour the evolution of compensatory anticancer defences. Indeed, there is evidence for effective anti‐cancer defences found in several domesticated species associated with different cancer types. We also suggest that artificial selection can favour the “domestication” of inherited oncogenic mutations in rare instances, retaining those associated to late and/or less aggressive cancers, and that by studying these seemingly rare anticancer adaptations, novel cancer treatments may be found.
Published: 2020

8. Numerical simulation of hydrodynamic characteristics and bedload transport in cross sections of two gravel-bed rivers based on one-dimensional lateral distribution method

Author: Chien Pham Van, Vivien P. Chua, Thuyloi University, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Department of Civil and Environmental Engineering [Singapore], National University of Singapore (NUS), and Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
Subjects: Turbulent diffusion, Stratigraphy, 0207 environmental engineering, Fluvial, Sediment, Geology, 02 engineering and technology, Mechanics, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, Cross section (physics), Flow velocity, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Shear stress, River morphology, 020701 environmental engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Bed load
Abstract: Accurate evaluation and prediction of bedload transport are crucial in studies of fluvial hydrodynamic characteristics and river morphology. This paper presents a one-dimensional numerical model based on the one-dimensional lateral distribution method (1D-LDM) and six classic bedload transport formulae that can be used to simulate hydrodynamic characteristics and bedload transport discharge in cross sections. Two gravel-bed rivers, i.e. the Danube River located approximately 70 km downstream from Bratislava in Slovakia and the Tolten River in south of Chile are used as examples. In the 1D-LDM, gravity, bed shear stress, turbulent diffusion, and secondary flow are included to allow for accurate predictions of flow velocity and consequently bed shear stress in the cross sections. Six classic formulae were applied to evaluate the non-dimensional bedload transport rate, and the bedload transport discharge through a river cross section is obtained by integrating the bedload transport rate over the width of the cross section. The results show that the root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE) of velocity and water discharge were less than 8% of the observed magnitude, while the correlation coefficient between model predictions and observations was close to unity. The formulae proposed by Ashida and Michiue (1972), in which particle collision with the bed is taken into account, and by Camenen and Larson (2005), which allows for yielding a non-zero bedload transport rate even when the bed shear stress is smaller than the critical bed shear stress value, appeared to be more appropriate for predicting the observed bedload transport rate in the studied cross sections of two gravel-bed rivers. If non-uniform sediment mixtures were considered, the bedload transport discharge through a cross-section could change considerably by up to 22.5% of the observed magnitude. The relations proposed by Ashida and Michiue (1972) and Egiazaroff (1965) for parameterizing the hiding factor yielded more realistic model predictions in comparison with observations for the measured data set collected for the Tolten River, while the one proposed by Wilcock and Crowe (2003) performs the best for the data set measured for the Danube River.
Published: 2020

9. OPALE: Operational assessment of landscape water eco-functionalities

Author: D. Trévisan, P. Taillandier, B. Sarrazin, D. Etienne, N. Ayari, C. Petiqueux, P. Quétin, C. Janin, Centre Alpin de Recherche sur les Réseaux Trophiques et Ecosystèmes Limniques (CARRTEL), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Thuyloi University (WARM Team), Isara, ENSSA Bordeaux Aquitaine, Pacte, Laboratoire de sciences sociales (PACTE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Sciences Po Grenoble - Institut d'études politiques de Grenoble (IEPG ), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), and Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
Subjects: Environmental Engineering, Ecological Modeling, 0207 environmental engineering, 04 agricultural and veterinary sciences, 02 engineering and technology, Gestion des cultures, Agroécologie, Paysages agricoles, Processus hydrologiques, Règles de décision, [SDE]Environmental Sciences, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Systèmes agricoles, 020701 environmental engineering, Software, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2022

10. Evaluation du maintien des arbovirus dans la nature via les moustiques Aedes par la théorie des semi-groupes positifs

Author: NDIAYE, Papa ibrahima, Ndongo, Mamadou, Université Alioune Diop de Bambey, Université Alioune Diop de Bambey (UADB), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), and Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
Subjects: quasi-compactness, balanced exponential growth, basic-bionomics reproduction number, [SDV]Life Sciences [q-bio], positive semigroup, transovarial transmission, General Medicine, spectral theory, [MATH]Mathematics [math], Aedes borne-disease
Abstract: For more than one century, Aedes species are supposed to be a reservoir in dengue, yellow fever, rift valley fever and west nile viruses transmission. In this article, we study an infinite dimension ordinary differential equations system that models arbovirus vertical transmission in \textit{Aedes} mosquito. Relying of the positive semigroup theory, we show that the model is well-posed and compute a threshold parameter known as the basic reproduction ratio $R0$. This parameter describes "the average rate of secondary new cases of infected adult females from emergences in a breeding habitat that are produced by an infected adult female via transovarial transmission during its lifetime." In addition, we prove that the solution of the model goes to zero asymptotically if R0 Depuis plus d'un siècle, certaines espèces Aedes sont supposées jouer un rôle de réservoir de virus dans les épidémies de la dengue, de la fièvre jaune, de la fièvre de la vallée du Rift et du Nil occidental. Dans cet article, nous étudions un système différentiel de dimension infinie décrivant la transmission verticale des arbovirus chez les moustiques Aedes. Grâce à la théorie des semi-groupes positifs, nous avons montré que le modèle est bien pos\'e et extrait un paramètre seuil appelé taux de reproduction de base R0. Ce paramètre R0 décrit " le taux moyen de cas secondaires d'infection des femelles adultes émergentes dans un habitat de reproduction à partir d'oeufs contaminés via la transmission transovarienne et pondus par une femelle adulte durant sa vie". De plus, nous avons démontré que la solution du modèle tend vers zéro quand t tend vers l'infini si R0
Published: 2021

11. Mathematical modelling of Banana Black Sigatoka Disease with delay and Seasonality

Author: Franklin Agouanet, Jean Jules Tewa, Israël Tankam-Chedjou, Remy Magloire Etoua, Département de Mathématiques Université de Yaoundé 1 = Department of Mathematics [Yaoundé, Cameroon], Université de Yaoundé I, Laboratoire International de Recherche en Informatique et Mathématiques Appliquées (LIRIMA), Université de Yaoundé I-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université d'Antananarivo-Université Gaston Bergé Sénégal-Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST), National Advanced School of Engineering (University of Yaounde I), Centre d’Excellence en Technologies de l’Information et de la Communication (CETIC asbl), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), EPITAG, Université de Yaoundé I-Université Badji Mokhtar Annaba (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université d'Antananarivo-Université Gaston Bergé Sénégal-Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Department of Mathematics [Yaoundé], and University of Yaoundé [Cameroun]
Subjects: 0106 biological sciences, 0303 health sciences, Black sigatoka, biology, Applied Mathematics, [MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS], [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, food and beverages, Seasonality, biology.organism_classification, medicine.disease, 01 natural sciences, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, 03 medical and health sciences, Modeling and Simulation, Statistics, medicine, Mycosphaerella, Basic reproduction number, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, 010606 plant biology & botany, Mathematics
Abstract: Black Sigatoka Disease, also called Black Leaf Streak Disease (BLSD), is caused by the fungus Mycosphaerella fijiensis and is arguably one of the most important pathogens affecting the banana and plantain industries. Theoretical results on its dynamics are rare, even though theoretical descriptions of epidemics of plant diseases are valuable steps toward their efficient management. In this paper, we propose a mathematical model describing the dynamics of BLSD on banana or plantain leaves within a whole field of plants. The model consists of a system of periodic non-autonomous differential equations with a time delay that accounts for the time of incubation ofM. fijiensis’ spores. We compute the basic reproduction number of the disease and show that it does not depend on the time delay, meaning that the persistence of BLSD would not qualitatively change even if the incubation period of the pathogen is perturbed. We derive local and global long-term dynamics of the disease and provide numerical simulations to illustrate our results.
Published: 2021

12. Approches basées sur les réseau de neurones et la découverte de sous-groupes pour l'apprentissage machine à partir à partir de données métagénomiques

Author: Queyrel, Maxence, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Quinten, Sorbonne Université - UFR d'Ingénierie (UFR 919), Sorbonne Université (SU), Sorbonne University, Jean-Daniel Zucker, Alexandre Templier, Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Sorbonne Université, Karine Clément, and Edi Prifti
Subjects: métagénomique, apprentissage profond, point-of-care processing, precision medicine, deep learning, découverte de sous-groupes, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], subgroup discovery, phenotype prediction, prédiction de phénotype, Machine learning, Subgroups discovery, médecine de précision, Metagenomics, apprentissage machine, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], embeddings
Abstract: Technological advances have made high-resolution sequencing of genetic material possible at ever lower cost. In this context, the human microbiome (considered as our second "genome") has demonstrated its great capacity to stratify various human diseases. As a "super-integrator" of patient status, the gut microbiota is set to play a key role in precision medicine. Omics biomarkers identification has become a major goal of metagenomics processing, as it allows us to understand the microbial diversities that induce the patient stratification. There remain many challenges associated with mainstream metagenomics pipelines that are both time consuming and not stand-alone. This prevents metagenomics from being used as "point-of-care" solutions, especially in resource-limited or remote locations. Indeed, state-of-the-art approaches to learning from metagenomics data still relies on tedious and computationally heavy projections of the sequence data against large genomic reference catalogs. In this thesis, we address this issue by training deep neural networks directly from raw sequencing data building an embedding of metagenomes called Metagenome2Vec. We also explore subgroup discovery algorithms that we adapt to build a classifier with a reject option which then delegates samples, not belonging to any subgroup, to a supervised algorithm. Several datasets are used in the experiments to discriminate patients based on different diseases (colorectal cancer, cirrhosis, diabetes, obesity) from the NCBI public repository. Our evaluations show that our two methods reach high performance comparable to the state-of-the-art, while being respectively stand-alone and interpretable.; Les progrès technologiques ont rendu possible le séquençage haute résolution du matériel génétique à faible coût. Dans ce contexte, le microbiome humain a démontré sa grande capacité à stratifier diverses maladies humaines. En tant que "super-intégrateur" de l'état du patient, le microbiote intestinal est appelé à jouer un rôle clé dans la médecine de précision. L'identification de biomarqueurs omiques est devenue un objectif majeur en métagénomique, et permet de comprendre les diversités microbiennes qui induisent la stratification des patients. Il reste de nombreux défis associés aux pipelines de métagénomique courants, qui prennent du temps et ne sont pas autonomes. Cela empêche l'utilisation de la métagénomique comme solution "point-of-care", comme dans les régions à ressources limitées. En effet, l'état de l'art de l'apprentissage à partir de données métagénomiques repose sur des projections lourdes en calcul des séquences sur de grands catalogues de référence génomique. Dans cette thèse, nous abordons ce problème en entraînant des réseaux neuronaux directement à partir des séquences brutes, en construisant un "embeddings" des métagénomes appelé Metagenome2Vec. Nous explorons également des algorithmes de découverte de sous-groupes que nous adaptons en classifieur avec une option de rejet qui délègue ensuite les échantillons n'appartenant à aucun sous-groupe à un algorithme supervisé. Plusieurs jeux de données sont utilisés dans les expériences sur diverses maladies (cancer colorectal, cirrhose, diabète, obésité) à partir du répertoire NCBI. Nos évaluations montrent que nos méthodes atteignent des performances élevées comparables à l'état de l'art.
Published: 2021

13. Deep learning analysis of ECG for risk prediction of drug-induced arrhythmias and diagnosis of long QT syndrome

Author: Prifti, Edi, Fall, Ahmad, Davogustto, Giovanni, Pulini, Alfredo, Denjoy, Isabelle, Funck-Brentano, Christian, Khan, Yasmin, Durand-Salmon, Alexandre, Badilini, Fabio, Wells, Quinn, Leenhardt, Antoine, Zucker, Jean-Daniel, Roden, Dan, Extramiana, Fabrice, Salem, Joe-Elie, Nutrition et obésités: approches systémiques (UMR-S 1269) (Nutriomics), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Vanderbilt University [Nashville], UFR Médecine [Santé] - Université Paris Cité (UFR Médecine UPCité), Université Paris Cité (UPCité), AP-HP - Hôpital Bichat - Claude Bernard [Paris], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Groupe de REcherche en Cardio Oncologie (GRC 27 - GRECO), Sorbonne Université (SU), Cardiabase-Banook group [Nancy], AMPS-LLC [New York], Université Paris Cité - UFR Médecine [Santé] (UPCité UFR Médecine), Service de Pharmacologie médicale [CHU Pitié-Salpêtrière], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Groupe de REcherche en Cardio Oncologie [CHU Saint-Antoine] (GRC 27 GRECO), CHU Saint-Antoine [AP-HP], HAL-SU, Gestionnaire, Nutrition et obésités: approches systémiques (nutriomics) (UMR-S 1269 INSERM - Sorbonne Université), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Université de Paris - UFR Médecine Paris Centre [Santé] (UP Médecine Paris Centre), Université de Paris (UP), Service de pharmacologie médicale [CHU Pitié-Salpêtrière], and Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Subjects: risk prediction, [SDV.MHEP] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology, machine learning, Torsades de Pointes, long QT, cardiovascular diseases, interpretability, [SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology
Abstract: International audience; Aims: Congenital (cLQTS) or drug-induced (diLQTS) long-QT syndromes can cause Torsadede-Pointes (TdP), a life-threatening ventricular arrhythmia. The current strategy for identification of drugs at high-risk of TdP relies on measuring the QT-interval corrected for heart rate (QTc) on ECG. However, QTc has a low positive predictive value. Methods: We used convolutional-neural-network (CNN) models to quantify ECG alterations induced by sotalol, an IKr-blocker associated with TdP, aiming to provide new tools (CNN-models) to enhance prediction of diTdP and diagnosis of cLQTS. Tested CNN-models used single or multiple 10sec recordings/patient using 8 leads or single leads in various cohorts: 1029 healthy subjects before and after sotalol intake (n=14135 ECGs); 487 cLQTS patients (n=1083 ECGs: 560 type 1, 456 type 2, 67 type 3); 48 patients with diTdP (n=1105 ECGs, with 147 obtained within 48hours of a diTdP episode). Results: CNN-models outperformed models using QTc to identify exposure to sotalol (ROC-AUC=0.98 vs. 0.72,p≤0.001). CNN-models had higher ROC-AUC using multiple vs. single 10s-ECG (p≤0.001). Performances were comparable for 8-lead vs. single lead models. CNN-models predicting sotalol exposure also accurately detected presence and type of cLQTS vs. healthy controls, particularly for cLQT2 (AUC-ROC=0.9), and were greatest shortly after a diTdP event and declining over time(p≤0.001), after controlling for QTc and intake of culprit drugs. ECG segment analysis identified the J-Tpeak interval as the best discriminator of sotalol intake. Conclusion: CNN-models applied to ECGs outperform QTc measurements to identify exposure to drugs altering the QT-interval, congenital LQTS, and are greatest shortly after a diTdP episode.
Published: 2021

