Mieux comprendre l'incertitude liée aux phénomènes complexes

Où et quand le prochain séisme de forte magnitude se produira-t-il ? Quel sera le résultat d’un traitement anti-cancéreux ? Dans le domaine de l’évaluation des risques, certaines prédictions ou estimations peuvent avoir des répercussions considérables sur les personnes et leur environnement, et être capable de quantifier le niveau d’incertitude est d’une importance primordiale dans le processus décisionnel. Les calculs associés à ces tâches s’avèrent souvent extrêmement difficiles, voire impossibles, en raison de la complexité des systèmes, mais aussi de l’abondance et de la diversité des données. Grâce à un modèle probabiliste, le professeur Maurizio Filippone, chercheur à EURECOM, vise à développer des méthodologies pour résoudre ces problématiques tout en autorisant une quantification précise de l’incertitude. La Chaire AXA sur les nouvelles approches computationnelles statistiques pour la modélisation du risque sera d’une aide précieuse pour atteindre cet objectif.

« Grâce aux avancées technologiques en matière de capteurs, il est désormais possible de collecter et de stocker des informations météo à grande échelle, de procéder à un séquençage complet de l’ADN et d’obtenir des images 3D du cerveau avec une résolution de l’ordre du millimètre », explique le professeur Maurizio Filippone. « Ces progrès scientifiques mettent à notre disposition une quantité énorme de données qui nous permettront enfin de comprendre les mécanismes engagés dans la caractérisation des risques dans de nombreuses disciplines. » Bien que les ordinateurs soient de plus en plus puissants, cette abondance d’informations demeure toujours aussi difficile à traiter. « L’idée sous-jacente de ce projet est qu’il est possible de réaliser une quantification précise de l’incertitude en se basant exclusivement sur des analyses approximatives et donc plus économiques », précise le professeur Maurizio Filippone.

Se baser sur des approximations pour obtenir des estimations précises plus rapidement

Afin de réduire le temps d’analyse, ce projet développera de nouveaux modèles de quantification de l’incertitude basés sur l’exploitation des calculs parallèles et distribués. EURECOM détient une grande expertise des systèmes informatiques distribués de grande envergure. La première phase de ce projet consistera à développer et appliquer les méthodologies mathématiques, informatiques et statistiques nécessaires, afin de démontrer la capacité du projet à quantifier avec précision l’incertitude, améliorant ainsi la modélisation du risque dans de nombreux domaines.

Ces approches peuvent, par exemple, avoir un impact majeur dans le développement de traitements médicaux ou de politiques environnementales. Une meilleure évaluation des risques serait d’une aide précieuse pour l’ensemble des décideurs faisant face à des choix difficiles. Une activité sismique peut-elle déclencher un tsunami appelant l’évacuation de la population ? Est-il judicieux d’administrer un traitement spécifique à un malade compte tenu de ses antécédents ? « Mes recherches sont principalement consacrées à des applications portant sur les risques environnementaux et pesant sur la vie humaine, mais techniquement les mêmes méthodologies pourraient s’appliquer à la finance et aux sciences sociales », conclut Maurizio Filippone.