Modélisation et simulations numériques de l'épidémie du VIH-SIDA au Mali

Modeling and numerical simulations of the HIV-AIDS epidemic in Mali

• Auteur / Autrice : Mahamadou Alassane
• Direction : Jérôme Pousin, Ouaténi Diallo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques appliquées
• Date : Soutenance le 30/07/2012
• Etablissement(s) : Lyon, INSA en cotutelle avec Université du Mali
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon (2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Camille Jordan (Rhône ; 2005-....) - Institut Camille Jordan [Villeurbanne] / ICJ
• Jury : Président / Présidente : Blaise Somé
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Pousin, Ouaténi Diallo, Blaise Somé, Abdou Sène, Yaya Koné, Bassidy Dembélé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abdou Sène

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ethnologie -- Mali

VIH (virus)

Épidémies

Méthode asymptotique numérique

Mathématiques

Mots clés libres

Mathématiques

Modélisation

Simulation numérique

Comportement asymptotique

Epidémie

Mathematical

Modelisation

Numerical simulation

Asymptotic behaviour

Epidemic

Résumé

L’objectif de cette thèse est la modélisation, l’analyse mathématique et la simulation numérique de quelques modèles de transmission du VIH-SIDA dans une population sexuellement active donnée en général et en particulier dans celle du Mali. Nous proposons de modèles basés sur les connaissances actuelles de la transmission du virus du VIH. A cet effet, nous présentons trois modèles : un modèle comportemental en épidémiologie, un modèle qui incorpore le rôle des campagnes de sensibilisation en santé publique et un modèle de co-circulation de deux formes recombinantes du VIH-1. Dans le premier modèle, des résultats d’existence et d’unicité de la solution d’un problème parabolique semi-linéaire décrivant l’évolution d’une population soumise à l’infection du VIH sont présentés. La population est divisée en individus dont le risque comportemental est faible et en individus dont les comportement sont très risqués et qui interagissent entre eux. Une variable continue représentant ce risque comportemental est introduit. Le comportement asymptotique en temps du problème est étudié. Certains résultats numériques concernant la répartition de la population selon la variable représentant le risque comportemental sont présentés dans le cas de l’infection du VIH-SIDA au Mali. Dans les deux derniers modèles, nous obtenons une analyse complète de la stabilité de ces modèles à l’aide des techniques de Lyapunov suivant la valeur du taux de reproduction de base . Nous proposons une méthode alternative au taux de reproduction de base qui permet de confiner l’évolution de la maladie dans des limites fixées. Nous illustrons ces modèles par des simulations numériques. Ces dernières sont faites à partir de nos modèles confrontés aux données du Mali concernant la propagation du VIH-SIDA.

The objective of this thesis is the modeling, mathematical analysis and numerical simulation of a few models of transmission of the HIV-AIDS in a sexually active population given in general and in particular in that of Mali. We propose models based on the epidemiology currently known from the transmission of the HIV virus. Thus, we present three models of the transmission of HIV: a individual behavior and epidemiological model, a model that incorporates the role of public health education program on HIV and a mathematical model for the co-circulating into two circulating recombinants forms of HIV-1. In the first model, Somé results of existence and uniqueness of solution of a semilinear,parabolic problem describing the evolution of a population subjected to a disease are presented. The population is divided into individuals whose behavioral risk is low and in individuals whose behavior are very risky and that interact between them. A continuous variable representing a behavioral risk is introduced. The asymptotic in time of the problem is studied, and the existence of a non zero stationary state is proved. Somé numerical results concerning the distribution of the population according to the variable representing a behavioral risk are presented within the disease of the HIV-AIDS in Mali. In the last two models, we obtain a thorough analysis of the stability of these models using the Lyapunov techniques according to the value of the basic reproduction ratio,R0. We propose an alternative method to the basic reproductive rate R0 which allows to confine the evolution of the disease in the fixed limits. Numerical simulations are done to illustrate the behaviour of the model, using data collected in the literature regarding the spread of HIV in Mali.