La technologie au temps du coronavirus

Du low-tech au high-tech

De nombreuses technologies ont été mises en lumière durant la fulgurante épidémie de Covid-19, notamment à partir de la période de confinement qui a débuté mi-mars en France. Ce sont d’abord des technologies très simples – voire low-tech –, déjà largement utilisées dans le milieu hospitalier, qui ont été mises en œuvre : des masques (chirurgicaux, FFP2…), du gel hydroalcoolique, du savon. D’une sophistication supérieure, les respirateurs ont occupé une place prépondérante dans l’assistance des malades, notamment au pic de l’épidémie où, dans bien des pays, ces équipements ont manqué. Très vite, les fablabs du monde entier se sont mobilisés pour proposer leurs services. À leur tour, certains industriels ont redirigé leur production vers la fabrication de masques ou de respirateurs. Puis les innovations les plus diverses ont fait leur apparition. Des intelligences artificielles au service de la modélisation ou la création d’un vaccin, des robots à foison – dont l’utilité véritable est toutefois sujette à discussion –, et enfin des applications numériques, dont l’intérêt et le risque font toujours débat.

« Makers » : une mobilisation sans précédent !

Du simple particulier propriétaire d’une imprimante 3D aux fablabs disposant d’équipements sophistiqués, la communauté des « makers » s’est mobilisée dès le début du confinement. Inspirés par des initiatives prises en Italie et par le constructeur d’imprimantes tchèque Prusa (qui a publié en open source dès le 19 mars des plans 3D), les makers français ont commencé début avril à fabriquer 24 heures sur 24 des visières anti-projection destinées principalement au personnel médical. Résultat : le site Visière solidaire, créé pour l’occasion, recensait à la mi-mai la fabrication et la distribution de 676 000 visières sur tout le territoire. La plateforme Covid 3D (aujourd’hui fermée), en ligne dès le 13 avril pour mettre en relation les professionnels de santé et les fabricants, a quant à elle annoncé la distribution de près de 200 000 visières. Derrière ces chiffres impressionnants, se cache une mobilisation de milliers de makers bénévoles et d’une centaine de fablabs qui ont su collaborer en un temps record pour s’échanger les informations, faire évoluer les modèles en fonction des retours du personnel de santé, et créer ou s’intégrer dans des réseaux de distribution. Si les visières anti-projection ont été le produit phare de l’impression 3D, d’autres objets ont été produits comme des valves, des adaptateurs pour des respirateurs, des masques ou des lunettes de protection… mais en quantité marginale. Un élan qui s’est en partie achevé le 11 mai avec la reprise de l’activité en France, les bénévoles reprenant leur activité. Le gouvernement publiait quant à lui fin avril une directive (modifiée le 12 mai) donnant à penser que la fabrication de visières par des bénévoles pouvait désormais être assimilée à de la concurrence déloyale et du travail déguisé, et que les produits devaient répondre désormais à des normes plus élevées et être homologués. Depuis le déconfinement, certains fablabs comme celui de la Cité des sciences ont, eux, réorienté leur production vers la conception et la fabrication d’autres produits, à l’instar de crochets pour l’ouverture des portes, destinés aux soignants et au personnel du musée.

Le tableau de ces makers ne serait pas complet sans mentionner les milliers, voire millions de bénévoles, et d’ateliers équipés de machines à coudre qui ont confectionné masques et surblouses en quantité industrielle, et souvent gratuitement.

En Ile-de-France, l'AP-HP fait elle aussi partie de la communauté des makers. Près de 60 imprimantes 3D, qui fabriquaient initialement du matériel de protection pour soignants et malades, ont été installées en plein confinement à l’hôpital Cochin, à Paris. Une armada - la plus grande structure 3D hospitalière au monde - qui, désormais, trouve de nouveaux débouchés...

