Télé-épidémiologie : La fièvre de la vallée du Rift
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1. lt x lt 4 Quitter le programme du syst me Votre choix svp kk K x x x k x k k k k k k xk x x x x x x lt x lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt k k k k k k k k k k X X X X X Xx x Votre ChoLR EVE 2 Derni re date d utilisation 29 juil Donner la date d aujourd hui svp jour mois sachant que les mois sont d finis de cette mani re mois mai Juin juil aout sept oct nov dec Exemple 02 aout Action 2 Un affichage pour aider l utilisateur s il lance l application pour la premi re fols Wed Aug 11 16 44 17 2010 lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k x lt k lt K k Ak k lt k k lt lt k lt lt k Ak k lt Ak lt lt X lt lt x kk x x x x lt Action 3 Entrer les 1 R glages des param tres valeurs de 2 D marrer pr cipitions Menu S 3 Aide demand es x lt x x lt 4 Retour menu principal Votre holx svp 1 kk K K x k lt xk k k k k k k k x x x lt x x lt lt x lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt A k k k k k k k k k k X X X X Xx x Votre choix svp 2 Il vous manque 4 valeur s de pr cipitations Il vous faut disposer des donn es pluviom triques allant Du 30 juil au 02 aout Entrer les valeurs successivement svp Entrer la valeur 0 Entrer la valeur 61 26 En2. Les deux vecteurs Aedes et Culex comme nous l avons vu plus haut sont r gis par la localisation et la dynamique des g tes larvaires Avant de pouvoir calculer les densit s de moustiques 1l faut donc mod liser l volution des mares La dynamique des mares remplissage et vidange se mod lise partir d une tude de s rie d images radar 12 haute r solution TerraSAR X de notre zone Cette tude nous fournit une quation de remplissage et un coefficient de vidange journalier pour les mares soit Fonction de remplissage Y 18 509 In x 29 107 V 3 27 O Y variation de surface en pourcentage x v nement pluvieux en mm V coefficient de vidange en pourcentage D apr s les dires d expert nous savons qu une pluie inf rieure 10 mm ne fait pas voluer la surface des mares Cette quation n est appliqu e Ou aux v nements de pluie Un v nement de pluie est consid r comme une pluie journali re sup rieure 10mm ou la somme d une pluie journali re sup rieure 10mm et le jour suivant si la pluie est inf rieure 10mm mais sup rieure 5mm B Aedes Le comportement des Aedes vexans d pend directement de la pluviom trie et donc de la dynamique des mares La mod lisation des surfaces des mares est la premi re grande tape de l impl mentation de ce mod le L acc s aux donn es de pluviom trie s est fait par l utilisation de la base de donn es d archive
3. Mots cl s Fi vre de la vall e du Rift mod lisation t l d tection cartes d al a densit Aedes Culex S n gal Abstract The Rift valley fever RVF is an infectious viral disease transmitted by mosquitoes It is considered as a major public health issue with serious socioeconomic impact in affected regions The CNES remote epidemiology conceptual approach applied to the Rift Valley Fever In the Senegal Ferlo region during 2003 season allowed to produce dynamic maps on risks for being exposed to vector bites by linking rainfall variability density of aggressive vectors with hosts vulnerability presence of herds This present study aims to set up an automatic system of production of maps as well as an improvement of the existing system The main objective of this work 1s to produce these hazard maps at quasi real time weather during the rainy season 2010 in the region of Barkedji in Senegal This objective was reached by the automation of a chain of process coded m IDL This work also allowed to realize semimonthly newsletters Keywords Rift valley fever modeling remote sensing hazard maps density Aedes Culex Senegal REMERCIEMENTS Je tiens tout d abord remercier Mr Franck Roux Directeur du laboratoire d A rologie pour m avoir accueilli au sein de sa structure pour mon stage de fin d tude Je remercie plus particuli rement les personnes qui m ont encadr durant ces six derniers MOIS C cile Vigno
4. mieux comprendre la production de ces cartes nous allons prendre pour exemple une mare Barkedji et faire tourner le mod le Dans un premier temps le calcul de la densit de moustiques pour chaque jour est effectu nous nous pla ons le 26 ao t 2003 et le nombre de moustiques produit par la mare est de 412 Comme nous l avons dit plus haut il n y a pas de moustiques au del de 500m Figure 2 autour de la mare Nous appliquons donc une zone buffer autour de cette mare Pour ce faire nous utilisons une op ration de morphologie math matique la dilatation En se basant sur la courbe de pr sence des moustiques nous savons que 60 sont entre 0 150m 27 9 sont entre 150 300m 9 8 sont entre 300 450m et 2 3 entre 450 500m Pour mod liser ce pourcentage nous passons par quatre dilatations lpixel vaut 10m Dilatation par un l ment structurant ayant une forme de disque et de rayon 50 pixels Le r sultat de la dilatation est pond r par un coefficient soit 0 023 Dilatation par le m me type d l ment structurant mais de rayon 45 Le r sultat est pond r par 0 075 correspond 9 8 2 3 Dilatation mais avec un rayon de 30 pixels Le r sultat est pond r par 0 181 Dilatation mais avec un rayon de 15 pixels Le r sultat est pond r par 0 321 Enfin nous sommons ces quatre dilatations Nous obtenons un buffer repr sentant la d croissance de la densit des moustiques pour un jour donn voir figure 10
5. n gal par l institut Pasteur de Dakar Le virus de la FVR cr e d importants probl mes socio conomiques dans les zones affect es Les vecteurs sont essentiellement les moustiques Culex poicilipes et Aedes vexans arabiensis 1 La FVR peut se transmettre de trois fa ons diff rentes voir figure 1 transmission horizontale 1 e entre moustique et ruminant transmission verticale 1 e de moustique moustique par contact avec des a rosols de sang ou du liquide biologique contamin Ae vexans Ae W Epid mie ds A A r me pluies sc NOUVEAU Sasi 2 9 CYCLE at s che D OM Ce ua Gu Te Aed s vexans temporaires Ae Brem X DEPLACEMENT TROUPEAUX ET MOUSTIQUES ch Figure 1 Cycle pid miologique de FVR dans le Ferlo B Caract risation entomologique des moustiques vecteurs de la FVR L abondance de ces moustiques est directement li e la dynamique des mares temporaires produites par les pr cipitations pendant la saison de mousson Une tude entomologique 2 a montr que les moustiques ont un rayon d action de 500m au maximum autour des mares voir Figure 2 Numbers of mosquitoes recaptured as a function of distance from the release site B et al 2005 E Ae vexans Cx poicilipes N CH E 3 2 T E e S 30 E vi E 5 SH 2 g D D k CH CH 001 09 w0S L 00 W00Z 0S L 09z 00z W008 092 wose 008 00y 098 woc
6. volution de la surface des mares au cours du temps Soit le menu suivant correspondant l analyse des surfaces kk k k k oke ke k k ke amp ka ke ke k k ka kk Ak wk e Ak kk Ak kk Ak kk sk kk Ak kc k ke kk kk ke ske kk Analyse Dynamique des Surfaces Se wk ege der sk sa sk sesk sak er sk Sok kek Sekar e ke Ses ege Susa SK 1 Afficher l volution de surface d une mare 2 Statistiques 3 Retour Votre choix svp Se X Se K kk kk Ak kk Ak kk kk Ak kk Ak kk kk kk kk kk kk kk kk kk kk Le type d affichage est le m me que celui pour la visualisation des donn es de pluie Les statiques disponibles sont les suivantes Le nombre de mares en fonction de la taille gt 500px entre 100 500 entre 50 100 entre 10 50 et entre 1 10 Le nombre de mares en fonction de la couverture en v g tation par d faut celle de l image du 26 aout 2003 Le nombre total de mares sur la zone d tude 0 Soit les statistiques suivantes Votre choix sp 2 Il suffit d entrer le jour et le mois de la fa on suivante jour mois sachant que les mois sont d finis de cette mani re mois mai Juin Juil ao t sept oct nov dec Donner le jour ou vous voulez la statistique svp Date recherch e 728 juin Le nombre de mares sup rieur ou gal 500px est Le nombre de mares compris entre 100 et 500px est Le nombre de mares compris entre 50 et 100px est Le nombre de mares co