14. Adaptation strategies in the Mekong delta

Author: Truong, Chi Quang, Gaudou, Benoit, Taillandier, Patrick, Drogoul, Alexis, Espagne, Etienne, Huynh Quang, Nghi, Nguyen, Trung Hieu, Pham, Thi Thanh Nga, Nguyen, Thao Hong, Can Tho University [Vietnam] (CTU), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Systèmes Multi-Agents Coopératifs (IRIT-SMAC), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Agence française de développement (AFD), INHEM, AFD, Etienne Espagne, GEMMES, Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE)
Subjects: [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: International audience
Published: 2021

15. REPROsheep: A model that integrates individual variability to optimise hormone-free reproduction management strategies for a dairy sheep flock

Author: Laclef, Ellen, Debus, Nathalie, Taillandier, Patrick, González García, Eliel, Lurette, Amandine, Systèmes d'élevage méditerranéens et tropicaux (UMR SELMET), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Thuyloi University (WARM Team), ANR-16-CONV-0004,DIGITAG,Institut Convergences en Agriculture Numérique(2016), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: Agent-based model, Hormone-free reproduction, [SDV.SA.SPA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Animal production studies, Dairy sheep, Individual variability, Management strategies, Flock performances
Abstract: International audience; Managing reproduction of a dairy sheep flock without using hormones for oestrus induction and synchronisation is an alternative method that complies with agroecological principles, animal welfare and public health concerns. However, shifting from conventional reproductive management to a hormone-free philosophy means leaving more room for individual intraflock variability in oestrus occurrence. The success of establishing alternative hormone-free reproduction systems relies on managing the variability of ewes' individual responses, which are themselves influenced by individual characteristics. Therefore, the so-called REPROsheep model was built to study the effects of individual ewes' characteristics, such as age, body condition score (BCS) or milk yield, on individual responses, as well as the overall productive and reproductive performances of the flock. This dynamic agent-based model (ABM) represents individual reproduction and lactation processes in a hormone-free management context. Outputs at the flock level were simulated using this model. Two dynamic outputs (weekly number of ewes lambing and weekly milk yield) and two punctual outputs (total number of ewes lambing and total milk yield) were simulated. Sensitivity analysis showed that the studied outputs were affected by ewe age, pre-mating BCS and milk-yield distributions in the flock. Increasing average age or pre-mating BCS by 0.5 from a starting point of 2.5 and average milk-yield by 50 L from a starting point of 195 L appeared to increase, for one breeding season, the number of ewes lambing, the concentration of those lambing events over one period, as well as total milk yield, whereas decreasing the average value of these factors by the same amount appeared to produce the opposite effect. Management strategies favouring an optimum age and pre-mating BCS, as well as good milk yield for the individuals of the flock, may thus be a lever for optimising performance, especially lambing distribution over time. Therefore, the REPROsheep model seems relevant to determine how a management strategy (affecting flock structure in terms of age, body condition or production potential) can impact the performance of a dairy sheep flock in the context of hormone-free reproduction.
Published: 2021

16. Risk Prediction of Cognitive Decline after Stroke

Author: Youssef Hbid, Abdel Douiri, Majed Obaid, Charles D.A. Wolfe, Marion Fahey, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL (UMR_7598)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA), King‘s College London, Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), and Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Subjects: Male, Time Factors, medicine.medical_treatment, [SDV]Life Sciences [q-bio], Cognitive decline, Neuropsychological Tests, 0302 clinical medicine, Cognition, Risk Factors, London, Registries, 10. No inequality, Stroke, Aged, 80 and over, education.field_of_study, Rehabilitation, medicine.diagnostic_test, Linear model, Stroke Rehabilitation, Middle Aged, case mix, Mental Status and Dementia Tests, Prognosis, Cohort, Female, Cardiology and Cardiovascular Medicine, mixed-effects model, medicine.medical_specialty, clinical prediction, Population, Risk Assessment, rehabilitation, 03 medical and health sciences, recovery, Case mix index, Predictive Value of Tests, Internal medicine, medicine, Humans, Cognitive Dysfunction, education, Aged, Ischemic Stroke, Mini–Mental State Examination, business.industry, Post-stroke, medicine.disease, monitoring, Surgery, Neurology (clinical), business, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Background and purpose Cognitive decline is one of the major outcomes after stroke. We have developed and evaluated a risk predictive tool of post-stroke cognitive decline and assessed its clinical utility. Methods In this population-based cohort, 4,783 patients with first-ever stroke from the South London Stroke Register (1995-2010) were included in developing the model. Cognitive impairment was measured using the Mini Mental State Examination (cut off 24/30) and the Abbreviated Mental Test (cut off 8/10) at 3-months and yearly thereafter. A penalised mixed-effects linear model was developed and temporal-validated in a new cohort consisted of 1,718 stroke register participants recruited from (2011-2018). Prediction errors on discrimination and calibration were assessed. The clinical utility of the model was evaluated using prognostic accuracy measurements and decision curve analysis. Results The overall predictive model showed good accuracy, with root mean squared error of 0.12 and R2 of 73%. Good prognostic accuracy for predicting severe cognitive decline was observed AUC: (88%, 95% CI [85-90]), (89.6%, 95% CI [86-92]), (87%, 95% CI [85-91]) at 3 months, one and 5 years respectively. Average predicted recovery patterns were analysed by age, stroke subtype, Glasgow-coma scale, and left-stroke and showed variability. Decision curve analysis showed an increased clinical benefit, particularly at threshold probabilities of above 15% for predictive risk of cognitive impairment. Conclusions The derived prognostic model seems to accurately screen the risk of post-stroke cognitive decline. Such prediction could support the development of more tailored management evaluations and identify groups for further study and future trials.
Published: 2021

17. What is life? A perspective of the mathematical kinetic theory of active particles

Author: Pietro Terna, Nicola Bellomo, Giovanni Dosi, Diletta Burini, Livio Gibelli, Nisrine Outada, Damián Alejandro Knopoff, Maria Enrica Virgillito, University of Granada [Granada], Università degli Studi di Perugia (UNIPG), Scuola Universitaria Superiore Sant'Anna [Pisa] (SSSUP), University of Edinburgh, Basque Center for Applied Mathematics (BCAM), Basque Center for Applied Mathematics, Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Università degli studi di Torino (UNITO), Universidad de Granada = University of Granada (UGR), Università degli Studi di Perugia = University of Perugia (UNIPG), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), and Università degli studi di Torino = University of Turin (UNITO)
Subjects: Crowd dynamics, Computer science, virus pandemics, 01 natural sciences, Active particles, 0103 physical sciences, 92D30, evolutionary economics, multiscale problems, Statistical physics, 0101 mathematics, [MATH]Mathematics [math], 010306 general physics, Applied Mathematics, Perspective (graphical), virus pandemic, collective learning, Collaborative learning, Living systems, 010101 applied mathematics, 92C60, Modeling and Simulation, Kinetic theory of gases, kinetic theory, Evolutionary economics, crowd dynamics, complexity
Abstract: International audience; The modeling of living systems composed of many interacting entities is treated in this paper with the aim of describing their collective behaviors. The mathematical approach is developed within the general framework of the kinetic theory of active particles. The presentation is in three parts. First, we derive the mathematical tools, subsequently, we show how the method can be applied to a number of case studies related to well defined living systems, and finally, we look ahead to research perspectives.
Published: 2021

18. Extraction of lexico-grammatic features and coupling of CRF (Conditional Random Field) units to the deep neural network for aspect extraction

Author: Norbert Tsopze, Saint Germes Bienvenu Bengono Obiang, Département d'informatique, Faculté des Sciences, Université de Yaoundé 1, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Sorbonne Université (SU), Sorbonne Université (SU)-Universtié Yaoundé 1 [Cameroun]-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Institut de la francophonie pour l'informatique-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: Physics, Coupling, Conditional random field, Apprentissage profond, Artificial neural network, Extraction (chemistry), ABSA, Deep learning, General Medicine, Unité récurrente à portes, [INFO.INFO-NE]Computer Science [cs]/Neural and Evolutionary Computing [cs.NE], [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], Analyse des sentiments, Gated Recurrent Unit, Unité récurrente à portes Sentiments analysis, Lexico, Biological system, computer, Sentiments analysis, computer.programming_language
Abstract: The Internet contains a wealth of information in the form of unstructured texts such as customer comments on products, events and more. By extracting and analyzing the opinions expressed in customer comments in detail, it is possible to obtain valuable opportunities and information for customers and companies. The model proposed by Jebbara and Cimiano. for the extraction of aspects, winner of the SemEval2016 competition, suffers from the absence of lexico-grammatic input characteristics and poor performance in the detection of compound aspects. We propose the model based on a recurrent neural network for the task of extracting aspects of an entity for sentiment analysis. The proposed model is an improvement of the Jebbara and Cimiano model. The modification consists in adding a CRF to take into account the dependencies between labels and we have extended the characteristics space by adding grammatical level characteristics and lexical level characteristics. Experiments on the two SemEval2016 data sets tested our approach and showed an improvement in the F-score measurement of about 3.5%. L'analyse des opinions consiste à extraire des connaissances à partir des commentaires laissés par les utilisateurs à propos d'un produit, service, texte,... L'analyse des opinions basée sur les aspects consiste alors à décomposer le commentaire afin d'extraire les aspects que cet utilisateur a évalué. Le modèle proposé par Jebbara et Cimiano, vainqueur de la compétition SemEval2016 n'extrait pas correctement des aspects composés et ne prend pas en compte les caractéristiques lexico-grammaticales des textes en entrée, ce qui limite aussi ses performances dans la détection des aspects. Nous proposons une amélioration du modèle de Jebbara et Cimiano. en y introduisant des unités CRF afin de prendre en compte les dépendances entre les étiquettes et ajoutant aux entrées du modèle des caractéristiques lexico-grammaticales. Les expérimentations faites sur les deux jeux de données de SemEval2016 ont permis de tester cette approche et montrer une amélioration de la mesure F-score d'environ 3.5%. ABSTRACT. The Internet contains a wealth of information in the form of unstructured texts such as customer comments on products, events and more. By extracting and analyzing the opinions expressed in customer comments in detail, it is possible to obtain valuable opportunities and information for customers and companies. The model proposed by Jebbara and Cimiano. for the extraction of aspects, winner of the SemEval2016 competition, suffers from the absence of lexico-grammatic input characteristics and poor performance in the detection of compound aspects. We propose the model based on a recurrent neural network for the task of extracting aspects of an entity for sentiment analysis. The proposed model is an improvement of the Jebbara and Cimiano model. The modification consists in adding a CRF to take into account the dependencies between labels and we have extended the characteristics space by adding grammatical level characteristics and lexical level characteristics. Experiments on the two SemEval2016 data sets tested our approach and showed an improvement in the F-score measurement of about 3.5%.
Published: 2021

19. Herpes Infections in Suspected Cases of Yellow Fever in the Democratic Republic of the Congo

Author: Sheila Makiala-Mandanda, Jessica L Abbate, Elisabeth Pukuta-Simbu, Steve Ahuka-Mundeke, Jean-Jacques Muyembe-Tamfum, Eric M Leroy, Pierre Becquart, Centre International de Recherches Médicales de Franceville (CIRMF), Cliniques Universitaires de Kinshasa [Congo], Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Institut National de Recherche Biomédicale [Kinshasa] (INRB), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: Herpes Infections in herpes, Medicine (General), [SDV.MHEP.ME]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Emerging diseases, Herpesvirus 3, Human, viruses, Brief Report, herpes, virus diseases, Cytomegalovirus, Herpesviridae Infections, 3. Good health, R5-920, [SDV.MHEP.MI]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, DNA, Viral, Yellow Fever, Democratic Republic of the Congo, Humans, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie
Abstract: International audience; In the battle to quickly identify potential yellow fever arbovirus outbreaks in the Democratic Republic of the Congo, active syndromic surveillance of acute febrile jaundice patients across the country is a powerful tool. However, patients who test negative for yellow fever virus infection are too often left without a diagnosis. By retroactively screening samples for other potential viral infections, we can both try to find sources of patient disease and gain information on how commonly they may occur and co-occur. Several human arboviruses have previously been identified, but there remain many other viral families that could be responsible for acute febrile jaundice. Here, we assessed the prevalence of human herpes viruses (HHVs) in these acute febrile jaundice disease samples. Total viral DNA was extracted from serum of 451 patients with acute febrile jaundice. We used real-time quantitative PCR to test all specimens for cytomegalovirus (CMV), herpes simplex virus (HSV), human herpes virus type 6 (HHV-6) and varicella-zoster virus (VZV). We found 21.3% had active HHV replication (13.1%, 2.4%, 6.2% and 2.4% were positive for CMV, HSV, HHV-6 and VZV, respectively), and that nearly half (45.8%) of these infections were characterized by co-infection either among HHVs or between HHVs and other viral infection, sometimes associated with acute febrile jaundice previously identified. Our results show that the role of HHV primary infection or reactivation in contributing to acute febrile jaundice disease identified through the yellow fever surveillance program should be routinely considered in diagnosing these patients.
Published: 2021

