Le Pop’Sciences Mag#12 « Eau, maintenant ou jamais » vient de paraître !

Dans ce 12^e numéro, venez découvrir cette ressource aux enjeux cruciaux. Avec les regards croisés d’hydrologues, géographes, chimistes et ingénieurs, interrogeons-nous sur notre capacité à agir sur les enjeux et sur la maîtrise des usages de l’eau et de leurs impacts sur notre environnement. Retrouvez des articles, des infographies ainsi que des enquêtes qui éclaireront cette problématique.

Édito

« Alors que le changement climatique bouleverse déjà nos quotidiens, les alertes sur les disponibilités des ressources en eau et les restrictions sur son utilisation ne sont plus l’exception mais, année après année, deviennent de plus en plus la règle.

Les contraintes exercées par l’humanité sur son environnement font l’objet de nombreuses recherches, et l’eau n’échappe ni à la contrainte, ni aux études. En effet, à la fois par nos usages, mais aussi par le nombre d’usagers, l’eau devient une ressource de plus en plus rare, voire stratégique, au regard des besoins sanitaires, économiques et sociaux, et de la préservation des milieux naturels qui en dépendent.

Les dirigeants autant que les citoyens font face à un nombre croissant de choix critiques concernant les ressources, et en particulier l’eau. La recherche scientifique et sa diffusion doivent donc pleinement jouer leur rôle et éclairer les décisions individuelles et collectives concernant la gestion d’une ressource aussi précieuse que vitale.

Les secteurs impactés par la variabilité de la ressource en eau sont nombreux et, pour beaucoup, essentiels : énergétique, industriel, agricole, sanitaire, … Mais ce sont surtout sur les écosystèmes naturels, dont l’humanité dépend, que les contraintes s’exercent le plus fortement. Une approche interdisciplinaire de la question est donc nécessaire pour comprendre les différents enjeux liés à la maîtrise et aux usages de l’eau, et leurs impacts sur notre environnement. C’est ce à quoi s’attache de nouveau Pop’Sciences Mag :
bonne lecture ! »

Frank Debouck
Président de la ComUE Université de Lyon

Avec la participation des instituts et établissements suivants : Agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse, Centre national de la recherche scientifique (CNRS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon), École universitaire de recherche sur les sciences de l’eau et des hydrosystèmes H2O’Lyon, Groupe de recherche, animation technique et information sur l’eau (Graie), Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE), Institut national des sciences appliquées (INSA) Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, Université d’Angers, Université de Montpellier, Université Jean Moulin Lyon 3, Université Lumière Lyon 2, Université Grenoble-Alpes.

>> Pour découvrir les articles du magazine :

Pop’Sciences Mag#12

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©ViséeA

Le Pop’Sciences Mag#12 « Eau, maintenant ou jamais » vient de paraître !

Dans ce 12^e numéro, venez découvrir cette ressource aux enjeux cruciaux. Avec les regards croisés d’hydrologues, géographes, chimistes et ingénieurs, interrogeons-nous sur notre capacité à agir sur les enjeux et sur la maîtrise des usages de l’eau et de leurs impacts sur notre environnement. Retrouvez des articles, des infographies ainsi que des enquêtes qui éclaireront cette problématique.

Édito

« Alors que le changement climatique bouleverse déjà nos quotidiens, les alertes sur les disponibilités des ressources en eau et les restrictions sur son utilisation ne sont plus l’exception mais, année après année, deviennent de plus en plus la règle.

Les contraintes exercées par l’humanité sur son environnement font l’objet de nombreuses recherches, et l’eau n’échappe ni à la contrainte, ni aux études. En effet, à la fois par nos usages, mais aussi par le nombre d’usagers, l’eau devient une ressource de plus en plus rare, voire stratégique, au regard des besoins sanitaires, économiques et sociaux, et de la préservation des milieux naturels qui en dépendent.

Les dirigeants autant que les citoyens font face à un nombre croissant de choix critiques concernant les ressources, et en particulier l’eau. La recherche scientifique et sa diffusion doivent donc pleinement jouer leur rôle et éclairer les décisions individuelles et collectives concernant la gestion d’une ressource aussi précieuse que vitale.