7. 7 avec les bandes XS1 et XS2 Cet indice t calcul car la production des moustiques est li e la turbidit et la couverture en v g tation CNpouge CNvert XS2 XS1 NDTI SE CNeouge CNyert XS2 XS1 La d tection des mares se fait par seuillage un premier seuillage sur le NDPI pour distinguer les mares des sols et un second sur le MIR pour liminer le sol et ne garder que les mares Le NDVI est aussi calcul et utilis pour d terminer le pourcentage de v g tation des mares Les seuils sont d termin s par photo interpr tation pour chacune des images trait es Enfin 1l y a une classification de ces images par arbre d cisionnel Soit l encha nement suivant avec le logiciel ENVI Calcul NDPI et mise en relation avec la bande XS4 voir figure 5 Lei ES E N 0 k A Z Figure 5 NDPI P et la A XS4 droite au 26 ao t 2003 Utilisation de la fonction Density Slice voir figure 6 et 7 pour la recherche des seuils Cette fonction permet d affecter une couleur par intervalle de valeurs De ce fait nous pouvons choisir judicieusement les seuils par exemple ei 70 sur la bande XS4 et 0 sur le NDPI Cependant en amont il y a aussi un travail de photo interpr tation surtout au bord des mares Cette fonction nous aide beaucoup dans le travail mais n est pas suffisante BEI 3 Density Slice File Options Help Data Range Reset 0 to z Red
8. Cette densit est calcul e en fonction de la variation de surface quation radar obtenue pour une pluie efficace en fonction de la courbe d agressivit et en fonction de la taille de la mare GETT SE 1 image_out EEE E 1 Density Slice AE Data Range Min 115 Max BE Defined Density Slice Ranges 1 to 9 Red 10 to 40 Green 41 to 115 Blue 115 to 247 Yellow 124 to 154 Cyan 155 to 185 Magenta 186 to 216 Maroon Edit Range Delete Range Clear Ranges Window V Image Zoom V Scroll Figure 10 Mare de Barkedji gauche et zone buffer associ e droite Il est noter galement que la somme des diff rentes dilatations est arrondie l image tant cod e avec des valeurs enti res Les densit s d Aedes sont r parties en plusieurs classes d al a de faible tr s fort 10 Les diff rents seuils de cette chelle d alea sont d finis en fonction de la densit de moustiques maximale rencontr e au cours de la saison des pluies 2003 L chelle d al a est la suivante S1 la densit est sup rieure 0 et inf rieure 100 moustique pixel alors l al a est faible S1 la densit est sup rieure ou gale 100 et inf rieure 500 alors l al a est moyen S1 la densit est sup rieure ou gale 500 et inf rieure 1000 alors l al a est fort S1 la densit est sup rieure 1000 alors l al a est tr s fort Soit le code couleur suivant Une
9. Fever in Senegal Global Health Action 2009 CNES 2008 Method for tele epidemiology M thode pour la t l pid miologie Patent pending PCT FR2009 050735 C Vignolles Y M Tourre L Imanache O Mora and M Lafaye 2010 TerraSAR X high resolution radar remote sensing an operational warning system for Rift Valley Fever risks RVFews accepted in Journal of Geospatial Health CNES http www cnes fr web CNES fr 4575 le suivi des epidemies par satellites php REDGEMS http www redgems org 35
10. J ai t accueilli au laboratoire d A rologie Mon travail s est fait dans le cadre de la th matique climat environnement sant L tude est bas e sur la pr vention de la fi vre de la vall e du Rut FVR au S n gal et notamment sur l laboration d un syst me de production automatique de cartes de risque L approche conceptuelle de t l pid miologie du CNES a permis la mise en place d un mod le pr dictif de ce risque Le mod le qui a t d velopp permet de mettre en relation les diff rents param tres climatiques environnementaux entomologiques rentrant dans l mergence de la FVR Dans le cas de la FVR deux vecteurs ici des moustiques sont pris en compte Il y a donc deux types d al a caract riser Ce travail comporte une forte utilisation et production de produits spatiaux adapt s Les images satellites sont utilis es pour estimer les risques de pr sence potentielle de moustiques par d tection des mares o peuvent se d velopper les moustiques potentiellement infect s Mon travail a consist mettre au point un syst me de pr vention et d alerte pr coce de ce risque dont les tapes importantes ont t la mise en place d un syst me de production automatique des cartes d alea l am lioration du syst me existant la r daction de bulletin d information Toutes les tapes du mod le ainsi que l impl mentation du programme seront d velopp es en d tail dans la suite du r
11. des v nements pluviom triques survenus pendant la saison de 2003 VETEMENTS BIDVYIGMETTIUUSS SUr IQ SUIECN 1 lt E T CG Ze T E a 100 a Figure 17 Graphique des v nements pluviom triques 2003 Soit les statistiques suivantes pour la m me ann e Le nombre d v nements pluviom triques est Le nombre d v nements compris entre 10 et 20mm est Ces v nements correspondent aux dates suivantes Juil E 0S sepc 0 Get Le nombre d v nements compris entre 20 et 30mm est Ces v nements correspondent aux dates suivantes 26 juil 23 aout 04 sept 13 sept 24 sept Le nombre d v nements compris entre 30 et 40mm est Ces v nements correspondent aux dates suivantes Le nombre d v nements sup rieur ou gal 50mm est Ces v nements correspondent aux dates suivantes 28 jJuin L6 ao uc 22 aouc La pr cipitation maximale vaut 66 2460mm L chelle utilis e pour la date est la suivante 0 correspond au ler mai et 245 au 31 d cembre 23 Correspondant au 28 juin Le cumul des pluies vaut 466 319mm Voulez vous afficher la pluviom trie cumul e sur la saison Y N Le regroupement des pluies en v nement de pluie va permettre au syst me de simuler la dynamique des mares Il est noter que seule une pluie sup rieure ou gale 10 mm peut faire voluer la surface des mares Pour comprendre cette dynamique 1l est possible avec le programme de suivre l
12. e des donn es pluviom triques 5 Seuil pluviom trique sur une saison Culex 6 Seuil de mise en eau des mares 7 D but ZPOM x 8 Fin ZPOM Se Se Se d tt tt tz A 9 Courbe agressivit des Aedes 10 Pourcentage de couverture en v g tation Culex 11 Chemin des images n cessaires au syst me 12 D limiter une zone de 15x15km 13 For age du mod le 14 Remise z ro du mod le temps r el 15 Retour Votre choix svp Ww sk k k ki sk k e ge ge sk ke qe mke skke ko ske k se se sk se ke se ke kuka ka kk RARE sk se se ske der le sk sk sk ele kuska ke ele ge le ske mke ke sk de ele Pour modifier un champ il suffit de rentrer la valeur correspondant au param tre tout moment il est possible de revenir au menu principal Toutes les modifications apport es aux param tres seront sauvegard es en m moire et utilis es chaque tape du mod le Le seuil pluviom trique correspond au niveau de d clenchement de l agressivit des Culex La configuration par d faut est la suivante Coefficient de vidange lt 0 0327000 Coefficients de l quation radar a ln x b 18 5090 et b 2 T1070 Ann e pluviom trique 2003 Seuil pluie 9 Omm Seuil mise en eau des mares 2 Omm D but ZOPM 02 juil Fin ZPOM 03 juil Coefficients courbe agressivit Nombre de moustiques moyen par Jour O 0 0 0 350 270 130 350 215 300 225 125 140 15 40 2
