Impact of environmental factors variation on transmission of infectious diseases: case study of malaria and cholera,
Impact des variations environnementales sur la transmission des maladies infectieuses: cas du choléra et du paludisme
Résumé
The research presented in the thesis is focused on the analysis of the influence of environmental factors on the transmission of malaria and cholera. The mathematical models developed in this thesis incorporate the mathematical models of the intra-annual variation of environmental factors to the existing mathematical models of these diseases studied. Malaria is a vector-borne disease caused by plasmodium; it is transmitted to humans by bites of anopheline mosquitoes. Transmission of malaria is influenced by the variability of climatic factors. The seasonality of malaria incidence is therefore due to climatic factors (rainfall and temperature).
Cholera is a bacterial disease, its transmission is strongly influenced by environmental factors and some socio-economic factors such as hygiene standards and nutrition of the population.
This thesis is devoted to the modelling of the impact of environmental factors and human behaviour on the transmission of cholera and malaria. To establish the assessment of environmental factors on the transmission of these infectious diseases, we examine the variation of prevalence of diseases according to season. Taking into account the effect of the intra-annual variation of climatic factors on the transmission of cholera and malaria, a non-autonomous ordinary differential equations are proposed to describe the dynamics of the transmission of cholera and malaria. When the intra-annual variation of climate is not incorporated into the model, the latter becomes autonomous. The basic reproductive number is calculated and the stabilities of equilibria are investigated. In the non-autonomous case, the disease extinction and uniform persistence of each disease are investigated.
The results suggest that the transmission of malaria and cholera can be affected by climatic factors, the proportion of the undernourished individuals and the proportion of the people who respect the hygiene standards.
Finally, some numerical simulations are carried out to illustrate the evolution of transmission of each disease according to the different environmental factors.
L'objectif de cette thèse est d'analyser l'influence des facteurs environnementaux sur la transmission du paludisme et du choléra. Pour mieux aborder cette thématique, nous effectuons au préalable une revue de la littérature afin de présenter les différents modèles décrivant la dynamique de transmission de ces deux maladies.
Le paludisme est une maladie à transmission vectorielle due à un parasite du genre Plasmodium. Le parasite est transmis d'un individu infecté à un individu sain par piqûre de moustique, l'anophèle femelle. La transmission du paludisme est influencée par les facteurs climatiques (température et précipitations) à cause du rôle joué par ces facteurs sur le cycle de vie de l'anophèle femelle. Quant au choléra, c'est une maladie hydrique causée par une bactérie, le vibrion cholérique. Cette bactérie se développe de préférence dans les milieux aqueux basiques et chauds. La transmission de cette maladie dépend des facteurs écologiques, climatiques et même des facteurs socio-économiques.
Pour atteindre les objectifs de cette thèse, nous analysons dans un premier temps l'influence des facteurs climatiques sur la transmission de chacune des maladies infectieuses à modéliser.
Ensuite nous proposons des modèles mathématiques décrivant les variations intra-annuelles des facteurs climatiques. A partir de ces modèles, nous définissons ainsi les paramètres démographiques de la population des moustiques et des vibrions cholériques. Enfin nous proposons un modèle non-autonome décrivant la dynamique de transmission du choléra et un modèle non-autonome avec retards pour décrire la dynamique de transmission du paludisme.
Nous utilisons les méthodes classiques connues en épidémiologie pour étudier le comportement asymptotique des solutions des systèmes d'équations différentielles ordinaires dans le cas autonome. Dans le cas non-autonome, nous utilisons la méthode de fluctuation pour établir la condition d'extinction de la maladie. La notion de persistance nous permet de déterminer les conditions qui favorisent l'existence permanente de la maladie dans une population.
Nous proposons des simulations numériques pour illustrer l'influence des facteurs climatiques et socio-économiques sur la transmission du paludisme et du choléra.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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