Les secteurs impactés par la variabilité de la ressource en eau sont nombreux et, pour beaucoup, essentiels : énergétique, industriel, agricole, sanitaire, … Mais ce sont surtout sur les écosystèmes naturels, dont l’humanité dépend, que les contraintes s’exercent le plus fortement. Une approche interdisciplinaire de la question est donc nécessaire pour comprendre les différents enjeux liés à la maîtrise et aux usages de l’eau, et leurs impacts sur notre environnement. C’est ce à quoi s’attache de nouveau Pop’Sciences Mag :
bonne lecture ! »

Frank Debouck
Président de la ComUE Université de Lyon

Avec la participation des instituts et établissements suivants : Agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse, Centre national de la recherche scientifique (CNRS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon), École universitaire de recherche sur les sciences de l’eau et des hydrosystèmes H2O’Lyon, Groupe de recherche, animation technique et information sur l’eau (Graie), Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE), Institut national des sciences appliquées (INSA) Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, Université d’Angers, Université de Montpellier, Université Jean Moulin Lyon 3, Université Lumière Lyon 2, Université Grenoble-Alpes.

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Organisée à l’occasion du lancement du 12^e numéro du Pop’Sciences Mag, Eau, maintenant ou jamais, cette rencontre-débat aura pour ambition d’interroger notre rapport à l’eau dans les contextes urbains.

A la Bibliothèque municipale de la Part-Dieu (Lyon).

Le Mardi 7 novembre de 18h30 à 20h30.

Suite à l’été caniculaire que nous venons de vivre, nous prenons vraiment conscience qu’il est urgent de modifier nos modes de vie et pratiques, notamment dans les villes. Il est maintenant nécessaire de re-végétaliser les espaces, rendre perméable les sols et surfaces de la ville, penser de nouveaux systèmes pour gérer, collecter et utiliser les eaux de pluie…

Cette rencontre-débat proposera un éclairage sur ces questions par les regards croisés de Marie Privé, journaliste pour le Pop’Sciences Mag, et Jean-Luc Bertrand-Krajewski, enseignant chercheur en hydrologie urbaine au laboratoire DEEP (INSA Lyon).

PROGRAMMATION

18h30 – Présentation du 12^e numéro du Pop’Sciences Mag

18h45 – Rencontre – débat avec Marie Privé et Jean-Luc Bertrand-Krajewski

19h45 – Discussion avec le public

Jauge public limitée, pensez à vous inscrire sur le site de la Bibliothèque municipale de Lyon :

INSCRIPTION

Un événement Pop’Sciences/Université de Lyon organisé en collaboration avec la Bibliothèque municipale de la Part-Dieu.

Cette programmation est développée dans le cadre du projet LYSiERES² – Sciences avec et pour la société.

Le Pop’Sciences Mag « Eau, maintenant ou jamais » a été développé avec le soutien de la Métropole de Lyon, de la Région AURA, du projet LYSiERES²– Sciences avec et pour la société, de l’Ecole universitaire de recherche H2O Lyon, du projet Life RECYCLO du programme européen LIFE de la Commission européenne, de la CASDEN, de la Ville de Lyon.

Avec la participation de nombreux laboratoires et établissements d’enseignement supérieur : Unité de recherche RiverLy, Centre INRAE Lyon-Grenoble Auvergne-Rhône-Alpes, Laboratoire déchets, eau, environnement, pollutions, Observatoire de terrain en hydrologie urbaine, Laboratoire environnement-ville-société, Groupe de recherche angevin en économie et management, Institut européen des membranes, unité de recherche REVERSAAL, Institut des géosciences de l’environnement de Grenoble, Groupe d’analyse et de théorie économique, CNRS, INSA Lyon, Université Jean Moulin Lyon 3, Université Lumière Lyon 2, Université Jean Monnet de Saint-Étienne, École nationale Supérieure
des Mines de Saint-Étienne, ENS de Lyon, École nationale supérieure d’Architecture de Lyon, ENTPE, Université d’Angers, Université de
Montpellier, École nationale supérieure de chimie de Montpellier, Grenoble INP-UGA, Université Grenoble-Alpes, Institut d’ingénierie et de management, Institut de recherche pour le développement

Pour son dossier consacré aux nouvelles applications de l’Intelligence Artificielle (IA) à la santé, Pop’Sciences est allé à la rencontre des scientifiques et professionnels de la santé de la région Lyon Saint-Étienne pour mieux comprendre ce que ces nouvelles technologies peuvent apporter (ou pas) à la médecine, notamment en termes de diagnostic…

L’IA tend à se démocratiser dans de multiples domaines professionnels, dont ceux de la santé. Entre espoirs, fantasmes, peurs et applications réelles, cette nouvelle assistance nécessite aujourd’hui d’être mieux décryptée tant auprès des médecins que de leurs patients. Pop’Sciences vous propose de revenir sur quelques applications concrètes pour comprendre ce que l’IA, et ses capacités de calcul, peut faire pour aider les professionnels de la santé dans le diagnostic de la santé mentale, pour fluidifier la prise en charge des patients ou pour apporter toujours plus de précisions en imagerie médicale… mais aussi d’en percevoir les limites, car elle est encore loin de remplacer votre médecin.