13. mosquito agressiveness Journal of Theoritical Biology 243 2006 222 229 J A Ndione JP Lacaux Y Tourre C Vignolles D Fontenaz M Lafaye 2009 Mares temporaires et risques sanitaires au Ferlo contribution de la t l d tection pour l tude de la fi vre de la vall e du Rift entre ao t 2003 et janvier 2004 S cheresse 2009 20 1 153 60 Ndione J A Besancenot JP Lacaux JP and Ph Sabatier 2003 Environnement et pid miologie de la fi vre de la vall e du Rift FVR dans le bassin inf rieur du fleuve S n gal Environnement Risques et Sant 2 1 7 J P Lacaux Y M Tourre C Vignolles J A Ndione 2006 Classification of Ponds from High Spatial Resolution Remote Sensing Application to Rift Valley Fever Epidemics in Senegal Remote Sensing of Environment 106 2007 66 74 Y BA D Diallo I Dia M Dialo 2006 Comportement trophique des vecteurs du virus de la fi vre de la vall e du Rift au S n gal implications dans l pid miologie de la maladie Entomologie m dicale Bull Soc Pathol Exot 99 4 283 289 C Vignolles JP Lacaux Y Tourre G Bigeard JA Ndione M Lafaye 2009 Rift Valley Fever in a zone potentially occupied by Aedes vexans in Senegal dynamics and risk mapping Geospatial Health 3 2 2009 pp 211 220 Y Tourre JP Lacaux C Vignolles and M Lafaye 2009 Climate impacts on environmental risks evaluated from space a conceptual approach to the case of Rift Valley
14. s rie de ZPOM journali res a t calcul e du 26 08 03 au 28 08 03 voir figure 11 Figure 11 Cartes dynamiques d al a Aedes produites pour une zone centr e sur Barkedji 16 B Exemple des Culex Pour l al a Culex il n y a pas de changement au niveau de la mise en place de la zone buffer Le d clenchement de l al a n intervient qu au mois d ao t 2003 La densit de Culex est mensuelle Une s rie de ZPOM mensuelles a t calcul e pour les mois de septembre octobre et novembre 2003 voir figure 12 Figure 12 Al a Culex pour les mois de septembre novembre 2003 pour une zone centr e sur Barkedji VII Impl mentation du programme ZPOM Durant mon stage al impl ment un syst me permettant d automatiser tous les processus caract risant la FVR voir figure 13 Pour illustrer mon travail al d cid de reprendre les parties importantes du manuel d utilisation que J al r dig lors de ce stage C est le mois qui satisfait le crit re de d clenchement de l al a Culex pluviom trie mensuelle sup rieure 80mm 17 Pr cipitation Donn es TRMM Donn es terrain Traitements Regroupement en v nement Cumul mensuel des pluies luviom trique T l d t I e TerraSAR X de remplissage et de vidange SPOT 5 d tection et caract risation des mares S lection plui e Dynamique des Y e Embryogen D e Surface mare gt su estim e der
15. 0 21 Pourcentage couverture en v g tation 50 Chemin de l image de couverture en v g tation D laurent Simulation couverture veg turb 260803 Chemin de l image de d tection des surfaces max D laurent Simulation mares individualisees 030826 ndpiltO mirlt70 Chemin de l image de d part D laurent Simulation mares individualisees 030826 ndpiltO0O mirlt70 Par exemple l option pour d limiter une zone de 15x15km permet de travailler par la suite sur des images plus petites que celle par d faut 43x46km Cela est avantageux en temps de calcul lors de la production des cartes Il faut entrer les coordonn es de la zone voulue puis le nom de la zone et un affichage de la zone est propos Ici les entr es sont des chiffres et pour l affichage soit la lettre y ou n en majuscule ou en minuscule Soit la pr sentation suivante Pour d limiter une zone d tude de 15x15km gt Il faut disposer de l image de d tection max des surfaces gt Entrer les coordonn es d un point de la zone gt EN DEGRE MINUTE SECONDE Attention la zone de 15x15km sera centr e autour de ce point Rentrer successivement les degr s puis les minutes et enfin les secondes de la LONGITUDE svp Valeurs 14 Valeurs 52 Valeurs 10 63 Rentrer successivement les degr s puis les minutes et enfin les secondes de la LATITUDE svp Valeurs 15 Valeurs 17 Valeurs 3 49 Donner le nom de votre image svp Nom de la zone svpima zone test Voulez vou
16. 7 Density Slice File Options Help Data Range Min 0 564626 Max D E 2 Zoom 2x Defined Density Slic 3 Zoom 2x EN DER z to 78 Green 9 to 95 rello 36 to 112 Cyan 113 to 123 Magenta 130 to 146 Maroon 147 to 163 Sea Green 0 6000 to 0 2379 Red 0 2379 to 0 1290 Trello 0 1290 to 0 0202 Cyan 0 0202 to 0 0887 Magenta 0 0887 to 0 1976 Maroon 0 1576 to 0 3065 Sea Green Figure 7 NDPI de la mare de Niakha gauche et d termination du seuil de NDPI associ permettant de d tecter l eau droite En bleu figurent les zones d eau profonde Le d grad du vert Porange correspond au gradient de NDPI qui appara t sur les bords Classification par arbre de d cision et d tection des mares C est une m thode non supervis e qui applique une d cision binaire sur chaque pixel Tous les pixels des images NDPI et XS4 ne satisfaisant pas les seuils d termin s par photo interpr tation ne sont pas consid r s comme mare voir figure 8 pas marg Class Value 2 0 0 255 0 0 002 Figure 8 Arbre d cisionnel et le r sultat de la classification Exemple de seuils trouv s pour l image du 26 08 03 Filtrage ventuel s1 la classification comporte trop de pixels isol s ou de lt trous gt dans les mares d tect es Ce filtrage s effectue gr ce un l ment structurant de taille 3x3 qui va passer en
17. Kk Kk k k lt x x x x x x x x x lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt E k k k k k k k X X X X X X X x x x x x x x x x x lt Choix vecteur gt 2 lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k x K k x K k x lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt k k x lt x x lt x lt lt x xk lt x x x x x x x lt Analyse Densit Moustiques kk x x x x x x x x x x x Kk lt x x x x x x x x x x Choix du vecteur 2 Afficher l volution de densit d une mare 3 Statistiques 4 Retour x Votre choix svp KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKEKKKKEKKKKKKKKKKKKKEKEXX x x x x x x Votre choix Svp 2 w lt K x x x x k lt lt k k k x x x x lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt k k k k k k k k k k k X X X X X X X xk xk xk x x x x x x lt 1 Choix de la mare par visualisation 2 Choix de la mare par num ro A Votre choix svp x w K K x x K K k xk k lt k k x x x x x lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt E k k k k k k k k X X X X xk x x x xk xk x EX x x lt Votre choix svp 1 29 Cliquer sur une mare pour continuer otre choix svp 1 Cliquer sur une mare pour continuer Mare n 477 gt Couverture en v g tation 7 57405 gt gt Couverture en Curbidit 80 5399 gt N Ces r sultats sont bas s sur l image de couverture en v g
18. Universit PL Paul Sabatier TOULOUSE II cnes CENTRE NATIONAL D TUDES SPATIALES Universit de Toulouse Our Master 2 Professionnel T l d tection et Imagerie Num rique Fi vre de la vall e du Rift mise en place d un syst me de pr vention et d alerte pr coce Laurent IMANACHE Sous la direction de Jean Pierre Lacaux et C cile Vignolles Les organismes partenaires Septembre 2010 RESUME La fi vre de la vall e du Rift FVR est une maladie infectieuse transmise par des moustiques Elle est consid r e comme un probl me de sant publique majeur ayant un impact socio conomique tr s important dans les r gions o elle s vit L approche conceptuelle de t l pid miologie du CNES appliqu e la FVR dans la r gion du Ferlo au S n gal au cours de la saison 2003 a permis de produire des cartes dynamiques de risque d exposition du b tail aux vecteurs de la FVR en associant comme facteurs d clenchant les v nements pluvieux la densit des vecteurs Aedes vexans et Culex poicilipes et la pr sence des h tes bestiaux L objectif principal de ce travail est de produire des cartes d al a en temps quasi r el pendant la saison des pluies 2010 dans la r gion de Barkedji au S n gal Cet objectif a t atteint par l automatisation d une cha ne de processus cod e en IDL Ce travail a permis galement de r aliser des bulletins bimensuels d information