20. Machine learning techniques to characterize functional traits of plankton from image data

Author: Eric C. Orenstein, Sakina‐Dorothée Ayata, Frédéric Maps, Érica C. Becker, Fabio Benedetti, Tristan Biard, Thibault de Garidel‐Thoron, Jeffrey S. Ellen, Filippo Ferrario, Sarah L. C. Giering, Tamar Guy‐Haim, Laura Hoebeke, Morten Hvitfeldt Iversen, Thomas Kiørboe, Jean‐François Lalonde, Arancha Lana, Martin Laviale, Fabien Lombard, Tom Lorimer, Séverine Martini, Albin Meyer, Klas Ove Möller, Barbara Niehoff, Mark D. Ohman, Cédric Pradalier, Jean‐Baptiste Romagnan, Simon‐Martin Schröder, Virginie Sonnet, Heidi M. Sosik, Lars S. Stemmann, Michiel Stock, Tuba Terbiyik‐Kurt, Nerea Valcárcel‐Pérez, Laure Vilgrain, Guillaume Wacquet, Anya M. Waite, Jean‐Olivier Irisson, Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Laval [Québec] (ULaval), Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187 (LOG), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Université de Lille-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universidade Federal de Santa Catarina = Federal University of Santa Catarina [Florianópolis] (UFSC), Institute of Biogeochemistry and Pollutant Dynamics [ETH Zürich] (IBP), Department of Environmental Systems Science [ETH Zürich] (D-USYS), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)- Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Scripps Institution of Oceanography (SIO), University of California [San Diego] (UC San Diego), University of California-University of California, National Oceanography Centre [Southampton] (NOC), University of Southampton, Israel Oceanographic and Limnological Research - IOLR (ISRAEL), Universiteit Gent = Ghent University [Belgium] (UGENT), Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research (AWI), DTU Centre for Ocean Life, Technical University of Denmark [Lyngby] (DTU), Laboratoire de Vision et Systèmes Numériques (LVSN), Institut Mediterrani d'Estudis Avancats (IMEDEA), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)-Universidad de las Islas Baleares (UIB), Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (LIEC), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Terre et Environnement de Lorraine (OTELo), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Swiss Federal Insitute of Aquatic Science and Technology [Dübendorf] (EAWAG), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN), Helmholtz-Zentrum Hereon, Georgia Tech Lorraine [Metz], Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-Georgia Institute of Technology [Atlanta]-CentraleSupélec-Ecole Nationale Supérieure des Arts et Metiers Metz-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Écologie et Modèles pour l'Halieutique (EMH), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Kiel University, University of Rhode Island (URI), Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), Cukurova University, Centro Oceanografico de Malaga [Fuengirola, Spain] (COM), Instituto Español de Oceanografía. Málaga (Spain), Dalhousie University [Halifax], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Écologie et Modèles pour l'Halieutique (IFREMER EMH), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer - Atlantique (IFREMER Atlantique), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Centre National de la Recherche Scientifique (France), Belmont Forum, Université Laval, Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, Research Foundation - Flanders, ETH Zürich, Gordon and Betty Moore Foundation, National Science Foundation (US), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Brasil), Agence Nationale de la Recherche (France), Ministerio de Economía y Competitividad (España), Institut Universitaire de France, Simons Foundation, Sorbonne Université, Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Scripps Institution of Oceanography (SIO - UC San Diego), University of California (UC)-University of California (UC), Israel Oceanographic and Limnological Research (IOLR), Universiteit Gent = Ghent University (UGENT), Danmarks Tekniske Universitet = Technical University of Denmark (DTU), Ecole Nationale Supérieure des Arts et Metiers Metz-Georgia Institute of Technology [Atlanta]-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Dynamique et durabilité des écosystèmes : de la source à l’océan (DECOD), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité Halieutique Grand Ouest (HALGO), Instituto Español de Oceanografía (IEO), Málaga., ANR-19-CE01-0006,RhiCycle,Role des Rhizaria dans les cycles biogéochimiques de l'océan épi- et mésoplélagique(2019), ANR-18-BELM-0003,WWW.PIC,World Wide Web of Plankton Image Curation(2018), Laboratoire d'océanographie de Villefranche [LOV], Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187 [LOG], Universidade Federal de Santa Catarina = Federal University of Santa Catarina [Florianópolis] [UFSC], Institute of Biogeochemistry and Pollutant Dynamics [ETH Zürich] [IBP], Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement [CEREGE], National Oceanography Centre [Southampton] [NOC], Universiteit Gent = Ghent University [UGENT], Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research [AWI], Laboratoire de Vision et Systèmes Numériques [LVSN], Institut Mediterrani d'Estudis Avancats [IMEDEA], Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux [LIEC], Institut Universitaire de France [IUF], Swiss Federal Insitute of Aquatic Science and Technology [Dübendorf] [EAWAG], Institut méditerranéen d'océanologie [MIO], Écologie et Modèles pour l'Halieutique [EMH], University of Rhode Island [URI], Woods Hole Oceanographic Institution [WHOI], and Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer [IFREMER]
Subjects: [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, DIEL VERTICAL MIGRATION, CELL-VOLUME, Functional trait-based ecology, plankton, imaging, machine learning, PHOTOSYNTHETIC CHARACTERISTICS, Biology and Life Sciences, Aquatic Science, Oceanography, SIZE, Centro Oceanográfico de Málaga, PHYTOPLANKTON, LIFE-HISTORY TRAITS, FLUORESCENCE, Medio Marino, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, GONAD MORPHOLOGY, MARINE COPEPODS, PELAGIC COPEPODS, SDG 15 - Life on Land
Abstract: Plankton imaging systems supported by automated classification and analysis have improved ecologists' ability to observe aquatic ecosystems. Today, we are on the cusp of reliably tracking plankton populations with a suite of lab-based and in situ tools, collecting imaging data at unprecedentedly fine spatial and temporal scales. But these data have potential well beyond examining the abundances of different taxa; the individual images themselves contain a wealth of information on functional traits. Here, we outline traits that could be measured from image data, suggest machine learning and computer vision approaches to extract functional trait information from the images, and discuss promising avenues for novel studies. The approaches we discuss are data agnostic and are broadly applicable to imagery of other aquatic or terrestrial organisms., SDA acknowledges funding from CNRS for her sabbatical in 2018–2020. JOI acknowledges funding from the Belmont Forum, grant ANR-18-BELM-0003-01. This work is a contribution to the scientific program of Québec Océan and the Takuvik Joint International Laboratory (UMI3376; CNRS - Université Laval). FM was supported by an NSERC Discovery Grant (RGPIN-2014-05433). MS is supported by the Research Foundation - Flanders (FWO17/PDO/067). FB received support from ETH Zürich. MDO is supported by the Gordon and Betty Moore Foundation and the U.S. National Science Foundation. ECB is supported by the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) under the grant agreement no. 88882.438735/2019-01. TB is supported by the French National Research Agency (ANR-19-CE01-0006). NVP is supported by the Spanish State Research Agency, Ministry of Science and Innovation (PTA2016-12822-I). FL is supported by the Institut Universitaire de France (IUF). HMS was supported by the Simons Foundation (561126) and the U.S. National Science Foundation (CCF-1539256, OCE-1655686). LS was supported by the Chair VISION from CNRS/Sorbonne Université.
Published: 2021

21. Réseaux de Neurones Convolutifs pour la Caractérisation d’Anomalies Magnétiques

Author: Cárdenas Chapellín, Julio José, Denis, Christophe, Mousannif, Hajar, Camerlynck, Christian, Florsch, Nicolas, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Agents Cognitifs et Apprentissage Symbolique Automatique (ACASA), LIP6, Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA), Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS), École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Universtié Yaoundé 1 [Cameroun]-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Institut de la francophonie pour l'informatique-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Apprentissage profond, méthodes magnétiques, geophysics, géophysique, réseaux de neurones convolutifs, méthodes magnétiques Deep learning, [SDE]Environmental Sciences, convolutional neural networks, Deep learning, magnetic methods, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: https://hal-emse.ccsd.cnrs.fr/emse-03278442/file/actes_CNIA_CH_PFIA2021.pdf; National audience; This contribution introduces the use of convolutional neural networks for the characterization of magnetic anomalies. The developed approach allows one the localization of magnetic dipoles, including counting the number of dipoles, their geographical position, and the prediction of their parameters (magnetic moment, depth, and declination). Subsequently, it will be tested on real data, for example, in the framework of pyrotechnic detection for unexploded ordnance prospection. Finally, an application to other geophysical methods will be considered.; Cette contribution présente l'utilisation des réseaux de neurones convolutifs pour la détection d'anomalies magnétiques. L'approche développée permet la localisation de dipôles magnétiques, avec le comptage du nombre de dipôles, leur position géographique et la prédiction de leurs paramètres (moment magnétique, profondeur et déclinaison). Elle sera ensuite testée sur des données réelles, dans le cadre par exemple, d'une détection pyrotechnique pour la prospection de munitions non explosées, avant d'envisager une application vers d'autres méthodes géophysiques.
Published: 2021

22. COMOKIT : un environnement générique et modulaire pour analyser les impacts des politiques d'intervention contre l'épidémie de COVID-19

Author: Chapuis, Kevin, Taillandier, Patrick, Gaudou, Benoit, Brugière, Arthur, Drogoul, Alexis, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), UMR 228 Espace-Dev, Espace pour le développement, Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Systèmes Multi-Agents Coopératifs (IRIT-SMAC), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Thuyloi University, Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Université de Montpellier (UM), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Subjects: [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], GAMA platform, simulation à base d'agent, COVID-19, plate-forme GAMA agent-based simulation, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: International audience; Depuis le début de la pandémie de la COVID-19, de nombreux travaux ont cherché à modéliser et comparer les impacts des politiques d'intervention non pharmaceutique. Cette volonté s'est cependant heurtée à la difficulté à pouvoir facilement prendre en compte la variété des cultures, des comportements et des contextes dans lesquels se déploient à la fois le virus et les politiques de santé publique. Initié pour soutenir les autorités vietnamiennes dans le déploiement d'interventions à l'échelle locale, l'environnement logiciel COMOKIT, qui repose sur un modèle à base d'agents, a été conçu dès le départ pour être modulaire et facilement déployé sur différents cas d'étude, quelles que soient la disponibilité et la qualité des données démographiques, géographiques et épidémiologiques. Intégrant des outils de construction de l'environnement géographique et de génération de populations synthétiques, COMOKIT permet une modélisation détaillée des individus et de leurs activités à une temporalité fine. Cet article présente son adaptation à la comparaison de l'impact de mesures de confinement dans le centre-ville de Nice.
Published: 2021

23. An Agent-Based Co-modeling Approach to Simulate the Evacuation of a Population in the Context of a Realistic Flooding Event: A Case Study in Hanoi (Vietnam)

Author: Kevin Chapuis, Huynh Quang Nghi, Benoit Gaudou, Alexis Drogoul, Taha Amine Elwaqoudi, Eric Daudé, Arthur Brugière, Jean-Daniel Zucker, Doanh Nguyen-Ngoc, Institut de Modélisation et d'Analyses en géo-environnement et santé - Espace Développement (IMAGES-Espace DEV), UMR 228 Espace-Dev, Espace pour le développement, Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Identités et Différenciation de l'Environnement des Espaces et des Sociétés (IDEES), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH), Normandie Université (NU)-Institut de Recherche Interdisciplinaire Homme et Société (IRIHS), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes Multi-Agents Coopératifs (IRIT-SMAC), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Thuyloi University, Can Tho University [Vietnam] (CTU), Mohd Hafiz Mohd, Md Yushalify Misro, Syakila Ahmad, Doanh Nguyen Ngoc, ANR-16-CE39-0011,ESCAPE,Exploring by Simulation Cities Awareness on Population Evacuation(2016), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Identité et Différenciation de l’Espace, de l’Environnement et des Sociétés (IDEES), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH), Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire Homme et Société (IRIHS), Normandie Université (NU), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Agent-based model, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Computer science, Population, 0207 environmental engineering, Context (language use), 02 engineering and technology, 01 natural sciences, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], Dam failure, co-modeling, GAMA Platform, 020701 environmental engineering, Natural disaster, education, 0105 earth and related environmental sciences, education.field_of_study, Flood myth, Warning system, business.industry, Environmental resource management, Flooding (psychology), population evacuation, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, 13. Climate action, [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], dam break, business
Abstract: International audience; According to recent studies, Vietnam is one of the twenty countries most affected by natural disasters in the world, and particularly by floods either on the low elevation coastal zones (risk of submersion) or along the Red River and the Mekong River (risk of flooding). In this context, dams are both means of mitigation but also threats given the possible failures and ruptures. The authorities must, therefore, prepare warning systems and evacuation plans for the downstream population to avoid loss of life. Agent-based models are now the approach of choice to support such preparedness by considering the system as a whole and integrating dynamics of different natures: hydrology, population behavior, evacuation, crisis management, etc. To design such a decision-support tool, modelers generally need to couple different formalisms, such as diffusion equations when considering the hydrodynamic part, and agent-based modeling when considering inhabitants’ behaviors. This is the goal of the ESCAPE project, which uses agent-based simulations to explore evacuation strategies and contribute to the development and evaluation of evacuation plans. In this study, to improve the ESCAPE framework, we propose to combine a hydraulic dam failure model with an agent-based evacuation model using the GAMA platform. We focus on the evacuation of a Hanoi city (Vietnam) district, threatened by flooding due to the failure of the Hoa Binh dam located more than 80 km upstream of the city. We demonstrate how to methodologically and operationally couple a hydrodynamic water diffusion model (implemented using the HEC-RAS software) and a multi-paradigm evacuation model (using the ESCAPE framework). Our goal is to extend and enrich this population evacuation model by coupling it with flood simulation.
Published: 2021

24. Experimenting the Impact of Pedestrianisation on Urban Pollution Using Tangible Agent-Based Simulations: Application to Hoan Kiem District, Hanoi, Vietnam

Author: Benoit Gaudou, Nguyen-Huu Tri, Arthur Brugière, Nicolas Marilleau, Kevin Chapuis, Minh Duc Pham, Arnaud Grignard, Alexis Drogoul, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Thuyloi University, University of sciences and technologies of hanoi (USTH), UMR 228 Espace-Dev, Espace pour le développement, Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM), Systèmes Multi-Agents Coopératifs (IRIT-SMAC), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, MIT media Lab, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), French Embassy in Vietnam funding, Mohd Hafiz Mohd, Md Yushalify Misro, Syakila Ahmad, Doanh Nguyen Ngoc, HoanKiemAir project, Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), University of Science and Technology of Hanoi (USTH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Pollution, Decision support system, media_common.quotation_subject, Air pollution, 02 engineering and technology, Pedestrian, Interactive Simulation, 010501 environmental sciences, medicine.disease_cause, 01 natural sciences, Urban traffic, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], Urban planning, Air Pollution, 11. Sustainability, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, medicine, GAMA Platform, Closure (psychology), Environmental planning, Air quality index, 0105 earth and related environmental sciences, media_common, Agent-based model, 020207 software engineering, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, 13. Climate action, [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], Business, Agent-Based Model
Abstract: International audience; The development of permanent or temporary pedestrian areas, whether for leisure or to decrease air pollution, has become an integral part of urban planning in numerous cities around the world. Hanoi, the capital of Vietnam, began to implement its first area, around the iconic Hoan Kiem lake, a few years ago. In most of cases, however, road closure is likely to deport traffic to nearby neighbourhoods with the consequences of intensifying congestion and, possibly, increasing air pollution in these areas. Because this outcome might appear counter-intuitive to most stakeholders, it is becoming more and more necessary to analyse, assess and share the impacts of these developments in terms of traffic and pollution shifts before implementing them. In this project, we used the GAMA platform to build an agent-based model that simulates the traffic, its emissions of air pollutants, and the diffusion of these pollutants in the district of Hoan Kiem. This simulation has been designed so as to serve either as a decision support tool for local authorities or as an awareness-raising tool for the general public: thanks to its display on a physical 3D model of the district, people can effectively and naturally interact with it at public venues. Although more accurate data and more realistic diffusion models are necessary and will need further research in the future, the simulation is already able to reflect traffic and air pollution peaks during rush hours, allowing residents and developers to understand the impact of pedestrianization on air quality in different scenarios.
Published: 2021

