L’image de droite montre une école primaire avec une garderie l’après-midi (8 classes, 19 élèves chacune, 16 enseignants + membres de la famille respectifs). L’image de droite montre une école secondaire typique (28 classes de 24 élèves chacune, 70 enseignants + membres des familles respectives). Crédit : Les auteurs de l’étude
Développé pendant la pandémie en cours, mais adaptable à des besoins différents : Des scientifiques autrichiens développent un modèle de simulation pour maintenir les écoles ouvertes en toute sécurité pendant une pandémie.
Il y a un an, le monde entier a débattu de la question suivante : est-il irresponsable d’envoyer les enfants à l’école pendant une pandémie, ou existe-t-il des mesures permettant de prévenir les bouffées de chaleur si efficacement que les écoles peuvent rester ouvertes (ou rouvrir) ?
Une équipe de recherche du Complexity Science Hub Vienna (CSH) a voulu en avoir le cœur net. Jana Lasser, qui travaillait alors dans l’équipe de Peter Klimek au CSH et à MedUni Vienna et qui est aujourd’hui scientifique à l’Université de technologie de Graz, a développé un modèle de simulation d’école qui montre comment et avec quelle probabilité le virus se propage dans différents contextes scolaires. Le modèle permet également de calculer l’efficacité des (faisceaux de) mesures contre la propagation du virus.
Pour cette étude publiée dans le numéro actuel de Nature Communications, l’équipe du CSH a ajouté les propriétés de la variante delta, qui était prédominante en Autriche avant Noël. “Cependant, nous pouvons adapter notre modèle à tout moment et simuler une grande variété d’autres scénarios”, a déclaré la scientifique spécialiste de la complexité Jana Lasser, premier auteur de l’article.
L’équipe de recherche a développé et calibré son “outil scolaire” à l’aide de données sur 616 amas de couronne qui s’étaient produits dans des écoles autrichiennes à l’automne 2020. Les données anonymisées ont été fournies par l’Agence autrichienne pour la santé et la sécurité alimentaire (AGES).
Pour avoir une idée des mesures qui pourraient être mises en œuvre de manière réaliste dans les écoles, les chercheurs ont également mené plusieurs entretiens avec des directeurs d’école et des enseignants.
La multitude de possibilités rend l’entreprise complexe
Tout d’abord, les scientifiques ont défini différents types d’écoles : Combien de classes compte une école, quelle est la taille des classes, combien d’enseignants sont présents dans l’école, etc. “Dans notre modèle, nous distinguons les écoles primaires avec ou sans garderie de l’après-midi, les écoles secondaires inférieures avec ou sans garderie de l’après-midi, les écoles secondaires supérieures, ou les écoles secondaires avec des enfants de 10 à 18 ans environ”, a déclaré Lasser.
Ces écoles virtuelles peuvent prendre différentes mesures pour prévenir les clusters si possible. Ces mesures comprennent : le port de masques, une ventilation intensive fréquente des salles de classe, des tests réguliers pour les enfants et les enseignants, et la réduction de la taille des classes. Les scientifiques ont également simulé différents taux de vaccination parmi les enseignants et les enfants.
Tout est dans le mélange
Un résultat de ces travaux : les mesures doivent être adaptées aux différents types d’écoles. “Les écoles secondaires ont tendance à être plus grandes, avec plus d’enfants dans les classes et des enseignants qui changent, donc il y a beaucoup plus de possibilités de propagation de l’infection. La visualisation en ligne que nous avons également développée montre bien comment une infection se propage dans une école”, explique M. Lasser. Cette probabilité plus élevée de contagion dans les grandes écoles signifie qu’elles doivent mettre en œuvre davantage de mesures que les écoles élémentaires.