19. aliser 1l suffit juste de cliquer sur l image voulue La figure 20 donne un exemple pour l image produite au 2 juillet 2003 Image Viewer SELECT DESIRED SCREEN SIZE FOR PROGRAM O 00 600 1024x768 O 1280x1024 Note The available screen sizes are dictated by the current screen area configuration for the computer monitor A larger screen size will display images with better resolution but will decrease the speed at which the program executes Figure 19 Image Viewer r solution graphique ll Pour la configuration suivante Intel Core 2 CPU 2 13 GHz 3 24 Go de RAM Windows XP Pro 26 Image Viewer File Help Click On Thumbnail To View Image Current Image File D MaurentSimulationtiffszpom 02 juil tif Figure 20 Visualisation des cartes B Mode ZPOM temps r el Le mode temps r el va permettre de pr voir le d clenchement d une agressivit d un vecteur en fonction des donn es de pluies entr es tous les jours En s lectionnant le mode temps r el l utilisateur devra en premier lieu entrer la date laquelle il veut commencer Une fois cette tape effectu e le menu principal de ce mode appara t lt k lt k k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k Ak k lt k k lt lt k lt lt k Ak xk lt Ak lt lt X lt lt x kk x x x x lt Menu ze ie se se R glages des param tres i a Domarrer 8 3 Aide r A Retour menu pri
20. apport Les points principaux auxquels j ai contribu sont les suivants d tection des mares temporaires partir d images SPOT haute r solution spatiale cr ation d une base de donn es pluviom trique et des traitements statistiques associ s mod lisation du deuxi me vecteur responsable de la FVR Culex poicilipes int gration des nouvelles hypoth ses dans le mod le impl mentation d un syst me de production automatique des cartes d al a suivi de la saison des pluies 2010 et r daction de bulletins d information dans le cadre du projet GICC Gestion et Impact du Changement Climatique AdaptFVR aux diff rents organismes partenaires S lt lt lt lt T l pid miologie analyser les relations climat environnement sant pour mettre en vidence les liens entre l mergence et la propagation des maladies infectieuses humaines et animales li es l eau lair ou aux vecteurs et les changements climatiques et environnementaux en s appuyant sur les outils spatiaux t l d tection spatiale collecte de donn es IL Contexte A Le Centre National d Etudes Spatiales C est un tablissement public caract re industriel et commercial EPIC il est charg de proposer au gouvernement la politique spatiale de la France au sein de l Europe et de la mettre en uvre Il assure aussi la participation de la France au sein de l Agence Spatiale Europ enne ESA La cr ation du CNES date de 1961 elle co
21. as sur les pr cipitations journali res d tect es par le satellite TRMM L application d velopp e contient quatre fonctions principales qui sont Une fonction d analyse des donn es pluviom triques cette fonction permet de d tecter la mise en eau des mares mais aussi de suivre temporellement les pr cipitations Elle permet notamment l acc s des statistiques sur la distribution des pluies durant une saison Cette fonction prend en entr e les donn es pluviom triques de TRMM Tropical Rainfall Measuring Mission Ces donn es sont trait es et regroup es en v nement pluviom trique Un v nement pluviom trique est la somme d un jour pluvieux sup rieur 10mm avec le jour suivant S 1 est inf rieur 10 mm mais sup rieur Smm Une fonction d analyse de la dynamique des mares elle permet de suivre la dynamique des mares vidange et remplissage Elle fournit aussi des statistiques sur le nombre de mares restant au cours de la saison ainsi que leurs surfaces etc Les donn es en entr e de la fonction sont la carte de la d tection des surfaces maximales par t l d tection et les v nements pluviom triques sortie de la fonction pr c dente Une fonction d analyse de la densit des moustiques elle permet d analyser l interaction des pluies efficaces ou de la couverture en v g tation sur la production de moustiques pour chaque mare en fonction de l esp ce consid r e Elle fournit aussi des statis
22. au Burkina Faso au Paraguay la dengue en Argentine Par ailleurs d un point de vue personnel ce stage m a permis de d couvrir un nouveau langage de programmation IDL Il m a aussi appris travailler sur une th matique multidisciplinaire au sein d une quipe De plus j ai acquis des connaissances dans les domaines suivants climat environnement et sant publique Ce stage m a vraiment motiv pour travailler dans cette nouvelle discipline qu est la t l pid miologie 34 Bibliographie 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B Mondet A Dia t A G Fall and V Chevalier 2005b Relations entre la pluviom trie et le risque de transmission virale par les moustiques cas du virus de la Rift Valley Fever RVF dans le Ferlo Senegal Environnement Risques et Sant 4 125 129 Y B D Diallo C M Fadel Kebe I Dia and M Diallo 2005 Aspects of Bioecology of Two Rift Valley Fever Virus Vectors in Senegal West Africa Aedes vexans and Culex poicilipes Diptera Culicidae J Med Entomol 42 5 739 750 B Mondet A Dia t A G Fall V Chevalier R Lancelot M Ndiaye N Poncon 2005 Rainfall patterns and population dynamics of Aedes vexans arabiensis a potential vector of Rift Valley Fever virus in Senegal Journal of vector ecology vol 30 pp 102 106 P I Ndiaye B Mondet D J Bicout P Sabatier 2006 Rainfall triggered dynamics of Aedes
23. d Aerologle de l Observatoire Midi Pyr n es OMP Ce p le utilise de l imagerie satellitaire pour analyser les liens entre l environnement le climat et les maladies r mergentes telles que la FVR la dengue la malaria etc Tous les travaux de ce p le sont renseign s dans un portail internet http www REDGEMS org Re Emergent Diseases Global Environment Monitoring from Space D Projet Gestion et Impact du Changement Climatique GICC Ce stage rentre dans le cadre du programme GICC pilot par le minist re de l Ecologie de l Energie du D veloppement durable et de la Mer Le projet s intitule AdaptFVR Impacts du changement climatique sur l mergence des vecteurs de la fi vre de la vall e du Rift au S n gal adaptation et strat gie pour une meilleure gestion du pastoralisme au Sahel Ce projet comprend plusieurs partenaires CSE Centre de Suivi Ecologique de Dakar IPD Institut Pasteur de Dakar DSV Direction des Services V t rinaires M t o France Reflets une association toulousaine r unissant ainsi scientifiques et utilisateurs finaux Les principaux objectifs du projet sont Analyser les m canismes d mergence et de dispersion des vecteurs de la FVR moustiques Aedes Vexans et Culex poicilipes R aliser et d livrer des produits spatiaux adapt s Zones potentiellement occup es par les moustiques ZPOM et Zones d exposition du b tail aux piq res de moustiques Carte de Risque Etudie
24. des mares tNiakha Kangaledji Barkedji Loumbol Fourdou Mgaoj Fecteurs gt L volution de la densit de moustiques Production gt Production de cartes des zones potentiellement occup es par les moustiques de cartes gt Des statistiques sur la pluviom trie sur le nombre d v nements pluviom triques sur le da risque nombre d v nements significatifs et leurs localisations mais aussi des statistiques sur la dynamique des mares comme le nombre de mares restant sur la zone d int r t etc L objectif second de ce bulletin est aussi de nous permettre d am liorer le mod le existant Cela doit se faire par une remont e d information indiquant si les informations fournies par le mod le s aw rent correct ou non De ce fait il nous sera possible de calibrer d avantage pour une meilleure R dacteurs pr diction du risque environnemental Laurent Imanache De plus ce bulletin peut tre personnalis dans le sens ou il est possible de choisir sa zone d int r t et de recevoir toutes les informations sur celle ci Par exemple il suffit juste de donn es les coordonn es d un paint et l espace de travail sera une zone de 15km par 15km centr e autour de ce point C cie Wiapoliez Figure 1 Zone centr e sur Barkedii Figure 23 Page de garde du premier bulletin d information VIII Conclusion Gr ce des tudes pluridisciplinaires 1l a t possible de mettre en vidence les m canismes d me