25. Underground ancient mine work ventilation modeling

Author: Nicolas Florsch, Joseph Gauthier, Christophe Ars, Dynamiques patrimoniales et culturelles (DYPAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Laboratoire Chrono-environnement - CNRS - UBFC (UMR 6249) (LCE), Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Laboratoire Chrono-environnement (UMR 6249) (LCE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), and Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], Archeology, Engineering, Ventilation system, Computer simulation, [SHS.ARCHEO]Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory, business.industry, Airflow, Excavation, Computational fluid dynamics, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, law.invention, Work (electrical), Mining engineering, law, Numerical modelling, Ventilation (architecture), Duct (flow), Sainte-Marie-aux-Mines, business, [SHS.HIST]Humanities and Social Sciences/History, Air quality index, Mining archaeology, Breathability
Abstract: Excavations at the Giro mine located in the commune of Sainte-Marie-aux-Mines (France) have revealed a metallic and cylindrical artifact that resembles a connecting element for wooden duct sections. Early modern literature, and especially De Re Metallica, mention such technologies intended in particular to force the ventilation of underground mines in which air quality was harmful for miners. The connecting element was found in a gallery leading to a stope of which ventilation seems problematic. The numerical simulation of the air flow in the tunnel makes it possible to test the ventilation hypotheses formulated from archaeological data. These simulations are performed with OpenFOAM, a free and open source software for computational fluid dynamics (CFD). Simulating not only the air flow, but also the heat and CO2 production of five miners at work highlights the need to force ventilation in the underground with a ventilation system. It also appears that the construction of scaffolding in the stope can fulfill the double function of facilitating circulation and improving ventilation. This first quantitative approach to one of the main obstacles to mining offers a new method for testing the solutions implemented by miners of the past.
Published: 2021

26. How is the evolution of tumour resistance at organ-scale impacted by the importance of the organ for fitness?

Author: Benjamin Roche, Frédéric Thomas, Cindy Gidoin, Beata Ujvari, Centre de Recherches Ecologiques et Evolutives sur le Cancer (MIVEGEC-CREEC), Processus Écologiques et Évolutifs au sein des Communautés (PEEC), Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Deakin University [Burwood], Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Universidad Nacional Autónoma de México = National Autonomous University of Mexico (UNAM), Centre de Recherches Ecologiques et Evolutives sur le Cancer (CREEC), Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Universtié Yaoundé 1 [Cameroun]-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: 0301 basic medicine, Evolution, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Trade-off, Biology, Bioinformatics, medicine.disease_cause, Models, Biological, Metastasis, 03 medical and health sciences, Cancer risk, 0302 clinical medicine, Neoplasms, medicine, QH359-425, Humans, Computer Simulation, Neoplasm Metastasis, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Organism, Natural selection, Resistance (ecology), Incidence, Reproduction, Cancer, medicine.disease, Biological Evolution, 030104 developmental biology, Organ Specificity, 030220 oncology & carcinogenesis, Tumorigenesis, Carcinogenesis, Research Article
Abstract: Background A strong variability in cancer incidence is observed between human organs. Recently, it has been suggested that the relative contribution of organs to organism fitness (reproduction or survival) could explain at least a part of the observed variation. The objective of this study is to investigate theoretically the main factors driving the evolution of tumour resistance mechanisms of organs when their relative contribution to organism fitness is considered. We use a population-scale model where individuals can develop a tumour in a key organ (i.e. in which even a small tumour can negatively impact organism fitness), an auxiliary organ (i.e. in which only a large tumour has a relatively significant impact) or both organs because of metastasis. Results Our simulations show that natural selection acts in two different ways to prevent cancer in a key and an auxiliary organs. In the key organ, the strategy mostly selected is the highest resistance and only a high cost of resistance mitigates this behavior. Inversely, we observe that a low resistance strategy can be selected in the auxiliary organ when the development of the tumour is slow and the effect of a large tumour on the mortality of the organism is relatively weak. Nevertheless, if the tumour can spread to a key organ, higher resistance strategies are selected in the auxiliary organ. Conclusion Finally, our study demonstrates that the relative contribution of organs to the organism fitness and the metastatic propensity of the tumour influence the evolution of tumour resistance at organ scale and should be considered by studies aiming to explain the variability in cancer incidence at organ-scale. Electronic supplementary material The online version of this article (10.1186/s12862-018-1298-7) contains supplementary material, which is available to authorized users.
Published: 2018

27. Using the COMOKIT model to study the impact of the morpho-functional organization of cities on the spread of COVID-19

Author: Chapuis, Kevin, Taillandier, Patrick, Gaudou, Benoit, Brugière, Arthur, Drogoul, Alexis, Araldi, Alessandro, Fusco, Giovanni, Institut de Modélisation et d'Analyses en géo-environnement et santé - Espace Développement (IMAGES-Espace DEV), UMR 228 Espace-Dev, Espace pour le développement, Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Systèmes Multi-Agents Coopératifs (IRIT-SMAC), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Études des Structures, des Processus d’Adaptation et des Changements de l’Espace (ESPACE), Université Côte d'Azur (UCA)-Avignon Université (AU)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU), ANRS (agence autonome de l’Inserm) - Maladies infectieuses émergentes (project COV15 of the COVID19-Sud Flash 2020 call for project), rue de Tolbiac, Paris, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
Subjects: [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], GAMA platform, COVID-19, morpho-functional city organization, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, agent-based simulation, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: International audience; Introduction : Are some urban environments more resistant than others to cope with a pandemic such as the one caused by COVID-19? This question is at the heart of many debates because this pandemic reminds us how vulnerable urban populations can be. It invites us to explore how policies could take advantage of the knowledge of local epidemic dynamics in given morpho-functional contexts to become more place-specific.
Published: 2021

28. Altered subcutaneous adipose tissue parameters after switching ART-controlled HIV+ patients to raltegravir/maraviroc

Author: Soraya Fellahi, Judith Aron-Wisnewsky, Christine Katlama, Véronique Pelloux, Jean-Philippe Bastard, Jacqueline Capeau, Rohia Alili, Karine Clément, Bruno Fève, Emilie Capel, Edi Prifti, Lambert Assoumou, Centre de Recherche Saint-Antoine (CR Saint-Antoine), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-CHU Saint-Antoine [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), CHU Henri Mondor, Unité de Recherche sur les Maladies Cardiovasculaires, du Métabolisme et de la Nutrition = Institute of cardiometabolism and nutrition (ICAN), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Nutrition et obésités: approches systémiques (nutriomics) (UMR-S 1269 INSERM - Sorbonne Université), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), Service de nutrition [CHU Pitié-Salpétrière], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Centre de Recherche en Nutrition Humaine d'Ile-de-France (CRNH-IDF), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut de Veille Sanitaire (INVS)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Université Sorbonne Paris Nord-Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G)-Sorbonne Université (SU)-CETAF-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Service d'Endocrinologie, diabétologie et endocrinologie de la reproduction [CHU Saint-Antoine], CHU Saint-Antoine [AP-HP], Institut Pierre Louis d'Epidémiologie et de Santé Publique (iPLESP), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Service des maladies infectieuses et tropicales [CHU Pitié-Salpêtrière], CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Gestionnaire, Hal Sorbonne Université, Centre de Recherche Saint-Antoine (CRSA), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), Unité de Recherche sur les Maladies Cardiovasculaires, du Métabolisme et de la Nutrition = Research Unit on Cardiovascular and Metabolic Diseases (ICAN), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Cardiométabolisme et Nutrition = Institute of Cardiometabolism and Nutrition [CHU Pitié Salpêtrière] (IHU ICAN), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Nutrition et obésités: approches systémiques (UMR-S 1269) (Nutriomics), Service de Nutrition [CHU Pitié-Salpétrière], Institut E3M [CHU Pitié-Salpêtrière], Institut de Veille Sanitaire (INVS)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G)-CETAF-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Sorbonne Paris Nord, Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Service de Maladies Infectieuses et Tropicales [CHU Pitié-Salpêtrière], CHU Henri Mondor [Créteil], Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Saint-Antoine [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU), and Institut de Veille Sanitaire (INVS)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G)-CETAF-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Sorbonne Paris Nord
Subjects: Male, 0301 basic medicine, medicine.medical_specialty, Anti-HIV Agents, [SDV]Life Sciences [q-bio], medicine.medical_treatment, Immunology, Subcutaneous Fat, Adipose tissue, HIV Infections, Maraviroc, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Insulin resistance, Raltegravir Potassium, Adipocyte, Internal medicine, medicine, Humans, Immunology and Allergy, 030212 general & internal medicine, business.industry, Insulin, Raltegravir, medicine.disease, 3. Good health, [SDV] Life Sciences [q-bio], 030104 developmental biology, Infectious Diseases, Endocrinology, Adipose Tissue, chemistry, Adipogenesis, business, Viral load, medicine.drug
Abstract: OBJECTIVE To evaluate the effect on anthropometric, metabolic and adipose tissue parameters of switching ART-controlled persons living with HIV (PLWH) from a protease inhibitor regimen to raltegravir/maraviroc. DESIGN Sub-study of the ANRS157 ROCnRAL study with the investigation of subcutaneous abdominal adipose tissue (SCAT) biopsy at inclusion and study end. METHODS We performed lipoaspiration of paired SCAT samples, histology on fresh/fixed samples and examined the transcriptomic profile analyzed using Illumina microarrays after RNA extraction. Statistical analyses used the Wilcoxon-paired test. RESULTS The patients (n = 8) were mainly male (7/8), aged (mean ± standard error of the mean) 54.9 ± 1.2 years, BMI 26.1 ± 1.2 kg/m2, CD4+ 699 ± 56 cells/mm3, all viral load (VL)
Published: 2021

29. Vulnérabilité face aux catastrophes naturelles : comportements de mise en protection et gestion de l’évacuation en cas de crue rapide

Author: Kevin Chapuis, Isabelle Ruin, Alexis Drogoul, Thi Thu Trang Ngo, Benoit Gaudou, Tien Dung Tran Ngoc, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Université nationale du Vietnam - Ho Chi Minh City - Université des sciences sociales et humaines (HCMUSSH), Systèmes Multi-Agents Coopératifs (IRIT-SMAC), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), GAUDOU, BENOIT, Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [INFO.INFO-AI] Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], [INFO.INFO-MA] Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], [INFO.INFO-MO] Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: ISBN: 978-604-9857-88-1 ; ISSN: 2525-2488; International audience; Dans le contexte de crues rapides en milieu urbain, le temps de réponse des populations est un facteur majeur de réduction des risques. L’intervalle entre la survenance de la crue et la mise en protection des populations est principalement impacté par le caractère rapide de l’aléa, par la structure du tissu urbain perturbant les dynamiques d’évacuation et par le contexte institutionnel de prévention et de mise en alerte des pays. Les approches de simulation à base d’agents visent à modéliser conjointement la dynamique de l’aléa avec celle des populations exposées pour proposer des solutions permettant de réduire les vulnérabilités individuelles lors de ces événements à dynamique rapide. La perspective proposée dans cette contribution est construite sur une analyse d’enquête de terrain, prolongée d’une modélisation des comportements de mise en protection et de leur simulation informatique à l’aide de systèmes multi-agents.
Published: 2021

30. FisherMob : un modelo bioeconómico de las migraciones de los pescadores

Author: Brochier, Timothée, Bah, Alassane, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), École Supérieure Polytechnique de Dakar (ESP), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Sorbonne Université (SU), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: FOS: Computer and information sciences, [INFO.INFO-CC]Computer Science [cs]/Computational Complexity [cs.CC], Afrique de l'Ouest, Populations and Evolution (q-bio.PE), migrations des pêcheries, Individual based model, [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], FOS: Biological sciences, fisheries, West Africa, fishers mobility, Modèle individu centré, pêche, prix variable, Computer Science - Multiagent Systems, Quantitative Biology - Populations and Evolution, mobilité des pêcheurs, variable price, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS, Multiagent Systems (cs.MA)
Abstract: Sea fishing is a highly mobile activity, favoured by the vastness of the oceans, the absence of physical boundaries and the abstraction of legislative boundaries. Understanding and anticipating this mobility is a major challenge for fisheries management issues, both at the national and international levels. ''FisherMob'' is a free Gama tool designed to study the effect of economic and biological factors on the dynamics of connected fisheries. It incorporate the most important processes involved in fisheries dynamics: fish abundance variability, price of the fishing effort and ex-vessel fish market price that which depends on the ratio between offer and demand. The tool uses as input a scheme of a coastal area with delimited fishing sites, fish biological parameters and fisheries parameters. It runs with a userfriendly graphic interface and generates output files that can be post-processed easily using graphic and statistical software., Comment: in French
Published: 2021

31. On the Threshold of Release of Confinement in an Epidemic SEIR Model Taking into Account the Protective Effect of Mask

Author: Pierre Auger, Ali Moussaoui, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Sorbonne Université (SU)-Universtié Yaoundé 1 [Cameroun]-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Institut de la francophonie pour l'informatique-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Université Aboubekr Belkaid - University of Belkaïd Abou Bekr [Tlemcen], Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), and Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
Subjects: 0301 basic medicine, 2019-20 coronavirus outbreak, Coronavirus disease 2019 (COVID-19), Urban Population, General Mathematics, Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), Immunology, Population, [MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS], SEIR model, Models, Biological, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, Disease susceptibility, 0302 clinical medicine, Econometrics, Humans, [MATH]Mathematics [math], education, Epidemics, Asymptomatic Infections, Pandemics, General Environmental Science, Mathematics, Urban mobility, Pharmacology, education.field_of_study, Travel, SARS-CoV-2, General Neuroscience, Masks, COVID-19, Mathematical Concepts, 3. Good health, Travel behavior, 030104 developmental biology, Computational Theory and Mathematics, 030220 oncology & carcinogenesis, Quarantine, Original Article, Mask protection, Disease Susceptibility, General Agricultural and Biological Sciences, Constant (mathematics), Covid-19, Confinement
Abstract: We present a classic SEIR model taking into account the daily movements of individuals in different places. The model also takes into account partial confinement of individuals. This model is coupled with a model of protection against the epidemic by the use of masks. We are studying the effects of combined confinement and protection measures on the dynamics of the epidemic. We consider a constant proportion of asymptomatic people. We assume that symptomatic infected people may change their urban travel behavior due to the disease which causes them to travel less to places where they used to move and to stay at home more often. We present a sensitivity study with respect to the parameters. We show that the combination of the use of masks with almost complete release of confinement makes it possible to avoid the occurrence of a secondary peak of the epidemic. The model predicts that a total release of confinement can be successful for an epidemic of \documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$${\mathcal {R}}_0 = 2.5$$\end{document}R0=2.5 if on average a proportion of \documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$60\%$$\end{document}60% of the population wears masks of \documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$60\%$$\end{document}60% efficacy. However, if \documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$10\%$$\end{document}10% of the population remains confined, the same goal can be achieved with a proportion of \documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$80\%$$\end{document}80% of the population wearing masks with efficacy of the order of \documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$40\%$$\end{document}40%.
Published: 2021

