Etude : les mathématiciens ont un rôle vital pour relever les défis contemporains
Selon une nouvelle étude de l’UNESCO, malgré l’omniprésence des mathématiques dans notre vie quotidienne – dans nos téléphones, nos cartes de crédit, nos voitures, etc. -, il n’y a pas assez de mathématiciens pour résoudre les défis complexes auxquels nous sommes confrontés, notamment le changement climatique ou les pandémies.
Près de 41 % de la population mondiale est menacée par des inondations causées par les cyclones tropicaux. Grâce à de modèles mathématiques inédits et des algorithmes plus performants, la trajectoire d’un cyclone tropical peut désormais être prédite une semaine à l’avance. En 2019, elle ne pouvait être prédite que cinq jours à l’avance, et dans les années 1970, seulement 36 heures à l’avance. Dans les zones très exposées, une meilleure visibilité permet aux autorités municipales de gagner un temps précieux pour planifier l’évacuation des populations.
Publiée le 14 mars à l’occasion de la Journée internationale des mathématiques, la nouvelle publication de l’UNESCO, Mathematics for Action [Les mathématiques en action], contient de nombreuses études de cas comme celle-ci. « Cette étude montre que les gouvernements ont tout intérêt à inclure un mathématicien dans leur équipe de conseillers scientifiques », souligne Christiane Rousseau, du département de mathématiques et de statistique de l’université de Montréal au Canada, qui a dirigé l’élaboration de ce guide.
Méthodes mathématiques pour la conception de vaccins
« La pandémie de COVID-19 a véritablement attiré l’attention du grand public sur la modélisation mathématique », ajoute-t-elle. « Il y a deux ans, qui aurait pensé que l’expression « aplatir la courbe » ferait partie du lexique public ? ». De même, les reportages reprenant des termes mathématiques tels que le nombre de reproduction de base (R0) du virus ou « l’immunité collective » par la vaccination de masse sont devenus des expressions courantes. En outre, les méthodes mathématiques ont été utilisées pour concevoir plus efficacement des vaccins et pour modéliser les incertitudes concernant la vaccination en tant que phénomène social.
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Mais l’utilité des mathématiques ne s’arrête pas là. Pour Norbert Hounkonnou, président du Réseau des académies africaines des sciences, « Mathematics for Action est un instrument politique révolutionnaire. Il met en évidence le rôle décisif des mathématiques dans la résolution des défis mondiaux les plus urgents et dans réalisation des Objectifs de développement durable à l’horizon 2030 ».
L’un de ces objectifs est de mettre fin à la pauvreté. À titre d’exemple, ce guide décrit comment au Sénégal les chercheurs ont pu établir des cartes de la pauvreté recensant 552 villages et communautés, ils ont ainsi identifié les zones nécessitant un investissement public plus important, malgré l’absence de données de recensement. En exploitant des outils mathématiques tels que les algorithmes d’apprentissage automatique (intelligence artificielle), les chercheurs ont pu déterminer le degré de pauvreté dans des zones spécifiques.
Scénarios pour l’avenir
Comment mettre un prix sur les nombreux services fournis par la nature, tels que l’eau douce, les plantes médicinales ou le fruit des récoltes ? Deux des études menées dans Mathematics for Action répondent à cette question en quantifiant la valeur des services des écosystèmes et la biodiversité de grands estuaires en Amérique du Nord et en Asie.
Ce guide explique comment les modèles mathématiques permettent d’explorer de multiples scénarios possibles pour infléchir le processus décisionnel. Les scientifiques s’appuient sur une combinaison de modèles climatiques et de scénarios pour produire des options alternatives plausibles pour l’avenir.
« La pénurie de professeurs de mathématiques qualifiés dans le monde constitue une menace pour la formation d’un nombre suffisant de mathématiciens et de scientifiques capables de relever les défis du monde contemporain », avertissent Merrilyn Goos et Anjum Halai, les deux vice-présidents de la Commission internationale pour l’enseignement des mathématiques, également auteurs de ce guide.