25. du satellite TRMM Tropical Rainfall Maesuring Mission Ce satellite est issu d une collaboration entre la NASA et l agence d exploration spatiale japonaise JAXA La principale mission de TRMM est de surveiller et d tudier les pluies tropicales Maintenant qu il est possible de quantifier la surface des mares et connaissant l embryogen se 3 du moustique Aedes il est possible de calculer la densit de moustiques Pour cela il faut combiner les r sultats pr c dents et la courbe d agressivit des Aedes Figure 3 D o l application d un coefficient multiplicateur au nombre d Aedes pouvant potentiellement clore en fonction de la quantit de pluie Ce coefficient est calcul en appliquant une relation lin aire aux variations relatives des surfaces calcul es pr c demment s il pleut plus alors la surface inond e est plus importante donc il y a plus de moustiques Le d clenchement de l al a Aedes se fait suivant la mise en eau des mares au d but de saison l embryogen se du moustique l augmentation de la surface des mares par rapport aux surfaces estim es lors de la derni re agressivit La r solution temporelle journali re de l agressivit permet de calculer une densit journali re d Aedes Les coefficients de la courbe d agressivit correspondent une mare moyenne 1ha pour une pluie moyenne 20mm Il est noter que la r f rence entomologique est prise pour une
26. e 1 58 1 75 um Dans le cadre de notre tude la r solution spatiale est satisfaisante du fait de la taille des mares 1 2ha Nous disposons de 12 images qui ont t acquises d ao t 2003 septembre 2008 dont cinq images couvrant la saison des pluies de 2003 Ces images couvrent toutes une sc ne de 43 46km et sont centr es sur le village de Barkedji voir figure 4 dans le Ferlo 15 17N 14 52W Figure 4 Carte politique du S n gal source afriqueplanete com et localisation du village de Barkedji B D tection et caract risation des mares En fait pour pouvoir d tecter les mares il y a eu cr ation de deux nouveaux indices de t l d tection soit le NDPI pour Normalized Difference Pond Index 7 le calcul est identique celui du NDVI Normalized Difference Vegetation Index sauf que les bandes spectrales utilis es sont XS4 et XS1 Son calcul est le suivant CNwR CNyert _ XS4 XS1 CNum CNverr XS4 XS1 Il est noter que comme 1l n y a pas eu de corrections atmosph riques des images le travail s effectue sur le compte num rique des pixels de l image valeurs radiom triques Cet indice permet de faire la distinction en surface en eau et le sol mais galement la v g tation dans la mare et la v g tation l ext rieur 7 Le deuxi me indice permet de caract riser de fa on relative la turbidit de l eau pour une m me image soit le NDTI pour Normalized Difference Turbidity Index
27. ecteurs Avant de d marrer la production il y a une information qui pr cise que le processus peut tre long Exemple dans le cas du mode ZPOM avec archive et DEB ZPOM 26 juin et FIN ZPOM 02 juil Warning Figure 18 Warning sur la production des cartes Votre bas svp i Z Pas de cartes d al a pour le 27 juin 25 Pas de cartes d al a pour le 28 juin Pas de cartes d al a pour le 29 juin Pas de cartes d al a pour le 30 juin Pas de cartes d al a pour le 01 juil Compiled module BUFFER ZONE IMAGE Restored Lile ENVI UTL Compiled module CARTE DE RISQUE Restored Tile ENVI BAL Op ration r ussit NB Il n y aura pas de cartes d al a produites si la densit de moustiques est nulle La production des cartes peut prendre plusieurs minutes cela d pend de la taille de la zone d tude et varie en fonction du nombre de mares pr sentes dans la sc ne Exemple pour une zone de 15x15km il faut moins d une minute pour 238 mares par Jour pour une zone de 50x50km il faut environ 40 minutes pour 1354 mares par Jour L application g re aussi la visualisation des cartes au format TIFF gr ce un programme d velopp par Adam O connor de ITT Industries Image Viewer Son principe est simple il faut avant tout choisir la r solution d sir e comme affichage graphique puis charger les images les unes apr s les autres ou charger un dossier contenant toutes les images Pour les visu
28. img SCH tiff tmp QC variable F Test Cr er un nouveau dossier Annuler Figure 15 Recherche du r pertoire de travail Si le r pertoire contient bien tous les sous dossiers alors le menu principal appara t NB Il est noter que lors d une premi re utilisation c est le menu r glages des param tres qui appara tra car le syst me charge d s le d part la zone d tude Il suffit de la pr ciser dans les r glages et de relancer l application kk kk k ik k ik kuk kk kk kk Ak k dc Ak kk Ak kk Ak kk Ak kk Ak kk kk kk ke sk EX gt Menu qui Menu KES ze appara t sur la X le IDL 1 Module ZPOM avec archive d PE 2 Module ZPOM temps r el A C est un a ACCS utilisateur programme en 4 Quitter le programme mode ligne de commande pour a Se Votre choix sy Gap H l utilisateur k 9k ke ke ke Ae e 3k k dek dee dek dee e e e ke W k Ze c Ze Y ye ke Ze Wc ge sk ke ge ke sk 3k ke ke se se ye ke se we sk sk ke qk se ke sk sk ke k En entrant dans la ligne de commande la valeur 1 1 est alors possible de produire des cartes de ZPOM en se basant sur des donn es d archive En entrant la valeur 2 1l sera alors possible de faire fonctionner le syst me en temps r el L entr e de la valeur 3 permet de modifier le mot passe administrateur et la valeur 4 permet de quitter le programme L installation de l application consiste copier sur l ordinateur un dos
29. lles Jean Pierre Lacaux Murielle Lafaye Antonio Gu ll S bastien Dejean Djothi Carpaye et Christophe Bovalo Enfin je tiens remercier l ensemble du personnel du CNES et de l OMP pour avoir fait de mon stage une exp rience enrichissante et agr able durant ces six mois Sommaire Eege 2 Re 2 ERERGIEIIEE TS 3 SO 4 Iowa 5 l CO ee e E E E A 6 A Le Centre National d Etudes Spatiales 6 Service Application et Valorisation du CNES pb 6 C Le p le Environnement Climat Sant de POMP et du CNE9S Ne 6 D Projet Gestion et Impact du Changement Climatique GICC Ne 6 R u E u u nx 7 A Fevredelavallee du Rift sem uuu u uu uu ee en ne ee re 7 B Caract risation entomologique des moustiques vecteurs de la FVR 8 OC CCC OA u u x s 9 J Hi POT E 9 B D tection et caract risation des Mares mm sens 10 V Mod lisation du comportement des vecteurs Ne 13 As Dynomiguedes mares eS tbe ia u ee es 13 ES E S S s s uns 13 CU 14 VI Production de cartes dynamiques des Zones Potentiellement Occup es par les Moustiques PONS E dde a tr i ne ni nn ne 15 A SI e000 15 BEE 17 VII Impl mentation du programme ZPOM pp 17 A leede 21 p Mode TE e EE 27 V ee tele CC 34 I Introduction De mars septembre 2010 j ai effectu mon stage de fin d tude dans le cadre d une bourse du Centre National d Etudes Spatiales de Toulouse CNES l observatoire Midi Pyr n es
30. mpris entre 10 et 50px est Le nombre de mares compris entre 1 et 10px est La surface max vaut 2667 00px pixel Et c est la mare N 475 Le nombre total de mares est 20 Une fois la dynamique calcul e 1l est possible ce stade de calculer la densit de moustiques associ e chaque mare L application propose donc des fonctionnalit s permettant l utilisateur d analyser les densit s produites que ce soit pour les Aedes vexans ou Culex poicilipes Soit la pr sentation suivante 10 Le gt Les statistiques sont fournies pour un jour donn 24 lt k lt k k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt k k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt kk k lt lt k lt Ak lt lt Ak lt x Ak x x lt x lt x x x x lt Analyse Densit Moustiques Ser le kuk ke kk e k k t k yt Se L Chorx du vecteur 8 x 2 Afficher l volution de densit d une mare 3 Statistigques 4 Retour Se X x Votre choix svp de kk ie eler ie le ler ke kos kost kete koko ke k koko e ke eu e RE RAR bie ier aler ler ie ie leet le ier ler RER Se se ler ler sk sk le e eler ale En fonction du vecteur choisi il sera possible d analyser les densit s produites Comme les deux vecteurs n ont pas le m me comportement les statistiques disponibles ne sont pas les m mes Pour les Aedes il est possible de d terminer la densit maximale de moustiques sur une saison ou le n
