diff --git a/covid/01_covid.md b/covid/01_covid.md index 30233632278abce6e917cf83018478b03479e70b..649157ef32e7ef01c07b4461bebf2f2edffed4bc 100644 --- a/covid/01_covid.md +++ b/covid/01_covid.md @@ -92,6 +92,64 @@ La transition $S\rightarrow I$ est décrite par le taux de transmission de la ma De même la transition $I\rightarrow R$ est donnée par $\lambda=1/d$, le taux de guérison (ou de mort) qui est simplement l'inverse du temps nécessaire à la guérison (ou à la mort). +A présent, nous pouvons écrire les équations différentielles +régissant l'évolution de $S(t)$, $I(t)$ et $R(t)$. + +Le nombre d'individus susceptible d'attraper la maladie +va décroître proportionnellement au taux de transmission de la maladie multiplié par la fraction du nombre d'individus susceptible de l'attraper sur leur nombre total +$$ +S'(t)=-\frac{\beta I(t)\cdot S(t)}{N}, +$$ +où $N=I(t)+S(t)+R(t)$ est la population totale (c'est une constante). Étant donné qu'il n'y a pas d'individus sains +injectés dans le système il n'y a pas de façon de faire croître $S(t)$. + +Le nombre de personnes guéries va croître proportionnellement +au nombre de personnes infectées +$$ +R'(t)=\lambda I(t). +$$ + +Finalement, le nombre de personnes infectieuses va croître exactement du +même nombre que le nombre de personne saine ayant attrapé la maladie, et décroître du nombre de personne guéries +$$ +I'(t)=\frac{\beta I(t)\cdot S(t)}{N} - \lambda I(t). +$$ + +Nous avons donc un système d'équations différentielles. +\begin{align*} +S'(t)&=-\frac{\beta I(t)\cdot S(t)}{N},\\ +I'(t)&=\frac{\beta I(t)\cdot S(t)}{N} - \lambda I(t),\\ +R'(t)&=\lambda I(t). +\end{align*} + +La dynamique de ce système est pilotée par $R_0$, +le taux de reproduction de base qui est donné par le rapport du taux de transmission de la maladie avec le taux de guérison +$$ +R_0=\frac{\beta}{\lambda}. +$$ + +Ce système d'équations est **non-linéaire** mais possède une solution analytique. Nous n'allons pas nous intéresser à sa résolution analytique, mais plutôt le résoudre numériquement. + +En nous rappelant que la définition de $f'(t)$ est +$$ +f'(t)=\lim_{t\rightarrow 0}\frac{f(t+\delta t) - f(t)}{\delta t}, +$$ +on voit qu'on peut approximer $f'(t)$ par +$$ +f'(t)\cong \frac{f(t+\delta t)-f(t)}{\delta t}. +$$ +Il vient que le système d'équations ci-dessus peut se réécrire +\begin{align} +S(t+\delta t)&=S(t)-\frac{\delta t\beta I(t)\cdot S(t)}{N},\\ +I(t+\delta t)&=I(t)+\delta t\left(\frac{\beta I(t)\cdot S(t)}{N} - \lambda I(t)\right),\\ +R(t+\delta t)&=R(t)+\delta t\lambda I(t). +\end{align} +A l'aide de ces équations on peut calculer *itérativement* +la valeur de $S, I, R$ de ces valeurs pour un $t$ donné en partant d'une condition initiale $S(0)$, $I(0)$, et $R(0)$. + + + +