  Les articles du dossier

• #1 L’Intelligence Artificielle en santé : du médecin à l’algorithme
  

©Freepik

Dans un monde en constante évolution, les chercheurs et médecins se tournent vers l’intelligence artificielle (IA) pour les aider dans la pratique médicale. Pop’Sciences vous dévoile les coulisses du processus de création d’une IA prête au diagnostic, une innovation qui repose sur la précision de la consultation médicale, la richesse des bases de données, et l’entraînement minutieux de modèles IA. En somme, quelle est la recette pour une bonne IA appliquée au diagnostic médical ?

• #2 L’Intelligence Artificielle, notre futur psychiatre ?
  

Image générée par IA (Dall-E) ©Pop’Sciences

Se classant au deuxième rang des causes de mortalité en France après les accidents cardiovasculaires, les troubles liés à la santé mentale sont aujourd’hui une préoccupation majeure en termes de santé publique. Dans cette quête du « mieux prévenir pour mieux guérir », l’intelligence artificielle (IA) pourrait s’imposer comme un précieux allié dans le diagnostic des troubles mentaux.

• #3 Transformer la prise en charge médicale grâce à l’Intelligence Artificielle : entretien avec Loïc Verlingue
  

Imagé générée par IA (Dall-E) ©Pop’Sciences

Alors que les avancées technologiques continuent de redéfinir la manière dont les professionnels de la santé prennent en charge les patients, l’IA s’insère de plus en plus dans la relation entre le patient et son médecin. Au cœur de cette transformation, Loïc Verlingue, médecin et chercheur au Centre Léon Bérard partage son expertise de l’IA dans le domaine des essais cliniques en cancérologie.

• #4 L’Intelligence artificielle au service de l’imagerie médicale : Des apports majeurs
  

©Pexel

Améliorer l’interprétation de l’imagerie médicale (IM) pour en optimiser l’exploitation est au cœur des enjeux de l’intelligence artificielle (IA) au service de l’IM. L’IA n’est plus “seulement” un domaine de recherche en plein essor… mais ses utilisations en sont multiples.  Objectifs affichés : augmenter la précision du diagnostic afin d’améliorer la prise en charge thérapeutique, en évitant les erreurs potentiellement lourdes de conséquences. La guerre des algorithmes est ouverte pour aller toujours plus loin !

• #5 Une médecine revisitée à l’aune des algorithmes : Quelles questions éthiques soulève l’IA ?

©Freepik

Entre confiance aveugle et méfiance absolue, comment l’IA doit-elle être éthiquement acceptée et utilisée ? Comment s’affranchir de potentiels biais humains dans les systèmes d’IA utilisés à des fins de diagnostic, ou même thérapeutiques ? Autant de questions qui ne sont plus l’apanage de débats scientifiques, mais doivent être au cœur de débats politiques et sociétaux.

• #6 L’IA en FAQ, les étudiants nous répondent

©Freepik

Dans cette série de questions et réponses, les étudiants de première année du cycle d’ingénieur de l’EPITA, école d’ingénierie informatique, répondent à nos questions concernant l’IA. A-t-elle toujours raison ? Peut-elle développer des sentiments ? Ou, est-elle capable de réelles créations ? Les étudiants nous éclairent.

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MMerci !

Ce dossier a été réalisé grâce à la collaboration de chercheurs et médecins du bassin de recherche Lyon Saint-Étienne :

• Christophe Gauld, pédopsychiatre aux Hospices Civils de Lyon (HCL)
• Pierre Fourneret, professeur de pédopsychiatrie à l’Université Claude Bernard de Lyon et chef du service de psychopathologie du développement à l’Hôpital Femme Mère Enfant – Hospices Civils de Lyon
• Loïc Verlingue, médecin en recherche clinique et chercheur en intelligence artificielle au Centre de lutte contre le cancer Léon Bérard
• Alexandre Nérot, assistant en radiologie au Centre Hospitalier Annecy Genevois
• Mathieu Guillermin, enseignant-chercheur et maître de conférences au sein de l’unité de recherche “Confluence”, Centre de Recherche en Sciences & Humanités (EA1598) à l’Institut Catholique de Lyon (UCLy)

Ainsi qu’avec la participation de :