31. mpte 2418 salari s dont la r partition homme femme est de 65 35 Son budget annuel est de 1 740 millions d euros Son objectif est de d velopper des utilisations de l espace que ce soit pour satisfaire les besoins des collectivit s publiques en mati re civile et militaire et de la communaut scientifique ou favoriser l mergence et la diffusion de nouvelles applications H a cinq grands th mes d applications qui sont acc s l espace d veloppement durable s curit et d fense applications grand public recherche et innovation B Service Application et Valorisation du CNES Le service lt Application et Valorisation gt du CNES dirig par Antonio Gu ll a parmi ses missions de mettre en relation sant publique et espace Ce service a d velopp une approche conceptuelle de t l pid miologie permettant de mettre en lien l mergence des maladies infectieuses humaine ou animale avec les changements climatiques et environnementaux gr ce des outils spatiaux adapt s 11 La finalit de cette approche est d laborer des mod les pr dictifs des impacts de l environnement et du climat sur la sant en partant des m canismes reliant les facteurs physiques biologiques socio conomiques associ s aux maladies l utilisation de produits spatiaux adapt s C Le p le Environnement Climat Sant de l OMP et du CNES Ce p le r sulte d une collaboration entre le CNES et le laboratoire
32. ncipal R Votre choix svp gees kek ke ske dee kek ze ke sk de ger de zk de ke de dee kek kek e RER RER de kok Se de der de e se se sk Se e Se de ele sk sk La premi re action correspondant la valeur 1 a d j t expliqu e dans la section Mode ZPOM avec archive Pour lancer le mode temps r el s il y a plus de cinq valeurs de pr cipitations entrer alors le programme demandera de charger un fichier texte contenant toutes les valeurs Une aide du fonctionnement est disponible en entrant la valeur 3 Une fois le d marrage s lectionn il y a de nouveau le menu g n ral rencontr dans l autre mode voir page 21 Le fonctionnement est exactement le m me Cependant l utilisateur recevra directement une notification l cran s il y a un risque d agressivit des vecteurs Soit l exemple suivant d un fonctionnement en temps r el Le d but du mod le temps r el est fix au ler mai de l ann e en cours Le nombre de valeurs entrer d pend de la derni re date d utilisation 27 Wed Aug 11 16 37 56 2010 lt k lt k k lt lt k lt lt k lt lt x lt lt k lt lt k lt lt Ak K k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k Ak k lt Ak lt lt X X lt X kk x x x x lt Action 1 Il faut entrer la 1 Module ZPOM avec archive nouvelle date 2 Module ZPOM temps r el de x Menu S 3 Acc s utilisateur fonctionnement
33. ni re e Vidange agressivit S lection des mares pi Culex Couverture v g tation gt 50 Identification des ma productives en Aedes Densit mensuelle de e Coefficients d agressi Densit journali re d e Courbe d agressivit Nulle si forte pluie D croissance spatiale D croissance spatiale Cartes dynamique e ZPOM Aedes e ZPOM Culex Figure 13 Organigramme bilan de la mod lisation du syst me Ce syst me a t d velopp avec le langage IDL qui est un logiciel interactif de traitement de donn es solaires ANA con u par le groupe de physique solaire de la NASA au d but des ann es 1980 pour le traitement des donn es du satellite Solar Maximum Mission Goddard N Kg ed R N CE k A PSZ 7 Space Flight Center Washington C est un langage tr s concis qui manipule des images 2D ou 3D aussi simplement que des scalaires L application d velopp e avec ce langage fonctionne sous Windows XP et Windows 7 condition de disposer de quelques outils de base qui sont le logiciel ENVI 4 7 ainsi que d IDL 7 1 http www ttvis com une m moire vive sup rieure ou gale 1 GO d avoir une configuration graphique d au moins 800x600 pixels Le programme poss de deux modes de fonctionnement qui sont le mode avec archive 1 e bas sur des donn es de pluies journali res archiv es en m moire depuis 2003 le mode temps r el b
34. ombre de pluies significatives Pour les Culex dest possible de conna tre le nombre de mares productives et la densit maximale sur la saison par exemple L affichage de l volution de la densit de moustiques d une mare se fait de la m me mani re que les autres visualisations Enfin la derni re fonctionnalit propos e par l application est la production des cartes d al a Soit le menu suivant Se deer de ger de er e er de er ke ler de er e der de ier e iere er e er de er e der ka ge e er ke ge e ye u der ke ke de ger e ler de ger e er ke ger ke se kee e er de ge Production Carte ZPOM kkk kk k kk k k k Kk k kr c kk k L Cholx du vecteur i 2 D marrer la production des cartes li 3 Visualiser cartes 4 Retour S Votre choix svp es kok es RER RER de KOK Se de der de e se se sk se e Se de ee eler ZZ La production des cartes est directement li e au choix du vecteur Si c est l esp ce Culex poicilipes qui est activ e alors 1l y aura production mensuelle des cartes d al a si le cumul des pluies atteint le seuil fix crit re essentiel pour la production de Culex D autre part si c est l esp ce Aedes alors il y aura production journali re de cartes La p riode de production sera fix e par les variables DEB ZPOM et FIN ZPOM pour le mode ZPOM avec archive Pour le mode temps r el la production se fait s il y a d clenchement de l agressivit d un des v
35. pluie moyenne d environ 20mm De plus le nombre de moustiques est nul si l v nement de pluie est sup rieur 50mm Pour tenir compte de la surface des mares il y a pond ration de ces coefficients suivant la taille de la mare petite grande moyenne etc et en partant du principe qu une variation de surface due une pluie donn e n a pas le m me effet en terme de surface inond e selon la taille de la mare C Culex Les Culex contrairement aux Aedes font leur apparition au milieu de la saison des pluies Il faut qu il y ait de la v g tation sur les mares La dynamique de remplissage et de vidange des mares ne change pas Pour pr voir le d but de production des Culex j a1 men une tude statistique sur des donn es terrains de captures 2005 2006 2007 2008 et je me suis appuy sur un article de 2006 Ba amp al 8 Gr ce cette tude nous avons pu faire une hypoth se sur le d clenchement et la dur e de l agressivit Pour cela j ai utilis un test du Khi deux et les deux hypoth ses faites ont t accept es avec une erreur de 0 1 L tude statistique montre que il y a d clenchement de l al a lorsqu il y a un mois pluvieux d au moins 80mm l agressivit est pr sente sur trois mois le pic d agressivit se trouve au second mois Ainsi la densit se calcule en fonction de la surface de la mare du pourcentage de v g tation e e 2 3 r de la mare et des coefficients d agressi
