Chaque problème a une solution. Un problème sans solution est un problème mal posé”, disait Albert Einstein, père de la relativité générale. Et si la gestion de la pandémie était abordée comme un problème mathématique, auquel il faut répondre par une série de calculs ? Diaspora a posé la question à Rachid Guerraoui, professeur à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne : comment les algorithmes peuvent aider à la prise de décision face au Covid ?

Membre de la Commission spéciale sur le modèle de développement (CSMD) au Maroc, l’informaticien est aussi connu pour ses contributions à l’internationale dans les domaines de la programmation concurrente et du calcul distribué.

Un algorithme est une recette de calculs

Un algorithme c’est comme une recette, pas comme une recette de cuisine, mais comme une recette de calculs pour résoudre un problème donné, explique Rachid Guerraoui. Par exemple, résoudre une addition, c’est ajouter un nombre à un autre, en les posant les uns sous les autres, en additionnant les chiffres de droite, en retenant et ajoutant aux suivants. Un algorithme, en fait, c’est une suite définie de ce genre d’opérations pour résoudre un problème, plus ou moins complexe, ou encore la traduction informatique d’une réflexion autour d’un problème donné.  

Parmi les algorithmes, certains sont particulièrement intéressants dans le contexte pandémique : on les appelle les algorithmes épidémiques.

Selon Rachid Guerraoui, les algorithmes peuvent ainsi aider à définir les meilleures stratégies de confinement, parce que la capacité hospitalière est un simple paramètre pour ces algorithmes, au même titre que d’autres paramètres comme la rapidité de la dissémination du virus ou la topologie d’un réseau de rencontres. Ainsi, la meilleure stratégie pour combattre la pandémie dépend de la capacité hospitalière de chaque pays. Un pays qui a une capacité hospitalière suffisante peut adopter une stratégie moins contraignante.

Car dans ces recettes que sont les algorithmes, les ingrédients sont ce que Rachid Guerraoui appelle le “gossip”, la transmission de message, un peu comme une rumeur qui se rependrait entre des machines. L’ingrédient, c’est de diffuser le message comme un virus. Ces algorithmes épidémiques ont d’ailleurs été inspirés par la transmission de virus, dit l’informaticien, et même de la nature de manière plus générale. Ils vont diffuser un message à un grand nombre de machines, très rapidement et à grande échelle.

Pour mieux comprendre, Rachid Guerraoui donne l’exemple d’une personne X qui achète un livre chez Amazon. L’information de cet achat va être diffusée très rapidement à un ensemble d’ordinateurs dans le cloud d’Amazon. La manière de diffuser cette information est épidémique, basée sur le principe de diffusion d’un virus. L’information que X a acheté un livre chez Amazon va se propager pour que le serveur le plus proche de cette personne reçoive rapidement l’information pour livrer X. Dans le cadre du gossip de l’information, un tweet de Donald Trump va être diffusé de manière épidémique, ou virale, à un grand nombre de machines, et va être vu par un maximum de personnes.

De la biologie à l’informatique et vice versa

“Pendant longtemps, nos connaissances en biologie nous ont permis de faire des algorithmes. Maintenant, nous avons pu avancer dans l’étude de ces algorithmes dans le monde informatique, pour ensuite les utiliser dans le monde biologique”, explique Rachid Guerraoui. Il poursuit : “Concrètement, nous avons constaté que parfois l’information était ralentie, voire stoppée quand des machines tombaient en panne sur le chemin pour atteindre d’autres machines. Et l’information ne pouvait pas se transmettre vite.”

“Dans l’autre sens, notre apprentissage du monde de l’informatique peut être adapté au monde biologique en faisant des stratégies de clusters de personnes, par exemple. Les applications du type StopCovid permettent de connaître qui a été en contact avec une personne atteinte ou un cluster et suggérer une quarantaine aux personnes concernées”, décrit-il encore.

“Faire tomber en panne un ordinateur, c’est comme dire à quelqu’un de s’isoler”

Les algorithmes épidémiques permettent ainsi d’élaborer des stratégies méthodiques pour délimiter des sous-ensembles et éviter la dissémination de l’épidémie, ou en tout cas la ralentir. En période de pandémie de coronavirus comme le connaissons actuellement, cela se traduit par la modélisation de la propagation du virus sur ordinateur pour ensuite remonter à une région donnée et recommander qu’il ne faut pas de rassemblement de plus de 6 ou 10 personnes.

C’est en cela que les algorithmes peuvent aider dans la prise de décisions politiques pour la gestion d’une pandémie. Ainsi, pour reprendre l’exemple d’Amazon, l’objectif est que l’information se propage rapidement, même si des ordinateurs peuvent tomber en panne. C’est la notion d’“adversaire”. Il s’agit d’une notion abstraite signifiant que certains ordinateurs peuvent tomber en panne et retarder le message. Amazon veut que l’information se propage malgré l’adversaire, c’est-à-dire malgré un environnement hostile, détaille Rachid Guerraoui.

Dans le monde de la pandémie, c’est l’inverse. “L’adversaire devient l’allié, l’objectif souhaité. Faire tomber en panne un ordinateur, c’est comme dire à quelqu’un de s’isoler et de rester en quarantaine. Ou interdire les réunions à plus de 10 personnes. Ou décider d’un confinement”, compare Rachid Guerraoui.