• Maëlle Moranges, docteure en neuroinformatique, apportant son expertise de l’IA en tant que référente sur ce dossier
• Pascal Roy, chercheur en biostatistique au Laboratoire de Biométrie et Biologie Évolutive – LBBE (Université Claude Bernard Lyon 1) et praticien hospitalier aux Hospices Civils de Lyon. Intervenu lors des rendez-vous professionnels LYSiERES² : « L’intelligence artificielle peut-elle remplacer le médecin ? »
• Antoine Coutrot, chercheur en neurosciences computationnelles, cognitives et comportementales au Laboratoire d’Informatique en Image et Systèmes d’information – LIRIS (CNRS, INSA Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, Université Lumière Lyon 2, École centrale Lyon). Intervenu lors des rendez-vous professionnels LYSiERES² : « L’intelligence artificielle peut-elle remplacer le médecin ? »
• Les étudiants de première année du cycle d’ingénieur de l’École pour l’Informatique et les Techniques Avancées (EPITA) : Léo Arpin, Adrien Guinard, Arthur De Sousa, Raphaël Hatte, Pierre Raimondi, Maui Tadeja, Mehdi Ismaili, Gregoire Vest, Emil Toulouse, Todd Tavernier, Remi Decourcelle, Paul Gravejal, Aymen Gassem, Sandro Ferroni, Nathan Goetschy, Rémi Jeulin, Clovis Lechien, Garice Morin, Alice Cariou et Eliana Junker

Nous les remercions pour le temps qu’ils nous ont accordé.

Un dossier rédigé par :

• Léo Raimbault, étudiant en Master 2 Information et Médiation Scientifique et Technique (IMST) à l’Université Claude Bernard Lyon 1, en contrat d’apprentissage à Pop’Sciences – (Introduction, articles #1, #2, #3 et co-écriture des articles #5 et #6)
  
• Nathaly Mermet, journaliste scientifique – (Articles #4 et #5)
  

Article #1 – Dossier Pop’Sciences Diagnostic 2.0 : Quand l’IA intervient

Dans un monde en constante évolution, les chercheurs et médecins se tournent vers l’intelligence artificielle (IA) pour les aider dans la pratique médicale. Pop’Sciences vous dévoile les coulisses du processus de création d’une IA prête au diagnostic, une innovation qui repose sur la précision de la consultation médicale, la richesse des bases de données, et l’entraînement minutieux de modèles IA. En somme, quelle est la recette pour une bonne IA appliquée au diagnostic médical ?

  Quel est le rôle du médecin ? Qu’est-ce que l’IA ?

Extrait de la table ronde « IA et santé » organisée par Pop’Sciences le 26 juin 2023. Un rendez-vous professionnel chercheur / journaliste, développé en collaboration avec le Club de la presse de Lyon (Projet LYSiERES²).

Article #2 – Dossier Pop’Sciences Diagnostic 2.0 : Quand l’IA intervient

Se classant au deuxième rang des causes de mortalité en France après les accidents cardiovasculaires, les troubles liés à la santé mentale sont aujourd’hui une préoccupation majeure en termes de santé publique. Dans cette quête du « mieux prévenir pour mieux guérir », l’intelligence artificielle (IA) pourrait s’imposer comme un précieux allié dans le diagnostic des troubles mentaux.

En analysant de vastes quantités de données, collectées auprès des patients et issues de la recherche médicale, l’IA serait capable d’identifier des modèles, des tendances et des corrélations qui soutiennent les médecins dans leurs efforts pour diagnostiquer et traiter ces troubles. Elle suscite pourtant de vifs fantasmes vis-à-vis de ses capacités en psychiatrie, qu’en est-il vraiment ?

Un article de Léo Raimbault, rédigé
pour Pop’Sciences – 5 septembre 2023

LLa complexité du diagnostic en psychiatrie

Image générée par IA (Dall-E) ©Pop’Sciences

Le diagnostic en santé mentale repose sur des symptômes exprimés par les patients lors d’entretiens avec leur psychiatre. La psychiatrie étant une discipline clinique, elle s’appuie sur des signes objectifs (comportementaux et verbaux) perçus chez le patient, mais également sur les ressentis subjectifs du psychiatre dans son interaction avec le patient. Au cours de discussions avec son patient, le psychiatre identifie la nature des symptômes qu’il rapporte au « pattern » (ensembles de symptômes signatures) d’un trouble.