36. py 00y a 009 09y 099 009 009 099 099 009 Figure 2 Nombre de moustiques captur s en fonction de la distance la mare Ces moustiques ont une dur e de vie de quelques semaines Les Aedes pondent leurs ufs sur le bord des mares C est eux qui sont impliqu s dans l initiation du cycle de la maladie Afin d clore les ufs ont besoin d une p riode d environ 7 jours sans pluie puis d une remise en eau 3 Ils peuvent clore la saison des pluies suivante s il n y a pas eu immersion Une autre tude entomologique 4 montre qu il suffit de 4 jours apr s une pluie efficace pour avoir le premier pic d agressivit i e un nombre important de moustiques femelles susceptibles de piquer voir figure 3 D autre part les Culex eux jouent un r le d amplification de la maladie Ils pondent leurs ufs directement la surface des mares Cependant ces ufs ne supportent pas la s cheresse et d pendent donc de l existence de la mare 1 Les Culex font donc leur apparition au milieu de la saison des pluies quand les mares sont pleines voir figure 3 En p riode de s cheresse les mares sont vides et donc ne produisent pas de moustiques Il peut se produire des pr cipitations importantes en fin de saison des pluies ce qui entra ne souvent une prolif ration et amplification de la maladie 5 Cependant d autres facteurs viennent contribuer la propagation de cette maladie Il faut savoir q
37. r l impact du climat sur la pr vision du risque diff rentes chelles pr vision saisonni re variabilit interannuelle et basse fr quence changement climatique Produire et diffuser aux utilisateurs des cartes de risque pour une meilleure gestion de la sant animale et du pastoralisme en vue d une strat gie d adaptation UL Pr requis Depuis 2000 des travaux sont men s par des quipes pluridisciplinaires afin de comprendre les m canismes d mergence et de r mergence de la fi vre de la vall e du Rift Nous allons d crire dans cette partie les facteurs d clenchant de cette maladie L approche de tele pid miologie a permis de faire des avanc es consid rables dans la compr hension de ces m canismes A Fi vre de la vall e du Rift L approche cit e ci dessus a t appliqu la fi vre de la vall e du Rift dans la bande du Sahel plus exactement dans la r gion du Ferlo au S n gal C est une maladie infectieuse virale arbovirose commune aux animaux et aux hommes Les sympt mes de cette maladie chez les animaux sont l avortement et la forte mortalit des nouveaux n s et chez l homme des effets proche de la grippe des fi vres h morragiques des enc phalites ou des probl mes oculaires Suite l pid mie de FVR survenue au S n gal et en Mauritanie en 1987 un programme de surveillance active animale et entomologique a t mis en place dans plusieurs zones biog ographiques du S
38. revue tous les pixels de la classification et affecter au pixel central de l l ment structurant la classe la plus repr sent e Labellisation des diff rentes mares pour cela nous passons d un format raster en un format vecteur ce qui nous permet de r cup rer tous les polygones repr sentant les mares soit des ROI Region Of Interest et gr ce une fonction d ENVI nous pouvons cr er une image partir de ces ROI o les pixels de chaque mare sont index s par un num ro de classe A partir de cette labellisation nous pouvons sortir des statiques comme le nombre de mares la surface de chacune des mares Par exemple pour le 26 ao t 2003 il y avait 1354 mares repr sentant environ 1 de la dans la zone d tude et la taille moyenne des mares tant d environ 1 2ha L image du 26 ao t 2003 apr s de fortes pr cipitations nous a fournis la surface maximale de chaque mare De ce fait la d tection des mares localisation et surface maximale pour les images suivantes se base sur cette image de r f rence Il faut remarquer que lorsque les mares commencent s cher une m me mare peut se diviser en deux et donc nous pouvons d tecter deux mares distinctes Il faut donc se recaler sur l image du 26 ao t ce qui est effectu par le programme que J al r alis Figure 9 Surface d tect e au 26 ao t 2003 sur la zone d tude 43x46km V Mod lisation du comportement des vecteurs A Dynamique des mares
39. rgence de la fi vre de la vall e du Rift dans le Ferlo au S n gal La compr hension de ces m canismes a permis de mettre au point une approche m thodologique int gr e Nous avons donc mod lis des processus int grant les m canismes reliant pluviom trie pr sence et agressivit des vecteurs donn es in situ coupl s de l imagerie satellitaire Nous avons pu automatiser tous ces processus dans une cha ne de traitements Cette automatisation s est traduite par l impl mentation d un syst me d alerte pr coce cod en IDL Gr ce ce syst me nous suivons actuellement en temps r el TRMM la saison des pluies 2010 Nous int grons pour la premi re fois dans le mod le l al a Culex et d livrons tous les jours des bulletins d information aux organismes partenaires du projet AdaptFVR au S n gal Le travail que nous avons effectu doit par la suite tre compar avec les donn es terrain recueillis captures moustiques hydrologie des mares images satellites de la zone s rologie sur le b tail pour nous permettre de valider ou de corriger certains coefficients ou hypoth ses du mod le Cette approche conceptuelle est pr vue pour tre appliqu e d autres maladies infectieuses dans d autres lieux pr sentant des conditions climato environnementales diff rentes Certaines tudes sont d j en cours comme le paludisme urbain Puerto Iguazu Argentine Dakar S n gal le paludisme rural
40. s afficher la zone d tude Y N R ponse svp y Figure 16 Zone d limit e Dans un deuxi me temps il est possible pour l utilisateur de visualiser les donn es pluviom triques mais aussi les v nements pluviom triques sur lesquels le syst me se base pour faire fonctionner la dynamique des mares D o la mise en place d un syst me d analyse des donn es pluviom triques Ce syst me se pr sente de la mani re suivante 22 lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k Ak k lt k k lt lt k lt lt k lt lt k lt Ak lt lt X lt lt X kk x x kk Analyse distribution des pluies xX ze ee ege ek e de ge sk kk Ze dk iere ed Ze ke d ske de ek de ge 1l Afficher distribution des pluies sur la saison 2 Afficher les v nements pluviom triques sur la saison 3 Rechercher un v nement pluviom trique x 4A Statistiques 5 Gestion de la base de donn es 6 Informaticons J Retour Votre choix svp 1 KKKKKKKKKKKKKKKEKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKEXKEXK EX EX EX ke ski kk X Se X x Se L affichage se traduit par l apparition d une fen tre graphique totalement g r par IDL Il est possible d avoir des statistiques sur les donn es trait es nombre d v nements de pluie pr cipitation maximale durant la saison cumul des pluies sur la saison Soit un exemple d affichage
41. sier nomm Simulation contenant tous les dossiers n cessaires au bon fonctionnement du programme La zone d tude correspond l image de d tection des mares vue dans la partie outils et concept 20 A Module ZPOM avec archive lt k lt k k lt lt k lt lt k lt lt k lt k k lt k k lt k k lt k k lt k k lt k k lt lt k lt lt k lt lt k lt Ak k lt X lt lt x kk x lt x x x lt S Menu 8 Ze kk 1 R glages param tres 2 Analyse de la distribution des pluies S 3 Analyse de la dynamique des surfaces S 4 Analyse des densit s de moustiques a 5 G n ration des cartes d al a 6 Retour e x x X X Votre choix svp Le module ZPOM avec archive permet d analyser tous les m canismes du mod le conceptuel Dans un premier temps 1l permet de modifier les param tres par d faut du mod le Pour cela il suffit d entrer la valeur correspondante Soit le menu suivant lt lt k lt k k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k lt lt k Ak k lt lt k lt k k lt lt k lt lt k lt lt x xk lt xk lt lt x lt Ak lt lt Ak x x x lt R glage des param tres du mod le w lt K Kx x x x xk k xk k k x x x x x x x x x x lt x lt lt lt lt lt lt lt lt 1 Afficher la configuration actuelle 2 Coefficient de vidange vaporation 3 Coefficients de l quation radar remplissage des mares 4 Ann