Sur la base de la variante delta, et étant donné que 80 % des enseignants sont vaccinés, le modèle montre que les écoles primaires et secondaires inférieures peuvent maintenir le taux de reproduction R en dessous de 1 (c’est-à-dire qu’une personne malade infecte moins d’une autre personne en moyenne) grâce à la ventilation des classes, au port de masques et à la réduction de la taille des classes, même lorsque les enfants ne sont pas vaccinés. Dans tous les autres types d’écoles, les mêmes mesures peuvent contribuer à maintenir R
Dans les grandes écoles, les tests devraient également porter sur les enseignants en tant que source possible d’infection, car ils ont beaucoup plus de contacts au cours de la journée et peuvent transporter le virus dans différentes classes, soulignent les chercheurs.
“Nous voyons clairement l’efficacité du modèle dit du fromage suisse”, a expliqué le spécialiste de la complexité Peter Klimek (CSH & ; MedUni Vienna). “Aucune mesure ne peut à elle seule protéger à cent pour cent, mais avec plusieurs mesures combinées, la protection augmente considérablement.”
“En outre, la mise en œuvre correcte des mesures est l’alpha et l’oméga”, poursuit Klimek. “Même un petit écart – par exemple, si les classes sont ventilées moins fréquemment ou si tous les enfants ne sont pas testés – suffit à faire croître la taille des grappes de manière exponentielle.”
De tous les individus(à l’exception de la vaccination), la ventilation des salles de classe est la plus efficace pour prévenir un regroupement – à condition que les fenêtres soient ouvertes en conséquence pendant cinq minutes toutes les 45 minutes. Le dépistage deux à trois fois par semaine est également très efficace ; pour leur étude, les scientifiques ont modélisé le dépistage par antigène.
Omicron change les règles du jeu
Et qu’en est-il de la variante Omicron, beaucoup plus contagieuse ? “À l’occasion de la publication de notre article, j’ai voulu vérifier cela aussi”, a déclaré Jana Lasser. “Mes résultats, même s’ils n’ont bien sûr pas encore fait l’objet d’un examen par les pairs, montrent qu’en raison de la contagiosité beaucoup plus élevée d’Omicron, nous avons besoin de toutes les mesures disponibles dans tous les types d’écoles pour prévenir les épidémies plus importantes. Seules les écoles primaires peuvent omettre une mesure, comme le dédoublement des classes.”
Pour ceux qui veulent faire leurs propres calculs, les codes peuvent être téléchargés gratuitement sur le web. “Les bons codeurs pourraient même adapter le modèle à leurs propres besoins. Les chiffres pertinents, tels que l’infectiosité d’une maladie, le nombre de classes, d’enfants et d’enseignants, ou les mesures individuelles pour empêcher la propagation de la maladie, peuvent tous être ajustés”, explique Peter Klimek.
Jana Lasser souligne également la valeur d’une visualisation bien faite du modèle comme aide pour les parents, les enfants, les responsables d’école ou les autorités. “Il est toujours impressionnant de voir à quelle vitesse un virus se propage dans un groupe, et comment la dynamique de l’infection change lorsque des mesures uniques ou multiples sont introduites. De bonnes visualisations pourraient avoir un grand effet de persuasion”, conclut-elle.
La visualisation développée par le CSH https://vis.csh.ac.at/covid-schools/ a été publiée il y a un an, montrant la variante Alpha.
Référence : “Évaluation de l’impact de SRAS-CoV-2 prevention measures in Austrian schools using agent-based simulations and cluster tracing data” par Jana Lasser, Johannes Sorger, Lukas Richter, Stefan Thurner, Daniela Schmid et Peter Klimek, 27 janvier 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-28170-6
Le premier auteur, Jana Lasser, était post-doc au Complexity Science Hub Vienna (CSH) et à l’Université de médecine de Vienne lorsqu’elle a commencé à construire le modèle. Elle a continué à travailler sur ce document après avoir déménagé à l’Université de technologie de Graz.
Financement : Agence autrichienne de promotion des sciences FFG, Fonds pour la science et la technologie de Vienne WWTF, Medizinisch- Wissenschaftlichen Fonds des Bürgermeisters der Bundeshauptstadt Wien.