32. 'Health in' and 'Health of' Social-Ecological Systems: A Practical Framework for the Management of Healthy and Resilient Agricultural and Natural Ecosystems

Author: De Garine-Wichatitsky, M., Binot, A., Ward, J., Caron, A., Perrotton, Arthur, Ross, H., Quoc, H. T., Valls-Fox, H., Gordon, I. J., Promburom, P., Ancog, R., Kock, R. A., Morand, S., Chevalier, V., Allen, W., Phimpraphai, W., Duboz, R., Echaubard, P., Animal, Santé, Territoires, Risques et Ecosystèmes (UMR ASTRE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Faculty of Veterinary Medicine [Kasetsart University, Thaïlande], Kasetsart University (KU)-Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Mekong Region Futures Institute [Bangkok] (MERFI), Université Eduardo Mondlane, Stockholm University, Savoirs, ENvironnement et Sociétés (SENS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), School of Agriculture and Food Sciences, University of Southern Queensland (USQ), Fonctionnement écologique et gestion durable des agrosystèmes bananiers et ananas (UR GECO), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Systèmes d'élevage méditerranéens et tropicaux (UMR SELMET), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Département Environnements et Sociétés (Cirad-ES), Fenner School of Environment and Society, Australian National University (ANU), The James Hutton Institute, Central Queensland University (CQU), Chiang Mai University (CMU), University of the Philippines Los Baños (UP Los Baños), Department of Pathobiology and Population Sciences, Royal Veterinary College, Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Faculty of Veterinary Technology, Kasetsart University (KU), Unité d'Épidémiologie et de Santé Publique [Phnom Penh], Institut Pasteur du Cambodge, Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP), Learning for Sustainability [Christchurch], Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), School of Oriental and African Studies (SOAS), University of London [London], CIRAD (ProPISThai International Cooperation Agency (TICA-Health Interface and TICA-Innovative Animal Health).-HEcoSEA/2018-2019), European Project, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226, and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: H01 - Protection des végétaux - Considérations générales, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Conservation of Natural Resources, [SDV]Life Sciences [q-bio], Communicable Diseases, Emerging, Santé publique, résilience des écosystèmes, résilience, Zoonoses, Animals, Humans, Politique de l'environnement, resilience, Ecosystem, Original Research, agriculture, biodiversity, [SDV.EE.SANT]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Health, Santé, Préservation de l'écosystème, L70 - Sciences et hygiène vétérinaires - Considérations générales, health, co-learning, services écosystémiques, social-ecological systems, S50 - Santé humaine, P01 - Conservation de la nature et ressources foncières, Public Health, Écosystème
Abstract: International audience; The past two decades have seen an accumulation of theoretical and empirical evidence for the interlinkages between human health and well-being, biodiversity and ecosystem services, and agriculture. The COVID-19 pandemic has highlighted the devastating impacts that an emerging pathogen, of animal origin, can have on human societies and economies. A number of scholars have called for the wider adoption of "One Health integrated approaches" to better prevent, and respond to, the threats of emerging zoonotic diseases. However, there are theoretical and practical challenges that have precluded the full development and practical implementation of this approach. Whilst integrated approaches to health are increasingly adopting a social-ecological system framework (SES), the lack of clarity in framing the key concept of resilience in health contexts remains a major barrier to its implementation by scientists and practitioners. We propose an operational framework, based on a transdisciplinary definition of Socio-Ecological System Health (SESH) that explicitly links health and ecosystem management with the resilience of SES, and the adaptive capacity of the actors and agents within SES, to prevent and cope with emerging health and environmental risks. We focus on agricultural transitions that play a critical role in disease emergence and biodiversity conservation, to illustrate the proposed participatory framework to frame and co-design SESH interventions. Finally, we highlight critical changes that are needed from researchers, policy makers and donors, in order to engage communities and other stakeholders involved in the management of their own health and that of the underpinning ecosystems.
Published: 2021

33. Parallel trends in the transmission of SARS-CoV-2 and retail/recreation and public transport mobility during non-lockdown periods

Author: Cazelles, Bernard, Comiskey, Catherine, Nguyen-Van-Yen, Benjamin, Champagne, Clara, Roche, Benjamin, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Trinity College Dublin, Génétique fonctionnelle des maladies infectieuses - Functional Genetics of Infectious Diseases, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pasteur [Paris], Swiss Tropical and Public Health Institute [Basel], University of Basel (Unibas), Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), BC and BR are supported, in part, by Grant ANR Flash Covid-19 from Agence Nationale de la Recherche (DigEpi)., ANR-20-COVI-0015,DigEpi,Epidémiologie digitale : analyse des réseaux sociaux pour anticiper le niveau de transmission locale du COVID-19 dans les agglomérations françaises(2020), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Gestionnaire, Hal Sorbonne Université, Epidémiologie digitale : analyse des réseaux sociaux pour anticiper le niveau de transmission locale du COVID-19 dans les agglomérations françaises - - DigEpi2020 - ANR-20-COVI-0015 - COVID-19 - VALID, and Génétique et évolution des maladies infectieuses (GEMI)
Subjects: Microbiology (medical), SARS-Cov-2, [SDV]Life Sciences [q-bio], lcsh:Infectious and parasitic diseases, [SDV.MHEP.MI]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, Transmission, MESH: COVID-19, lcsh:RC109-216, MESH: SARS-CoV-2, skin and connective tissue diseases, MESH: Travel, [SDV.MHEP.ME] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Emerging diseases, Mobility, [SDV.MHEP.ME]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Emerging diseases, MESH: Humans, General Medicine, [SDV] Life Sciences [q-bio], Infectious Diseases, MESH: Basic Reproduction Number, [SDV.SPEE] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Effective reproduction number, [SDV.MHEP.MI] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, MESH: Recreation, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, MESH: Public Health, MESH: Quarantine
Abstract: International audience; Recent literature strongly supports the hypothesis that mobility restriction and social distancing play a crucial role in limiting the transmission of severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2). During the first wave of the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, it was shown that mobility restriction reduced transmission significantly. This study found that, in the period between the first two waves of the COVID-19 pandemic, there was high positive correlation between trends in the transmission of SARS-CoV-2 and mobility. These two trends oscillated simultaneously, and increased mobility following the relaxation of lockdown rules was significantly associated with increased transmission. From a public health perspective, these results highlight the importance of tracking changes in mobility when relaxing mitigation measures in order to anticipate future changes in the spread of SARS-CoV-2.
Published: 2021

34. OPALE: a Framework for Assessing the Eco-functionalities of Landscapes

Author: Dominique Trevisan, Patrick Taillandier, Benoit Sarrazin, Etienne Dambrine, Nesrine Ayari, Petitqueux, C., Philippe Quetin, Claude Janin, GAUDOU, BENOIT, Frédéric Amblard, Kevin Chapuis, Alexis Drogoul, Benoit Gaudou, Dominique Longin, Nicolas Verstaevel, Centre Alpin de Recherche sur les Réseaux Trophiques et Ecosystèmes Limniques (CARRTEL), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Thuyloi University, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Isara, Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro), Pacte, Laboratoire de sciences sociales (PACTE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Sciences Po Grenoble - Institut d'études politiques de Grenoble (IEPG ), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), and Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
Subjects: agricultural landscapes, [INFO.INFO-AI] Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], decision rules, [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], hydrological processes, crop management, [INFO.INFO-MA] Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], [INFO.INFO-MO] Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, agricultural systems, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: International audience; Ecohydrological processes are of primary importance in agricultural landscapes where fluxes of water are driven by vegetation, whether cultivated in fields or grasslands or present in semi-natural habitats and interstitial areas (open channels, riparian borders, inter-ranks of perennial crops) surrounding the cultivated parcels. Human practices are a key lever of the composition and properties of vegetation in landscape agroecosystems. In order to better understand their impact, we propose a suite of Gama and Matlab programs coupled in a single OPALE-gui (OPerational Assessment of Landscapes Eco-functionalities) that aims at (i) representing landscape organization in relation with the functioning and decision rules of annual crops or breeding systems, (ii) evaluating water movements and trajectories from biomass and hydrological exchanges, and (iii) analyzing the transfer dynamics of nutrients, suspended matter or fecal bacteria based on particle tracking methods. More precisely, the tool includes a set of libraries about: • the distribution of the farmland part of the landscape, allowing to spatially allocate crops into farm fields and the related farming practices (inputs, soil tillage, fodder management...) following time schedules (Land Use and Land Cover Change model, LULCC); • the modeling of water movements within previous simulated landscapes, considering surface, sub-surface and deep flows (Water Movements Within Landscapes model, WMWL); • the evaluation of –inert and living– solute and suspended matter transfers related to water movements, including N, P, E. Coli (EC) and Suspended Matter (SM); • the construction of output normalized indicators of landscape function in order to assess its regulation service. OPALE allows to better understand the underlying processes that drive exchanges and sink-source effects operating at the landscape scale, including a landscape transfer function and a delivery ratio for the global assessment of landscapes. It was tested in three agricultural contexts and biophysical situations. Water flows and flows of associated matters were compared to data recorded at the catchment outlet, and showed the efficiency of the algorithms developed in the generic OPALE libraries.
Published: 2021

35. The accuracy versus interpretability trade-off in fraud detection model

Author: Jean-Daniel Zucker, Sophie Ouillade, Anna Nesvijevskaia, Pauline Guilmin, Dispositifs d'Information et de Communication à l'Ère du Numérique - Paris Île-de-France (DICEN-IDF), Université Paris Nanterre (UPN)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Gustave Eiffel, Quinten, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Université Paris Nanterre (UPN)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Gustave Eiffel, and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: Black box (phreaking), fraud detection, Process (engineering), Computer science, Interpretation (philosophy), data analysis, 02 engineering and technology, General Medicine, Trade-off, Banking industry, human data mediation, Risk analysis (engineering), unbalanced data, 020204 information systems, Phenomenon, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, [INFO]Computer Science [cs], interpretability, Management process, Interpretability
Abstract: Like a hydra, fraudsters adapt and circumvent increasingly sophisticated barriers erected by public or private institutions. Among these institutions, banks must quickly take measures to avoid losses while guaranteeing the satisfaction of law-abiding customers. Facing an expanding flow of operations, effective banking relies on data analytics to support established risk control processes, but also on a better understanding of the underlying fraud mechanism. In addition, fraud being a criminal offence, the evidential aspect of the process must also be considered. These legal, operational, and strategic constraints lead to compromises on the means to be implemented for fraud management. This paper first focuses on the translation of practical questions raised in the banking industry at each step of the fraud management process into performance evaluation required to design a fraud detection model. Secondly, it considers a range of machine learning approaches that address these specificities: the imbalance between fraudulent and nonfraudulent operations, the lack of fully trusted labels, the concept-drift phenomenon, and the unavoidable trade-off between accuracy and interpretability of detection. This state-of-the-art review sheds some light on a technology race between black box machine learning models improved by post-hoc interpretation and intrinsic interpretable models boosted to gain accuracy. Finally, it discusses how concrete and promising hybrid approaches can provide pragmatic, short-term answers to banks and policy makers without swallowing up stakeholders with economical and ethical stakes in this technological race.
Published: 2021

36. Scenario modelling of carbon mineralization in 3D soil architecture at the microscale: Toward an accessibility coefficient of organic matter for bacteria

Author: Philippe C. Baveye, Claire Chenu, Naoise Nunan, Frédéric Hecht, Valérie Pot, Olivier Monga, Xavier Raynaud, Patricia Garnier, Bruno Mbe, Wilfred Otten, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Yaoundé I, Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Saint Loup Research Institute
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDV]Life Sciences [q-bio], Soil Science, chemistry.chemical_element, tomography, 01 natural sciences, Organic matter, model scenarios, Microscale chemistry, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, chemistry.chemical_classification, decomposition, biology, diffusion, 04 agricultural and veterinary sciences, Mineralization (soil science), 15. Life on land, biology.organism_classification, Decomposition, Soil structure, chemistry, 13. Climate action, Environmental chemistry, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, soil structure, Carbon, Bacteria
Abstract: International audience; The microscale physical characteristics of microbial habitats considerably affect the decomposition of organic matter in soils. One of the challenges is to identify microheterogeneities in soil that can explain the extent of carbon mineralization. The aim of this study was therefore to identify descriptors of mu m-scale soil heterogeneity that can explain CO2 fluxes obtained at the mm scale. A suite of methods and models that visualize soil heterogeneity at scales relevant to microorganisms has been developed over the last decade. Among the existing 3D models that simulate microbial activity in soils, Mosaic is able to simulate, within a short computation time, the microbial degradation of organic matter at the microhabitat scale in soil using real 3D images of soil porosity. Our approach was to generate scenarios of carbon mineralization for various microscale environmental conditions and determine how the descriptors of soil structure could explain CO2 evolution. First, we verified that the simulated diffusion of solutes in the soil samples obtained with Mosaic were the same as those obtained using the same parameter set from a robust 3D model based on a lattice Boltzmann approach. Then, we ran scenarios considering different soil pore architectures, water saturations and microorganism and organic matter placements. We found that the CO2 emissions simulated for the different scenarios could be explained by the distance between microorganisms and organic matter, the diffusion of the substrate and the concentration of the available substrate. For some of the scenarios, we proposed a descriptor of accessibility based on the geodesic distance between microorganisms and organic matter weighted by the amount of organic matter. This microscale descriptor is correlated to the simulated CO2 flux with a correlation coefficient of 0.69. Highlights Does the microscopic soil organisation explain the macroscopic mineralisation fluxes ? We present a new descriptor based on the geodesic distances between organic matter and microorganisms. We found a correlation between the descriptor of mu m-heterogeneity and the mineralization fluxes. Other scenarios should be carried out under wider environmental mu m-conditions to confirm our results.
Published: 2021

37. Soil microbial communities in the face of changing farming practices: A case study in an agricultural landscape in France