L’industrie se recycle

Personnel confiné, chaînes d’approvisionnement rompues… le 14 mars, nombre d’entreprises se retrouvent brutalement à l’arrêt. Certaines, dans des secteurs aussi cruciaux que l’industrie alimentaire ou celle du médicament, tentent de maintenir leur production pendant que d’autres, par solidarité, adaptent leurs savoir-faire aux urgences du moment. Ainsi, le groupe LVMH annonce dès le 16 mars que ses unités de production de parfums Dior, Guerlain et Givenchy se reconvertissent dans le gel hydroalcoolique avec l’objectif d’en produire 12 tonnes par semaine. L’initiative fait des émules et d’autres grands groupes français (les sucriers Tereos et Cristal Union, L’Oréal, Pernod-Ricard, Boiron…) réorientent aussi leur production. Un « effort de guerre » destiné à fournir les « munitions » indispensables à la lutte contre la pandémie : du gel, mais aussi des masques, des surblouses pour les soignants et des respirateurs. Les actions de solidarité se multiplient sur l’ensemble du territoire et des collaborations réunissant industriels, chercheurs, écoles s’instaurent pour concevoir ou adapter dans l’urgence des produits manufacturés. Le CNRS et l’entreprise Erode, spécialisée dans la fabrication d’accessoires métalliques ornementaux, se lancent dans la production de visières de protection. En 17 jours, un masque de snorkeling intégral est transformé en masque de protection pour les soignants. De son côté, l’institut de mécanique de Bordeaux développe et produit en deux semaines une valve trachéale, composante essentielle d’un système de respiration artificielle. Des exemples parmi tant d’autres, d’un effort de solidarité porté autant par les grands groupes que par les petites et moyennes entreprises.

Traquer le virus dans les eaux usées

Les expériences se multiplient à travers le monde pour tenter de suivre l’épidémie de Covid-19 grâce à l’analyse des eaux usées. Le but : repérer plus rapidement le risque infectieux et évaluer l’impact des stratégies de soin ou de prévention. En effet, les fragments de SARS-CoV-2 excrétés dans les selles et les urines sont détectables dans les eaux usées en moyenne quatre jours après la contamination, alors qu’il faut attendre jusqu’à quinze jours pour observer les premiers symptômes de la maladie Covid-19. En analysant quotidiennement les rejets de quatre villes – d’environ 200 000 habitants – des chercheurs américains de l’école de médecine de Yale ont par exemple établi que la concentration maximale du virus était apparue sept jours plus tôt que le pic épidémique révélé par les tests diagnostiques sur les patients. En Île-de-France, une étude préliminaire a montré que le génome du SARS-CoV-2 était présent dès le 5 mars dans les stations d’épuration, alors que moins de 100 cas étaient officiellement déclarés dans la région. Quant aux effets du confinement mis en place le 17 mars en France, les auteurs rapportent une baisse drastique des charges virales dans les eaux usées parisiennes à partir du 10 avril, témoignant d’une réduction de la circulation du virus.

La méthode consiste à quantifier l’ARN viral présent en amont des réseaux d’assainissement grâce à une PCR (réaction en chaîne par polymérase). Une technique innovante de PCR est actuellement testée par le syndicat mixte du Bassin de Thau, drainant les eaux usées de plus de 180 000 habitants dans la région montpelliéraine. La structure s’est associée à une start-up locale : IAGE (Ingénierie et Analyse en Genome Editing) pour développer un procédé original issu de la médecine, notamment pour la détection de cancers. Cette technologie, appelée PCR digitale en gouttelettes, permet d’obtenir une quantification directe de l’ARN viral, plus fiable et plus rapide. En réponse à la crise sanitaire du Covid-19, un vaste réseau de surveillance épidémiologique des eaux usées est en train de se mettre en place sur le territoire français : le projet Obépine (OBservatoire EPIdémiologique daNs les Eaux usées).

Un algorithme au service de l’imagerie médicale

Recourir à l’intelligence artificielle (IA) pour analyser les images médicales : la question s’est posée de manière aiguë avec la multiplication des cas de syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) entraînés par le Covid-19. À l’heure actuelle, en effet, les réglages de la ventilation mécanique sont effectués quotidiennement grâce aux respirateurs modernes, sur la base de la pression mesurée dans le poumon à la fin d’inspiration du patient. Mais ces réglages automatiques, chez certains patients, ont aggravé les lésions pulmonaires. Une alternative serait de réaliser les réglages individuels sur la base des scanners pulmonaires. Cette piste n’est actuellement exploitée qu’en recherche : un médecin peut réaliser l’analyse manuellement, mais ce processus, chronophage, est difficilement compatible avec les délais thérapeutiques. Il faut en effet distinguer les zones aérées et non-aérées des alvéoles, segmenter des secteurs pulmonaires : des tâches qu’un algorithme d’apprentissage profond – une technique courante en intelligence artificielle (IA) – pourrait réaliser très rapidement. « Ce type d’algorithme est très performant pour reproduire les tâches de segmentation, explique Olivier Bernard, professeur associé au laboratoire Creatis (CNRS/Inserm/Lyon-1/Insa-Lyon/UJM). Pour le mettre au point, il faut constituer une base de données rassemblant des contourages manuels et en “nourrir” l’algorithme ». Un projet en ce sens est en cours à Creatis. Une fois confirmée la fiabilité de l’algorithme – c’est-à-dire l’identité des contourages de la main du médecin et de l’algorithme – il permettra d’affiner le diagnostic, mais aussi de suivre l’évolution du patient. Plusieurs mois de travail supplémentaires attendent donc encore médecins, ingénieurs et informaticiens. Une application clinique est attendue dans quelques mois, au bénéfice des malades du Covid-19, mais aussi d’autres pathologies entraînant un SDRA.