42. tation des mares du 26 ao t 2003 Precipitotiontmm Mare 477 data Pluie significative Fresipitotion mm Densite M ustique Z pixel Figure 21 Analyse de la densit d Aedes pour la mare 477 Barkedji 30 Comme nous pouvons le voir le graphique ci dessus permet d avoir une vision globale de ce qui se passe l chelle d une mare donn e Apr s cette tape de v rification il est possible de lancer la production des cartes Cependant en mode temps r el la production des cartes se fait sur une p riode de 16 jours par rapport la date de fonctionnement correspondant la p riode d agressivit des Aedes Pour les Culex il y a production de cartes mensuelles Il est noter que si la densit est nulle il n y a pas de production de cartes d al as Soit les cartes produites au 3 ao t 2010 jusqu au 18 ao t 2010 31 Zone d tude de 15km par 15km centr e autour de la mare de Barkedji Le code couleur t donn plus haut dans la partie production des cartes ZPOM Il y a une superposition des contours des mares Il n y a pas de cartes d al as le 3 aout le 16 le 17 et 18 aout Figure 22 Evolution des ZPOM entre le 3 ao t 2010 et le 18 ao t 2010 Le syst me d velopp permet donc de pr dire l al a d Aedes sur 16 jours En ce qui concerne les Culex le syst me est capable de fournir des cartes de pr visions mensuelles sur 3 mois suivant le d clenchement de l agressivit d
43. tiques de base comme la densit maximale moustiques par pixel ou encore le nombre de mares productives en Culex etc Cette fonction d pend directement de la fonction pr c dente car elle prend en entr e la surface de chaque mare sur la zone Une fonction de production des cartes des zones potentiellement occup es par les moustiques ZPOM elle permet la s lection d un genre de moustiques puis la production et la visualisation de ces cartes Elle prend en entr e la densit de moustiques de chaque mare L application se pr sente de la mani re suivante quand elle est ex cut e Une pluie efficace est un v nement pluviom trique qui d clenche une agressivit Aedes i e une pluie qui intervient apr s une p riode de s cheresse de 7 jours ou bien une pluie qui fait augmenter le niveau de la mare significativement depuis la derni re agressivit Information Programme POM Copyright CH CNES L objectif de ce programme est de Fournir des cartes dalea environnemental concernant FYR Ce programme integre les mecanismes reliant pluviometrie presence des gites larvaires et agressivit des vecteurs Figure 14 Objectif du programme En appuyant sur le bouton OK il y une recherche du r pertoire de travail Simulation Rechercher un dossier S lectionner le r pertoire de travail differenciation_globale O ima mares 8 2 mares individualisees ES J CH classif O code C2 Figure O
44. trer la valeur 5 19 Entrer la valeur 5 73 28 Action 4 Une notification pr venant l utilisateur d un risque d agressivit des vecteurs Il est possible avec le syst me de visualiser les p riodes d agressivit avant de lancer la production des cartes d al as Il suffit pour cela de se rendre dans la partie Analyse Densit Moustique gt de choisir le vecteur d sir et ensuite de suivre l volution de la densit pour une mare donn e voir figure 21 Soit l encha nement suivant lt k K lt k lt lt k lt Ak lt lt k lt lt k lt lt k x lt k x K k x lt k lt lt k lt lt Ak lt k Ak k x Ak lt lt Ak lt x Ak x xk x x x x x lt Analyse Densit Moustiques w lt lt x x x x x x x x x x x lt lt lt x x x x x x x x x Choix du vecteur 2 Afficher l volution de densit d une mare 3 Statistiques b 4 Retour i Votre choix svp Votre choix svp 1 w K lt K Kx x x x k xk k xk k x x x x x x x x x x lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt lt k k k k k k k k x x X X X X x x x x x x x x x x x x x 1 Culex poicilipes P x 2 Aedex vexans S x Votre choix svp 2 kk x K x x lt
45. u vecteur Ce syst me rentre dans une phase d exp rimentation d un syst me d alerte pr coce fonctionnant en temps r el Gr ce l impl mentation de ce syst me nous suivons actuellement la saison des pluies 2010 Afin d am liorer le mod le et de valider les cartes produites des donn es pluridisciplinaires entomologiques hydrauliques m t orologiques sont collect es pendant la saison des pluies 2010 sur le terrain au S n gal Les r sultats du mod le sont fournis tous les 15 jours tous les partenaires sous la forme d un bulletin d information voir figure 23 32 cnes EST HETES GIG Seite e D f METEO FRANCE Qomos INSTITUT PASTEUR Toujours un temps d avance DIREL DSY Projet AdaptFVR Bulletin d information DITION 1 NUMERG 1 JUILLET 2010 Sora rara L objectif du buhatin m Les gonna as de Z Evedutian de Ja surace L objectif du bulletin des Mares SS S EEN La mise en eau des mares s est effectu e le mardi 29 juin d apr s les pr cipitations enregistr es n Agressivit par TRMM nous vous proposons donc un premier bulletin d information Son objectif premier est de pr senter et fournir les r sultats du mod le d velopp dans le cadre de la production de cartes at d al a environnemental Les informations fournies par le mod le sont les suivantes pr sence gt L volution de la pluviorm tnie durant la saison des gt L volution de la dynamique
46. ue lors de la transhumance 1 e lorsqu il y a migration du b tail il peut y avoir contamination et donc transport du virus sur un long trajet 6 Les mares sont consid r es comme un d terminant pid miologique C est pourquoi la d tection de ces mares ainsi que leur positionnement l aide d images satellites va permettre d aider comprendre caract riser et surveiller la FVR RVF vectors and pond dynamic on pr A D lt LL n on H lt D n on Lu an S lt eges viruse Figure 3 Courbe d agressivit des Aedes gauche dynamique des mares et vecteurs de la FVR droite IV Outils et concept Comme nous l avons vu la pr sence des vecteurs responsables de la FVR sont li s directement la dynamique des mares La d tection de ces mares ainsi que la mod lisation de leurs volutions sont donc des tapes indispensables A Images SPOT 5 Dans le cadre de cette tude il y a une utilisation des images multispectrales du satellite SPOT 5 10m de r solution et de niveau 2A 1 e correction radiom trique et correction g om trique effectu es dans la projection cartographique non standard plate carr e sans prise de points d appui Les bandes spectrales misent en jeu sont les suivantes XSI Vert bande spectrale de 0 5 0 59um XS2 Rouge bande spectrale de 0 61 0 68um XS3 Proche Infrarouge bande spectrale de 0 78 0 89um XS4 Moyen Infrarouge bande spectrale d
47. vit mesur s L al a de Culex n est pas aussi fine que pour l Aedes la densit n est pas journali re mais mensuelle gt L embryogen se de l Aedes il faut que les ufs aient une p riode de s cheresse d environ 7 jours puis d une remise en eau pour pouvoir clore Ces coefficients ont t mesur s pour la mare de Niakha consid r e par les experts comme une mare de r f rence pour la production des Culex D apr s des dires d experts nous n avons gard que les mares ayant une couverture en v g tation sup rieure 50 par rapport la surface totale de la mare Nous rappelons que le mod le prend en entr e deux images une image de d tection de la surface maximale par d faut celle du 26 aout 2003 une image class e v g tation turbidit eau libre VI Production de cartes dynamiques des Zones Potentiellement Occup es par les Moustiques ZPOM En tenant compte de l hydrologie des mares ainsi que du comportement des deux vecteurs il est possible de calculer une densit de moustiques en chaque pixel de la zone Le calcul de la densit est diff rent selon le vecteur consid r A Exemple des Aedes Au final il y a production de cartes journali res des zones potentiellement occup es par les Aedes C est en fait des images o le compte num rique de chaque pixel repr sente le nombre de moustiques produit par les diff rentes mares 9 lpixel tant quivalent 100m 2 Pour
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