Author: Luc Biju-Duval, Solene Perrin, Christophe Lang, Mélanie Lelievre, Sébastien Terrat, Nicolas Chemidlin Prévost-Bouré, Laurie Dunn, Nicolas Marilleau, Agroécologie [Dijon], Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: Social Sciences, Forests, Agricultural soil science, Soil Microbiology, 2. Zero hunger, 0303 health sciences, Biomass (ecology), Multidisciplinary, Geography, Ecology, Microbiota, Agriculture, 04 agricultural and veterinary sciences, Biodiversity, Terrestrial Environments, [SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology, Medicine, France, Research Article, Agricultural methods, Soil ecology, Soil test, Science, Water stress, Soil Science, Crops, [SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study, Human Geography, complex mixtures, Ecosystems, 03 medical and health sciences, 030304 developmental biology, Land use, Bacteria, business.industry, Ecology and Environmental Sciences, Edaphology, Organisms, Biology and Life Sciences, 15. Life on land, Microbial population biology, 040103 agronomy & agriculture, Earth Sciences, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Species richness, business, Crop Science
Abstract: International audience; According to biogeography studies, the abundance and richness of soil microorganisms vary across multiple spatial scales according to soil properties and farming practices. However, soil microorganisms also exhibit poorly understood temporal variations. This study aimed at better understanding how soil microbial communities respond to changes in farming practices at a landscape scale over time. A regular grid of 269 sites was set up across a 1,200 ha farming landscape, and soil samples were characterized for their molecular microbial biomass and bacterial richness at two dates (2011 and 2016). A mapping approach highlighted that spatial microbial patterns were stable over time, while abundance and richness levels were modified. The drivers of these changes were investigated though a PLS-PM (partial least square path-modeling) approach. Soil properties were stable over time, but farming practices changed. Molecular microbial biomass was mainly driven by soil resources, whereas bacterial richness depended on both farming practices and ecological parameters. Previous-crop and management effects and a temporal dependence of the microbial community on the historical farming management were also highlighted.
Published: 2021

38. Application of aggregation of variables methods to a class of two-time reaction-diffusion-chemotaxis models of spatially structured populations with constant diffusion

Author: Anouar El Harrak, Rachid Mchich, Amal Bergam, Tri Nguyen-Huu, Pierre Auger, Université Abdelmalek Essaâdi (UAE), Ecole Nationale de Commerce et de Gestion de Tanger (ENCGT), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: 0106 biological sciences, Secondary: 35K55, Generic function, Population, Dimension (graph theory), two time scales, 010103 numerical & computational mathematics, Dynamical system, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Primary: 37M99 37N25, Discrete Mathematics and Combinatorics, Applied mathematics, 0101 mathematics, Diffusion (business), [MATH]Mathematics [math], education, Mathematics, education.field_of_study, Partial differential equation, approximate dynamics, Applied Mathematics, spatially structured population dynamics, reaction-diffusion-chemotaxis equations, Ordinary differential equation, Constant (mathematics), Analysis
Abstract: The main goal of this paper is to adapt a class of complexity reduction methods called aggregation of variables methods to the construction of reduced models of two-time reaction-diffusion-chemotaxis models of spatially structured populations and to provide an error bound of the approximate dynamics. Aggregation of variables methods are general techniques that allow reducing the dimension of a mathematical dynamical system. Here we reduce a system of Partial Differential Equations to a simpler Ordinary Differential Equation system, provided that the evolution processes occur at two different time scales: a slow one for the demography and a fast one for migrations and chemotaxis, with a ratio \begin{document}$ \varepsilon>0 $\end{document} small enough. We give an approximation of the error between solutions of both original and reduced model for a generic function representing the demography. Finally, we provide an optimization of the error bound and validate numerically this result for a spatial inter-specific model with constant diffusion and population growth given by a logistic law in population dynamics.
Published: 2021

39. Dynamics of the COVID-19 epidemic in Ireland under mitigation

Author: Cazelles, Bernard, Nguyen-Van-Yen, Benjamin, Champagne, Clara, Comiskey, Catherine, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Mathématiques et Informatique Appliquées du Génome à l'Environnement [Jouy-En-Josas] (MaIAGE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Swiss Tropical and Public Health Institute [Basel], Trinity College Dublin, ANR-20-COVI-0015,DigEpi,Epidémiologie digitale : analyse des réseaux sociaux pour anticiper le niveau de transmission locale du COVID-19 dans les agglomérations françaises(2020), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), HAL-SU, Gestionnaire, Epidémiologie digitale : analyse des réseaux sociaux pour anticiper le niveau de transmission locale du COVID-19 dans les agglomérations françaises - - DigEpi2020 - ANR-20-COVI-0015 - COVID-19 - VALID, and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: [SDV.MHEP.ME] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Emerging diseases, 0303 health sciences, [SDV.MHEP.ME]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Emerging diseases, Mitigation, SARS-CoV-2, 030306 microbiology, COVID-19, Bayes Theorem, Infectious and parasitic diseases, RC109-216, 3. Good health, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Stochastic model, [SDV.SPEE] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, [SDV.MHEP.MI]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, Communicable Disease Control, [SDV.MHEP.MI] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, Humans, Time varying parameters, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, 030212 general & internal medicine, Epidemics, Ireland, Research Article
Abstract: Background In Ireland and across the European Union the COVID-19 epidemic waves, driven mainly by the emergence of new variants of the SARS-CoV-2 have continued their course, despite various interventions from governments. Public health interventions continue in their attempts to control the spread as they wait for the planned significant effect of vaccination. Methods To tackle this challenge and the observed non-stationary aspect of the epidemic we used a modified SEIR stochastic model with time-varying parameters, following Brownian process. This enabled us to reconstruct the temporal evolution of the transmission rate of COVID-19 with the non-specific hypothesis that it follows a basic stochastic process constrained by the available data. This model is coupled with Bayesian inference (particle Markov Chain Monte Carlo method) for parameter estimation and utilized mainly well-documented Irish hospital data. Results In Ireland, mitigation measures provided a 78–86% reduction in transmission during the first wave between March and May 2020. For the second wave in October 2020, our reduction estimation was around 20% while it was 70% for the third wave in January 2021. This third wave was partly due to the UK variant appearing in Ireland. In June 2020 we estimated that sero-prevalence was 2.0% (95% CI: 1.2–3.5%) in complete accordance with a sero-prevalence survey. By the end of April 2021, the sero-prevalence was greater than 17% due in part to the vaccination campaign. Finally we demonstrate that the available observed confirmed cases are not reliable for analysis owing to the fact that their reporting rate has as expected greatly evolved. Conclusion We provide the first estimations of the dynamics of the COVID-19 epidemic in Ireland and its key parameters. We also quantify the effects of mitigation measures on the virus transmission during and after mitigation for the three waves. Our results demonstrate that Ireland has significantly reduced transmission by employing mitigation measures, physical distancing and lockdown. This has to date avoided the saturation of healthcare infrastructures, flattened the epidemic curve and likely reduced mortality. However, as we await for a full roll out of a vaccination programme and as new variants potentially more transmissible and/or more infectious could continue to emerge and mitigation measures change silent transmission, challenges remain. Supplementary Information The online version contains supplementary material available at 10.1186/s12879-021-06433-9.
Published: 2021
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40. Introducing the Argumentation Framework Within Agent-Based Models to Better Simulate Agents' Cognition in Opinion Dynamics: Application to Vegetarian Diet Diffusion

Author: Nicolas Salliou, Rallou Thomopoulos, Patrick Taillandier, Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Thuyloi University, Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes (UMR IATE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), VITAMIN ('VegetarIan Transition Argument ModellINg') project funded by INRAE, Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Process (engineering), Computer science, General Social Sciences, Cognition, Context (language use), 04 agricultural and veterinary sciences, 010501 environmental sciences, 040401 food science, 01 natural sciences, Argumentation framework, Vegetarian Diets, Epistemology, Argumentation theory, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], 0404 agricultural biotechnology, Argument, Computer Science (miscellaneous), Graph (abstract data type), Argumentation Framework, Opinion Dynamics, [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, Realism, 0105 earth and related environmental sciences, Agent-Based Simulation
Abstract: Open Code; International audience; This paper introduces a generic agent-based model simulating the exchange and the diffusion of pro and con arguments. It is applied to the case of the diffusion of vegetarian diets in the context of a potential emergence of a second nutrition transition. To this day, agent-based simulation has been extensively used to study opinion dynamics. However, the vast majority of existing models have been limited to extremely abstract and simplified representations of the diffusion process. These simplifications impairs the realism of the simulations and disables the understanding of the reasons for the shift of an actor's opinion. The generic model presented here explicitly represents exchanges of arguments between actors in the context of an opinion dynamic model. In particular, the inner attitude towards an opinion of each agent is formalized as an argumentation graph and each agent can share arguments with other agents. Simulation experiments show that introducing attacks between arguments and a limitation of the number of arguments mobilized by agents has a strong impact on the evolution of the agents' opinion. We also highlight that when a new argument is introduced into the system, the quantity and the profile of the agents receiving the new argument will impact the evolution of the overall opinion. Finally, the application of this model to vegetarian diet adoption seems consistent with historical food behaviour dynamics observed during crises.
Published: 2021

41. Modelling and optimal strategy to control coffee berry borer

Author: Suzanne Touzeau, Berge Tsanou, Yves Fotso Fotso, Frédéric Grognard, Samuel Bowong, University of Dschang, Biological control of artificial ecosystems (BIOCORE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Institut Sophia Agrobiotech (ISA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Côte d'Azur (UCA), Laboratoire International de Recherche en Informatique et Mathématiques Appliquées (LIRIMA), Université de Yaoundé I-Université Badji Mokhtar Annaba (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université d'Antananarivo-Université Gaston Bergé Sénégal-Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST), Faculté des Sciences - Université de Dschang [Cameroun], Université de Dschang, Department of Mathematics and Applied Mathematics [Pretoria], University of Pretoria [South Africa], Dpt of Mathematics and Computer Science [Douala], Université de Douala, Université Côte d'Azur (UCA), Inria, Collège doctoral régional de l'Afrique Centrale et des Grands Lacs 'Mathématiques, Informatique, Biosciences et Geosciences de l'Environnement', Agence Universitaire de la Francophonie, EPITAG, Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST)-Université Gaston Bergé Sénégal-Université d'Antananarivo-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Yaoundé I, Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: 0106 biological sciences, General Mathematics, MSC classification: 34D20, 49J15, 49K15, 92D30, Population, [MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS], Biological pest control, Control variable, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, Berry, Agricultural engineering, 01 natural sciences, ODE model, Pontryagin's minimum principle, Crop, numerical simulations, 03 medical and health sciences, optimal control, population dynamics, education, 030304 developmental biology, Mathematics, 0303 health sciences, education.field_of_study, General Engineering, Optimal control, plant-pest interaction, 010602 entomology, Entomopathogenic fungus, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC]
Abstract: International audience; Coffee berry borer Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytidae), denoted CBB, is the most important insect pest of coffee worldwide, with a high impact on the economy of coffee producing countries. The insect spends a great part of its life cycle inside the coffee berry and causes severe crop losses. Biological control based on the use of an entomopathogenic fungus is a major alternative to chemical pesticides in order to control CBB. The fungus is sprayed on the coffee berries to kill CBB when the insects drill holes to penetrate inside the berries. Our aim in this work is to optimise the fungus application, using a modelling approach. We first formulate a mathematical model describing the infestation dynamics of coffee berries by CBB. We analyse the model and show that the stability of the pest-free and coexistence equilibria depends on the basic reproduction number. To introduce a control variable corresponding to the application of an entomopathogenic fungus, we then extend the model and include the fungus dynamics. We formulate an optimal problem which consists in maximising the coffee yield, while minimising the control cost, as well as the CBB population for the next cropping season. The existence of the optimal control and the necessary optimality condition are established using Pontryagin's Maximum Principle. The optimal control problem is solved numerically using the BOCOP software and simulations are provided, showing that the use of entomopathogenic fungus effectively controls CBB.
Published: 2021

42. Research perspectives on animal health in the era of artificial intelligence

Author: Pauline, Ezanno, Sébastien, Picault, Gaël, Beaunée, Xavier, Bailly, Facundo, Muñoz, Raphaël, Duboz, Hervé, Monod, Jean-François, Guégan, Biologie, Epidémiologie et analyse de risque en Santé Animale (BIOEPAR), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité Mixte de Recherche d'Épidémiologie des maladies Animales et zoonotiques (UMR EPIA), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Animal, Santé, Territoires, Risques et Ecosystèmes (UMR ASTRE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Mathématiques et Informatique Appliquées du Génome à l'Environnement [Jouy-En-Josas] (MaIAGE), Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), PE is supported by the French Research Agency (project CADENCE: ANR-16-CE32-0007). XB is involved in the project 'MOnitoring Outbreak events for Disease surveillance in a data science context' supported by the EU Framework Programme for Research and Innovation H2020 (H2020-SC1-BHC-2018-2019, Grant 874850). JFG is supported by both an 'Investissement d'Avenir' managed by the French Research Agency (LABEX CEBA: ANR-10-LABX-25-01) and a US NSF-NIH Ecology of infectious diseases award (NSF#1911457), and is also supported by IRD, INRAE, and Universite of Montpellier, ANR-10-LABX-0025,CEBA,CEnter of the study of Biodiversity in Amazonia(2010), ANR-16-CE32-0007,CADENCE,Propagation de processus épidémiques sur des réseaux dynamiques de mouvements d'animaux avec application aux bovins en France(2016), École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
Subjects: Veterinary Medicine, Artificial intelligence, Livestock, Decision support tool, Review, L73 - Maladies des animaux, Modelling, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], Animals, Data, lcsh:Veterinary medicine, [SDV.BA.MVSA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Veterinary medicine and animal Health, Santé animale, Animal disease, Intelligence artificielle, Épidémiologie, Maladie des animaux, Modélisation, lcsh:SF600-1100, système d'aide à la décision, Delivery of Health Care
Abstract: International audience; Leveraging artificial intelligence (AI) approaches in animal health (AH) makes it possible to address highly complex issues such as those encountered in quantitative and predictive epidemiology, animal/human precision-based medicine, or to study host × pathogen interactions. AI may contribute (i) to diagnosis and disease case detection, (ii) to more reliable predictions and reduced errors, (iii) to representing more realistically complex biological systems and rendering computing codes more readable to non-computer scientists, (iv) to speeding-up decisions and improving accuracy in risk analyses, and (v) to better targeted interventions and anticipated negative effects. In turn, challenges in AH may stimulate AI research due to specificity of AH systems, data, constraints, and analytical objectives. Based on a literature review of scientific papers at the interface between AI and AH covering the period 2009–2019, and interviews with French researchers positioned at this interface, the present study explains the main AH areas where various AI approaches are currently mobilised, how it may contribute to renew AH research issues and remove methodological or conceptual barriers. After presenting the possible obstacles and levers, we propose several recommendations to better grasp the challenge represented by the AH/AI interface. With the development of several recent concepts promoting a global and multisectoral perspective in the field of health, AI should contribute to defract the different disciplines in AH towards more transversal and integrative research.
Published: 2021