Des robots dans des hôpitaux

Début mars 2020 en Chine, rien que dans la province du Hubei, plus de 3 000 médecins avaient été infectés par le nouveau coronavirus. L’utilisation des robots a vite été envisagée comme une solution pour limiter l’exposition des soignants. Le constructeur CloudMinds a par exemple fait don de douze robots à un centre hospitalier de Wuhan pour livrer les repas, prendre les températures et désinfecter les installations. En Italie, l’hôpital Circolo de Varèse a testé plusieurs robot-infirmiers pilotés à distance, équipés de tout le matériel nécessaire pour contrôler l’état des patients (fièvre, examen de la gorge etc.). La firme américaine Boston Dynamics a aussi mis ses fameux quadrupèdes robotisés au service d’un hôpital de Boston pour gérer les flux de patients lors du pic épidémique, le robot chien se transformant en auxiliaire de télémédecine. Mais la robotique s’est aussi beaucoup illustrée dans le maintien des liens entre les patients hospitalisés et leurs proches.

En France, plusieurs initiatives ont vu le jour, comme à l’hôpital de la Pitié-Salpêtrière avec l’aide de l’Institut des systèmes intelligents et de robotique (Isir) à Sorbonne Université. Une équipe pluridisciplinaire composée de médecins, psychologues et sociologues, a adapté les programmes du robot humanoïde Pepper, développé par SoftBank Robotics. Mais le petit robot d’1,2 mètre, à la bouille sympathique, nécessitait de fréquentes interventions des équipes. L’Isir a donc développé un autre robot, baptisé Salt, conçu simplement à partir d’un chariot, d’un écran et d’une caméra, équipée de deux petits moteurs rendant la visioconférence plus dynamique en permettant aux familles de naviguer dans la chambre du patient. Offrant à peu près les mêmes possibilités, le robot Ubbo Expert d’Axyn Robotics a quant à lui été choisi par l’hôpital Forcilles, en région parisienne, pour ses patients sortant de longs séjours en réanimation, trop épuisés et trop affaiblis pour pouvoir gérer seuls les communications avec leurs proches.

StopCovid : des résultats décevants

Téléchargée par 2 à 2,5 millions de personnes depuis sa mise à disposition, le 2 juin, l’application StopCovid semble appelée à jouer un rôle marginal dans le déconfinement « à la française », sans proportion avec la vigueur des débats que sa préparation a suscités. Autour de trois sujets principalement, rappelle Francesca Musiani, chargée de recherche CNRS au CIS : « Quelle est l’efficacité réelle de StopCovid ? Quelles sont ses implications sur les libertés individuelles ? Quel type de société ce type d’applis contribue-t-il à construire ? »

L’objet de cette application, comparable à d’autres, proposées en Europe et ailleurs : alerter les contacts d’un utilisateur testé positif au Covid-19 afin de les encourager à se faire tester à leur tour – et casser ainsi les chaînes de transmission. C’est le moyen retenu qui est novateur, puisqu’il « consiste à étendre et automatiser le suivi de contacts habituellement réalisé en cas d’épidémie, mais très gourmand en ressources humaines », résume Francesca Musiani. Fonctionnant grâce à la technologie Bluetooth (et non pas d’après des données de géolocalisation), l’appli repose sur des données pseudonymisées : deux précautions qui visent à respecter les données personnelles des usagers. Cela étant, note sobrement la chercheuse, « l’anonymat est toujours problématique dans l’univers numérique ». De fait, le 15 juin, un chercheur de l’Inria, Gaëtan Leurent, indiquait que StopCovid collectait davantage de données que ce qui était officiellement annoncé.

Le peu d’engouement pour StopCovid – et sa faible efficacité – pourraient bien avoir de facto tranché les questions en suspens. Ainsi, le 23 juin, elle avait donné lieu à moins de 70 déclarations de tests positifs et 14 notifications. En outre, à cette date, elle avait été désinstallée par une personne sur quatre. Le gouvernement espère cependant que localement, ou en cas d’une reprise de l’épidémie, l’application StopCovid jouera un rôle plus important.