43. Complex data labeling with deep learning methods: Lessons from fisheries acoustics

Author: Timothée Brochier, Jean-Michel A. Sarr, M. Sidibeh, Alassane Bah, M.A. Jeyid, Yannick Perrot, Patrice Brehmer, Abdoulaye Sarré, S. El Ayoubi, École Supérieure Polytechnique de Dakar (ESP), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherche Océanographique de Dakar-Thiaroye (CRODT), Institut Sénégalais de Recherches Agricoles [Dakar] (ISRA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut Mauritanien de Recherches Océanographiques et des Pêches (IMROP), Institut National de Recherche Halieutique [Casablanca, Maroc] (INRH), We are grateful to the AWA Project ('Ecosystem Approach to the management of fisheries and marine environment (EAMME) in West African waters') funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) and the French Research Institute for Development (IRD) (Grant 01DG12073E) implemented by the Sub-Regional Fisheries Commission (SRFC), the Preface Project funded by the European Commission’s Seventh Framework Program (2007–2013) under Grant Agreement No. 603521, EU TriAtlas project (Grant Agreement No. 817578) and the FAO/Nansen Project for data collection., European Project: 603521,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2013-two-stage,PREFACE(2013), European Project: 817578,TRIATLAS(2019), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: FOS: Computer and information sciences, Sound (cs.SD), 0209 industrial biotechnology, Computer Science - Machine Learning, Standardization, Process (engineering), Computer science, TRIATLAS_H2020-BG-2018-2020 - 817578, 02 engineering and technology, Machine learning, computer.software_genre, Convolutional neural network, Computer Science - Sound, Machine Learning (cs.LG), Labeling process, 020901 industrial engineering & automation, Audio and Speech Processing (eess.AS), Active acoustics, FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 14. Life underwater, Electrical and Electronic Engineering, Instrumentation, SUD, Ground truth, Fisheries acoustics, Artificial neural network, business.industry, Applied Mathematics, Deep learning, ACL, 020208 electrical & electronic engineering, Neural network, Computer Science Applications, PREFACE_FP7-ENV-2013, Control and Systems Engineering, DISCOVERY, IRD, Artificial intelligence, Bottom correction, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, business, Raw data, computer, Electrical Engineering and Systems Science - Audio and Speech Processing
Abstract: WOS:000618971000011; International audience; Quantitative and qualitative analysis of acoustic backscattered signals from the seabed bottom to the sea surface is used worldwide for fish stocks assessment and marine ecosystem monitoring. Huge amounts of raw data are collected yet require tedious expert labeling. This paper focuses on a case study where the ground truth labels are non-obvious: echograms labeling, which is time-consuming and critical for the quality of fisheries and ecological analysis. We investigate how these tasks can benefit from supervised learning algorithms and demonstrate that convolutional neural networks trained with non-stationary datasets can be used to stress parts of a new dataset needing human expert correction. Further development of this approach paves the way toward a standardization of the labeling process in fisheries acoustics and is a good case study for non-obvious data labeling processes. (C) 2020 ISA. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
Published: 2021

44. Reconciling model predictions with low reported cases of COVID-19 in Sub-Saharan Africa: insights from Madagascar

Author: Elinambinina Rajaonarifara, Andres Garchitorena, John M. Drake, Rado J L Rakotonanahary, Michelle Evans, Julio Rakotonirina, Calistus N. Ngonghala, Benjamin Roche, Benjamin Andriamihaja, Matthew H. Bonds, Department of Infectious Diseases [Athens, GA, USA] (Odum School of Ecology), University of Georgia [USA]-College of Veterinary Medicine [Athens, GA, USA], Health, Emergence, Adaptation and Transmission (MIVEGEC-HEAT), Processus Écologiques et Évolutifs au sein des Communautés (PEEC), Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), PIVOT [Ifanadiana, Madagascar], Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université d'Antananarivo, and Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
Subjects: medicine.medical_specialty, Sanitation, outbreak response, Pneumonia, Viral, Population, Psychological intervention, Context (language use), Conventional wisdom, infectious disease modelling, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Health care, Development economics, Pandemic, Epidemiology, Madagascar, medicine, Humans, 030212 general & internal medicine, education, non-pharmaceutical interventions, Pandemics, Africa South of the Sahara, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 2. Zero hunger, education.field_of_study, business.industry, 030503 health policy & services, Incidence, Incidence (epidemiology), Public health, Health Policy, 1. No poverty, Public Health, Environmental and Occupational Health, COVID-19, Current Debate, Models, Theoretical, 3. Good health, age-structured contacts, Geography, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Public aspects of medicine, RA1-1270, 0305 other medical science, business, Coronavirus Infections, Research Article
Abstract: The COVID-19 pandemic has wreaked havoc globally, and there has been a particular concern for sub-Saharan Africa (SSA), where models suggest that the majority of the population will become infected. Conventional wisdom suggests that the continent will bear a higher burden of COVID-19 for the same reasons it suffers high burdens of other infectious diseases: ecology, socio-economic conditions, lack of water and sanitation infrastructure, and weak health systems. However, so far SSA has reported lower incidence and fatalities compared to the predictions of standard models and the experience of other regions of the world. There are three leading explanations, each with very different implications for the final epidemic burden: (1) low case detection, (2) differences in COVID-19 epidemiology (e.g. low R0), and (3) policy interventions. The low number of cases to date have led some SSA governments to relax these policy interventions. Will this result in a resurgence of cases? To understand how to interpret the lower-than-expected COVID-19 case data in Madagascar, we use a simple age-structured model to explore each of these explanations and predict the epidemic impact associated with them. We show that the current incidence of COVID-19 cases can be explained by any combination of the late introduction of first imported cases, early implementation of non-pharmaceutical interventions (NPIs), and low case detection rates. This analysis reinforces that Madagascar, along with other countries in SSA, remains at risk of an impending health crisis. If NPIs remain enforced, up to 50,000 lives may be saved. Even with NPIs, without vaccines and new therapies, COVID-19 could infect up to 30% of the population, making it the largest public health threat in Madagascar until early 2021, hence the importance of conducting clinical trials and continually improving access to healthcare.RésuméLa pandémie de COVID-19 a eu des conséquences néfastes partout dans le monde, et il y a une préoccupation particulière pour l’Afrique subsaharienne (ASS), où des modèles suggèrent que la majorité de la population sera infectée. Il est craint que le continent supportera un fardeau plus élevée de COVID-19 pour les mêmes raisons qu’il souffre d’avantage d’autres maladies infectieuses: écologie, conditions socio-économiques, manque d’infrastructures d’eau et d’assainissement, et faiblesse des systèmes de santé. Cependant, jusqu’à présent, l’ASS a rapporté une incidence et une mortalité bien inférieure à celle des prévisions des modèles pour cette région, ainsi qu’au nombre observé dans d’autres régions du monde. Il y a trois explications principales pour ce phénomène, chacune ayant des implications très différentes pour le fardeau épidémique final: (1) détection faible des cas, (2) différences dans l’épidémiologie COVID-19 (par exemple faible R0), et (3) interventions et politiques mises en place. Le faible nombre de cas à ce jour a conduit certains gouvernements d’ASS à assouplir ces interventions. Cela entraînera-t-il une résurgence de cas? Pour comprendre comment interpréter le fait que les cas COVID-19 rapportés sont plus faibles que prévu à Madagascar, nous utilisons un modèle de transmission structuré par groupe d’âge pour explorer chacune de ces explications et prédire l’impact épidémique qui leur est associé. Nous montrons que l’incidence actuelle des cas de COVID-19 peut s’expliquer par l’effet cumulé de l’introduction tardive des premiers cas importés, la mise en œuvre rapide d’interventions non pharmaceutiques (INP) et de faibles taux de détection des cas. Cette analyse renforce le fait que Madagascar, ainsi que d’autres pays d’Afrique subsaharienne, reste à risque d’une crise sanitaire imminente. Si les INP restent appliqués, jusqu’à 50 000 vies pourraient être sauvées. Même avec des INP, tant qu’il n’y aura pas des vaccins ni des nouvelles thérapies efficaces, COVID-19 pourrait infecter jusqu’à 30% de la population, ce qui constituerait la plus grande menace pour la santé publique à Madagascar jusqu’au début de 2021, d’où l’importance de la réalisation des essais cliniques et de l’amélioration continuelle de l’accès aux soins.Summary BoxThe lower-than-expected number of reported cases of COVID-19 in Madagascar can be explained by a combination of the relatively late introduction of the disease, low detection rates, and low transmission rates due to the early and effective implementation of non-pharmaceutical interventions that reduced contact rates.COVID-19 is predicted to be the largest public health problem in Madagascar in 2020, but non-pharmaceutical interventions at an effectiveness similar to those seen in the first few months could save up to 50,000 lives.Health systems in SSA remain at risk of an impending health crisis due to COVID-19, stressing the importance of ongoing clinical trials and improving health care access.
Published: 2020

45. Q-Finder: An Algorithm for Credible Subgroup Discovery in Clinical Data Analysis — An Application to the International Diabetes Management Practice Study

Author: Cyril Esnault, May-Line Gadonna, Maxence Queyrel, Alexandre Templier, Jean-Daniel Zucker, Quinten, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), and Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
Subjects: credibility criteria, precision medicine, 030209 endocrinology & metabolism, 01 natural sciences, lcsh:QA75.5-76.95, Statistical power, law.invention, predictive factor, 010104 statistics & probability, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, subgroup discovery, [STAT.ML]Statistics [stat]/Machine Learning [stat.ML], Randomized controlled trial, Knowledge extraction, Artificial Intelligence, law, exploratory subgroup analysis, Credibility, Medicine, 0101 mathematics, prognostic factor, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Original Research, business.industry, Confounding, hypothesis generation, Precision medicine, 3. Good health, Clinical trial, Multiple comparisons problem, lcsh:Electronic computers. Computer science, business, Algorithm, IDMPS
Abstract: Addressing the heterogeneity of both the outcome of a disease and the treatment response to an intervention is a mandatory pathway for regulatory approval of medicines. In randomized clinical trials (RCTs), confirmatory subgroup analyses focus on the assessment of drugs in predefined subgroups, while exploratory ones allow a posteriori the identification of subsets of patients who respond differently. Within the latter area, subgroup discovery (SD) data mining approach is widely used—particularly in precision medicine—to evaluate treatment effect across different groups of patients from various data sources (be it from clinical trials or real-world data). However, both the limited consideration by standard SD algorithms of recommended criteria to define credible subgroups and the lack of statistical power of the findings after correcting for multiple testing hinder the generation of hypothesis and their acceptance by healthcare authorities and practitioners. In this paper, we present the Q-Finder algorithm that aims to generate statistically credible subgroups to answer clinical questions, such as finding drivers of natural disease progression or treatment response. It combines an exhaustive search with a cascade of filters based on metrics assessing key credibility criteria, including relative risk reduction assessment, adjustment on confounding factors, individual feature’s contribution to the subgroup’s effect, interaction tests for assessing between-subgroup treatment effect interactions and tests adjustment (multiple testing). This allows Q-Finder to directly target and assess subgroups on recommended credibility criteria. The top-k credible subgroups are then selected, while accounting for subgroups’ diversity and, possibly, clinical relevance. Those subgroups are tested on independent data to assess their consistency across databases, while preserving statistical power by limiting the number of tests. To illustrate this algorithm, we applied it on the database of the International Diabetes Management Practice Study (IDMPS) to better understand the drivers of improved glycemic control and rate of episodes of hypoglycemia in type 2 diabetics patients. We compared Q-Finder with state-of-the-art approaches from both Subgroup Identification and Knowledge Discovery in Databases literature. The results demonstrate its ability to identify and support a short list of highly credible and diverse data-driven subgroups for both prognostic and predictive tasks.
Published: 2020

46. Imidazole propionate is increased in diabetes and associated with dietary patterns and altered microbial ecology

Author: Bel Lassen, Pierre, Nielsen, Trine, Bergh, Per-Olof, Rouault, Christine, André, Sébastien, Marquet, Florian, Andreelli, Fabrizio, Salem, Joe-Elie, Assmann, Karen, Bastard, Jean-Philippe, Forslund, Sofia, Le Chatelier, Emmanuelle, Falony, Gwen, Pons, Nicolas, Prifti, Edi, Quinquis, Benoit, Roume, Hugo, Vieira-Silva, Sara, Hansen, Tue, Pedersen, Helle Krogh, Lewinter, Christian, Sønderskov, Nadja, Vestergaard, Henrik, Raes, Jeroen, Nielsen, Jens, Bork, Peer, Ehrlich, S. Dusko, Pedersen, Oluf, Aron-Wisneswky, Judith, Clément, Karine, Bäckhed, Fredrik, Molinaro, Antonio, Lassen, Pierre, Henricsson, Marcus, Wu, Hao, Adriouch, Solia, Belda, Eugeni, Chakaroun, Rima, Nielse, Trine, Bergh, Christine, Rouault, Sébastien, Andr, Florian, Marquet, Fabrizio, Andreelli, Joe-Elie, Salem, Karen, Assmann, Jean-Philippe, Bastard, Sofia, Forslund, Emmanuelle, Le Chatelier, Gwen, Falon, Nicolas, Pons, Edi, Prift, Benoit, Quinquis, Hugo, Roume, Sara, Vieira-Silv, Tue, Hansen, Krogh, Pedersen, Christian, Lewinter, Nadja, The, Metacardis, Køber, Lars, Vestergaar, Henrik, Hansen, Torben, Zucker, Jean-Daniel, Galan, Pilar, Dumas, Marc-Emmanuel, Rae, Jeroen, Oppert, Jean-Michel, Letunic, Ivica, Nielse, Jens, Ehrlic, S, Stumvoll, Michael, Pederse, Oluf, Aron-Wisnewsky, Judith, Bäckhe, Fredrik, Sahlgrenska Center for Cardiovascular and Metabolic Research, Partenaires INRAE, Sahlgrenska University Hospital, Nutrition et obésités: approches systémiques (nutriomics) (UMR-S 1269 INSERM - Sorbonne Université), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), Centre de Recherche en Nutrition Humaine d'Ile-de-France (CRNH-IDF), Institut de Veille Sanitaire (INVS)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G)-CETAF-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Sorbonne Paris Nord, Unité de Recherche sur les Maladies Cardiovasculaires, du Métabolisme et de la Nutrition = Institute of cardiometabolism and nutrition (ICAN), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université-Sorbonne Université (SU), Medical Department III – Endocrinology, Nephrology, Rheumatology, Universität Leipzig [Leipzig], Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research (CBMR), Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU), Centre d'Investigation Clinique de Paris Est, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), AP-HP Hôpital Tenon [Paris], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Experimental and Clinical Research Center [Berlin, Germany], Max Delbrück Center for Molecular Medicine [Berlin] (MDC), Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association-Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association-Charité - Universitätsmedizin Berlin / Charite - University Medicine Berlin, MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Department of Microbiology and Immunology, Rega Institute for Medical Research, Laboratory of Molecular Bacteriology, Université Catholique de Louvain (UCL), VIB-KU Leuven Center for Microbiology [Belgium], Catholic University of Leuven - Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Sorbonne Université (SU)-Universtié Yaoundé 1 [Cameroun]-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Institut de la francophonie pour l'informatique-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Equipe 3: EREN- Equipe de Recherche en Epidémiologie Nutritionnelle (CRESS - U1153), Centre de Recherche Épidémiologie et Statistique Sorbonne Paris Cité (CRESS (U1153 / UMR_A_1125 / UMR_S_1153)), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Department of Metabolism, Digestion and Reproduction, Imperial College London, National Heart and Lung Institute [London] (NHLI), Royal Brompton and Harefield NHS Foundation Trust-Imperial College London, Centre de Recherche en Nutrition Humaine - Ile de France (CRNH - IDF), Biobyte Solutions GMBH, Nutrition et obésités: approches systémiques (UMR-S 1269) (Nutriomics), Institut de Veille Sanitaire (INVS)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G)-CETAF-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Sorbonne Paris Nord, University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH), Sahlgrenska Academy at University of Gothenburg [Göteborg], CHU Tenon [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association-Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association-Charité - UniversitätsMedizin = Charité - University Hospital [Berlin], Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association, Charité - UniversitätsMedizin = Charité - University Hospital [Berlin], Rega Institute for Medical Research [Leuven, België], Unité de Recherche sur les Maladies Cardiovasculaires, du Métabolisme et de la Nutrition = Research Unit on Cardiovascular and Metabolic Diseases (ICAN), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Cardiométabolisme et Nutrition = Institute of Cardiometabolism and Nutrition [CHU Pitié Salpêtrière] (IHU ICAN), CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Chalmers University of Technology [Göteborg], European Molecular Biology Laboratory [Heidelberg] (EMBL), Université Sorbonne Paris Nord-Centre de Recherche Épidémiologie et Statistique Sorbonne Paris Cité (CRESS (U1153 / UMR_A_1125 / UMR_S_1153)), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Imperial College London-Royal Brompton and Harefield NHS Foundation Trust, HAL-SU, Gestionnaire, Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut de Veille Sanitaire (INVS)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Université Sorbonne Paris Nord-Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G)-Sorbonne Université (SU)-CETAF-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Charité - Universitätsmedizin Berlin / Charite - University Medicine Berlin, Auteur indépendant, Commission of the European Communities, and Universität Leipzig
Subjects: 0301 basic medicine, Male, ACCURATE METHOD, endocrine system diseases, Metabolite, [SDV]Life Sciences [q-bio], General Physics and Astronomy, Type 2 diabetes, GUT MICROBIOME, GLUCOSE, Cohort Studies, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Endocrinology, [CHIM] Chemical Sciences, Prediabetes, lcsh:Science, 2. Zero hunger, RISK, Multidisciplinary, biology, INSULIN SENSITIVITY, Imidazoles, HOMEOSTASIS MODEL ASSESSMENT, Middle Aged, 3. Good health, Multidisciplinary Sciences, [SDV] Life Sciences [q-bio], 030220 oncology & carcinogenesis, Science & Technology - Other Topics, Enterotype, Female, Adult, medicine.medical_specialty, Science, Carbohydrate metabolism, Microbiology, digestive system, Article, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, INTESTINAL MICROBIOTA, Internal medicine, medicine, Humans, [CHIM]Chemical Sciences, Histidine, Author Correction, PHYSIOLOGY, Aged, Science & Technology, Bacteria, General Chemistry, Metabolism, medicine.disease, biology.organism_classification, Gastrointestinal Microbiome, MetaCardis Consortium, METAGENOME, INDIVIDUALS, 030104 developmental biology, chemistry, Diabetes Mellitus, Type 2, Cardiovascular and Metabolic Diseases, lcsh:Q, Bacteroides
Abstract: Microbiota-host-diet interactions contribute to the development of metabolic diseases. Imidazole propionate is a novel microbially produced metabolite from histidine, which impairs glucose metabolism. Here, we show that subjects with prediabetes and diabetes in the MetaCardis cohort from three European countries have elevated serum imidazole propionate levels. Furthermore, imidazole propionate levels were increased in subjects with low bacterial gene richness and Bacteroides 2 enterotype, which have previously been associated with obesity. The Bacteroides 2 enterotype was also associated with increased abundance of the genes involved in imidazole propionate biosynthesis from dietary histidine. Since patients and controls did not differ in their histidine dietary intake, the elevated levels of imidazole propionate in type 2 diabetes likely reflects altered microbial metabolism of histidine, rather than histidine intake per se. Thus the microbiota may contribute to type 2 diabetes by generating imidazole propionate that can modulate host inflammation and metabolism., Gut microbial metabolism of nutrients contributes to metabolic diseases, and the histidine metabolite imidazole propionate (ImP) is produced by type 2 diabetes (T2D) associated microbiome. Here the authors report that circulating ImP levels are increased in subjects with prediabetes or T2D in three European populations, and this increase associates with altered gut microbiota rather than dietary histidine.
Published: 2020

47. Distributed data hiding in multi-cloud storage environment

Author: Leonel Moyou Metcheka, René Ndoundam, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), University of Yaoundé [Cameroun], and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU)
Subjects: lcsh:Computer engineering. Computer hardware, Computer Networks and Communications, Computer science, Covert channel, Cloud computing, lcsh:TK7885-7895, 02 engineering and technology, Computer security, computer.software_genre, Data integrity, lcsh:QA75.5-76.95, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Multi-cloud environment, [MATH]Mathematics [math], Steganography, business.industry, 020207 software engineering, Distributed steganography, Multimedia files, Covert, Information hiding, 020201 artificial intelligence & image processing, lcsh:Electronic computers. Computer science, business, Communications protocol, Cloud storage, computer, Software
Abstract: Classical or traditional steganography aims at hiding a secret in cover media such as text, image, audio, video or even in network protocols. Recent research has improved this approach called distributed steganography by fragmenting the secret message and embedding each secret piece into a distinct cover media. The major interest of this approach is to make the secret message detection extremely difficult. However, these file modifications leave fingerprints which can reveal a secret channel to an attacker. Our contribution is a new steganography paradigm transparent to any attacker and resistant to the detection and the secret extraction. Two properties contribute to achieve these goals: the files do not undergo any modification while the distribution of the secret in the multi-cloud storage environment allows us to hide the existence of the covert channel between the communicating parties. Information’s are usually hidden inside the cover media. In this work, the covert media is a pointer to information. Therefore the file carries the information without being modified and the only way to access it is to have the key. Experiments show interesting comparison results with remarkable security contributions. The work can be seen as a new open direction for further research in the field.
Published: 2020

48. Stochastic Epidemic Models inference and diagnosis with Poisson Random Measure Data Augmentation

Author: Bernard Cazelles, Benjamin Nguyen-Van-Yen, Pierre Del Moral, Génétique fonctionnelle des maladies infectieuses - Functional Genetics of Infectious Diseases, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Quality control and dynamic reliability (CQFD), Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), University of Arizona, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pasteur [Paris], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Méthodes avancées d’apprentissage statistique et de contrôle (ASTRAL), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Naval Group, and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: Statistics and Probability, FOS: Computer and information sciences, Computer science, Inference, Bayesian inference, 01 natural sciences, Communicable Diseases, Models, Biological, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Polynesia, Methodology (stat.ME), 010104 statistics & probability, 03 medical and health sciences, symbols.namesake, Stochastic differential equation, Prior probability, Applied mathematics, Humans, Computer Simulation, Poisson Distribution, 0101 mathematics, Quantitative Biology - Populations and Evolution, Epidemics, Statistics - Methodology, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, General Immunology and Microbiology, Zika Virus Infection, Applied Mathematics, Populations and Evolution (q-bio.PE), Markov chain Monte Carlo, Bayes Theorem, General Medicine, Zika Virus, Markov Chains, [MATH.MATH-PR]Mathematics [math]/Probability [math.PR], Modeling and Simulation, FOS: Biological sciences, symbols, General Agricultural and Biological Sciences, Epidemic model, Epidemiologic Methods, Gibbs sampling, Count data
Abstract: We present a new Bayesian inference method for compartmental models that takes into account the intrinsic stochasticity of the process. We show how to formulate a SIR-type Markov jump process as the solution of a stochastic differential equation with respect to a Poisson Random Measure (PRM), and how to simulate the process trajectory deterministically from a parameter value and a PRM realisation. This forms the basis of our Data Augmented MCMC, which consists in augmenting parameter space with the unobserved PRM value. The resulting simple Metropolis-Hastings sampler acts as an efficient simulation-based inference method, that can easily be transferred from model to model. Compared with a recent Data Augmentation method based on Gibbs sampling of individual infection histories, PRM-augmented MCMC scales much better with epidemic size and is far more flexible. PRM-augmented MCMC also yields a posteriori estimates of the PRM, that represent process stochasticity, and which can be used to validate the model. If the model is good, the posterior distribution should exhibit no pattern and be close to the PRM prior distribution. We illustrate this by fitting a non-seasonal model to some simulated seasonal case count data. Applied to the Zika epidemic of 2013 in French Polynesia, our approach shows that a simple SEIR model cannot correctly reproduce both the initial sharp increase in the number of cases as well as the final proportion of seropositive. PRM-augmentation thus provides a coherent story for Stochastic Epidemic Model inference, where explicitly inferring process stochasticity helps with model validation., Comment: 21 pages, 5 figures
Published: 2020

49. A systemic approach to assess the potential and risks of wildlife culling for infectious disease control

Author: Christl A. Donnelly, Eve Miguel, Vladimir Grosbois, Benjamin Roche, Alexandre Caron, Diane Pople, Department of Infectious Disease Epidemiology [London] (DIDE), Imperial College London, Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Animal, Santé, Territoires, Risques et Ecosystèmes (UMR ASTRE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre de Recherches Ecologiques et Evolutives sur le Cancer (MIVEGEC-CREEC), Processus Écologiques et Évolutifs au sein des Communautés (PEEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), University of Oxford [Oxford], Medical Research Council (MRC), Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Universidad Nacional Autónoma de México = National Autonomous University of Mexico (UNAM), and University of Oxford
Subjects: Life Sciences & Biomedicine - Other Topics, 0106 biological sciences, Animal Culling, animal diseases, [SDV]Life Sciences [q-bio], Medicine (miscellaneous), Review Article, Culling, L73 - Maladies des animaux, MOUTH-DISEASE, 01 natural sciences, CHRONIC WASTING DISEASE, lcsh:QH301-705.5, 0303 health sciences, Ecology, Conservation biology, Contrôle de maladies, LARGE-SCALE, POPULATION-DENSITY, Multidisciplinary Sciences, Conservation de la nature, Infectious diseases, Science & Technology - Other Topics, CRITICAL COMMUNITY SIZE, P01 - Conservation de la nature et ressources foncières, Critical community size, General Agricultural and Biological Sciences, Risk assessment, Life Sciences & Biomedicine, Conservation of Natural Resources, animal structures, Wildlife, WHITE-TAILED DEER, Animals, Wild, Communicable Diseases, Risk Assessment, 010603 evolutionary biology, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, BOVINE TUBERCULOSIS-CONTROL, medicine, Animals, Systemic approach, Biology, Environmental planning, CLASSICAL SWINE-FEVER, 030304 developmental biology, Ecological epidemiology, MYCOBACTERIUM-BOVIS, Abattage d'animaux, Science & Technology, BADGER MELES-MELES, Évaluation de l'impact, Animal sauvage, Chronic wasting disease, medicine.disease, lcsh:Biology (General), 13. Climate action, Infectious disease (medical specialty), Maladie infectieuse, Communicable Disease Control, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Business
Abstract: The maintenance of infectious diseases requires a sufficient number of susceptible hosts. Host culling is a potential control strategy for animal diseases. However, the reduction in biodiversity and increasing public concerns regarding the involved ethical issues have progressively challenged the use of wildlife culling. Here, we assess the potential of wildlife culling as an epidemiologically sound management tool, by examining the host ecology, pathogen characteristics, eco-sociological contexts, and field work constraints. We also discuss alternative solutions and make recommendations for the appropriate implementation of culling for disease control., Eve Miguel et al. discuss the potential and practice of wildlife culling to control infectious disease both in the wildlife population and in transmission to humans. They identify several factors that must be considered when using culling, including host and pathogen ecology and eco-sociological contexts.
Published: 2020

50. CityScope Hanoi: interactive simulation for water management in the Bac Hung Hai irrigation system

Author: Arthur Brugière, Benoit Gaudou, Tri Nguyen-Huu, Tu Dang-Huu, Kent Larson, Huynh Quang Nghi, Doanh Nguyen-Ngoc, Arnaud Grignard, Nguyen Trong Khanh, MIT media Lab, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Sorbonne Université (SU), Systèmes Multi-Agents Coopératifs (IRIT-SMAC), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, University of sciences and technologies of hanoi (USTH), Thuyloi University, Can Tho University [Vietnam] (CTU), Posts & Telecommmunications Institute of Technology [Hanoi] (PTIT), Institute of Technology, Hanoi, Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and University of Science and Technology of Hanoi (USTH)
Subjects: Irrigation, Water resources, Bac Hung Hai, irrigation system, 12. Responsible consumption, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], Tools, Stakeholders, Urbanization, Sustainable development, 11. Sustainability, GAMA platform, Environmental planning, Agent-based model, business.industry, CityScope, Modeling, interactive simulation, 15. Life on land, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, 6. Clean water, Work (electrical), 13. Climate action, Agriculture, Water pollution, [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], Sustainability, Business, Agent-Based Model
Abstract: International audience; Irrigation systems contribute worldwide to the provision of a wide range of services on which the survival and well-being of humanity depend. They are of primary importance in Vietnam where about 90% of the water used is for irrigation and aquaculture and where agriculture is the largest employer and a major contributor to the national GDP and to the income of the low-salary households. Nevertheless, irrigation systems have recently been subjected to several issues including increasing demand, pollution, under-investment, depletion of resources or environmental changes. Any mitigation measure against these issues needs to be sustainable with respect to the very diverse uses of the water, the changing conditions upstream and downstream, and the somewhat conflicting objectives carried out by land-use/agricultural planning on one hand and urbanization and society well-being on the other. This need of sustainability requires the design of innovative tools to tackle these issues. This work aims at exploring the usage of Agent-Based Modelling coupled with a tangible and interactive interface in order to enhance interactions between stakeholders and support the evaluation of various alternatives of the management of the Bac Hung Hai irrigation system.
Published: 2020

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