Or, un diagnostic en psychiatrie ne s’établit pas uniquement par la discussion. Le psychiatre peut repérer des indices du trouble psychique qu’exprime son patient par des signaux paraverbaux, des signaux qui excluent l’expression orale ou verbale. Ce sont, par exemple, la gestuelle, les expressions du visage ou le ton de la voix. Grâce à ces données, il synthétise et relie les informations, des connexions s’établissent et le diagnostic s’affine.

LLes apports de l’IA en psychométrie

Mais que peut apporter l’IA, reine des mathématiques appliquées, au diagnostic en psychiatrie clinique ? Alors que les professionnels de la santé disposent de leur raisonnement subjectif pour démêler la complexité de la psyché humaine, les modèles d’IA, notamment les réseaux de neurones, peinent encore à déduire des liens statistiques plausibles entre des symptômes donnés et un trouble psychique précis.

Malgré ces limites, les modèles d’IA représentent des outils précieux pour le diagnostic en santé mentale à plusieurs niveaux. Les questionnaires de psychométrie, par exemple, permettent de mesurer et d’évaluer différents aspects de l’état mental d’un patient. Il s’agit d’un ensemble de questions standardisées auxquelles répondent les patients, portant sur leurs émotions, leurs relations sociales, leurs comportements, leurs pensées… Les réponses à ces questionnaires fournissent aux psychiatres des informations essentielles. D’une part, elles permettent d’éclairer sur l’état du patient, et, d’autre part, elles aident à une meilleure compréhension des troubles mentaux en identifiant des schémas généraux. Or, l’analyse de ces documents requiert un investissement de temps considérable de la part des professionnels de la santé mentale.

De plus, la complexité du comportement humain rend difficile l’utilisation d’une approche catégorielle (oui/non) pour évaluer les symptômes, surtout chez les enfants dont la psyché, en pleine évolution, n’est pas aussi stabilisée que celle des adultes. Pourtant, la précision de ces questionnaires est cruciale pour fournir des éléments complémentaires aux diagnostics et favoriser des accompagnements efficaces. En générant des descriptions de plus en plus précises des symptômes, on peut diagnostiquer plus vite et améliorer la qualité de l’accompagnement des familles et limiter l’impact des troubles sur le développement et la construction de la personnalité chez les enfants. Une intervention précoce et précise est donc essentielle pour offrir de meilleures trajectoires évolutives aux enfants présentant ce type de troubles.

Et c’est bien là sa qualité première : l’IA peut brasser des quantités phénoménales de données en un temps réduit. Les modèles peuvent désormais analyser en masse des questionnaires de psychométrie à une vitesse fulgurante, permettant de déterminer avec précision des patterns associés à différents troubles psychologiques. En identifiant des patterns comportementaux récurrents pour un trouble, les algorithmes d’IA offrent une quantification et une modélisation précieuses, apportant une objectivité nouvelle à leur compréhension.

Image générée par IA ©Pop’Sciences

LL’IA, une révolution en psychiatrie ?

Pierre Fourneret, pédopsychiatre et chef du service Psychopathologie du développement de l’enfant et de l’adolescent à l’Hôpital Femme Mère Enfant (Hospices Civils de Lyon), nous rappelle que si l’IA sort son épingle du jeu pour définir des patterns à grande échelle, s’appuyant sur la logique des grands nombres ^[1], il en va tout autrement à l’échelle individuelle. Quand une population entière est aisément prédictible, l’individu est bien plus aléatoire et incertain. De fait, si en psychiatrie les outils d’IA peuvent prédire des comportements, voir des diagnostics à grande échelle, ils ne donnent qu’un pourcentage de risque et peinent encore à prédire au-delà de 50 à 60% le comportement individuel et les risques qu’un patient pourrait prendre pour sa sécurité et celle d’autrui.

Bien loin de remplacer les psychiatres en raison de sa nature artificielle, l’IA se présente néanmoins comme un atout précieux : en identifiant des modèles comportementaux et en offrant des outils d’analyse avancés, elle vient compléter l’intelligence naturelle des cliniciens. Cependant, nous devons rester vigilants quant à son utilisation éthique et responsable. L’IA ne remplace pas l’empathie et la chaleur humaine dans la relation thérapeutique… quoique les “chatbots” fassent des pas de géants dans ce domaine. Certains pays, notamment en Asie, utilisent déjà des agents conversationnels « intelligents » qui offrent un support émotionnel et empathique. Cette approche soulève des questions quant à l’authenticité du soutien reçu, car il est facile de prêter à ces rois de l’imitation du langage humain, une âme, une humanité, voire de réelles compétences psychiatriques. Bien que cela puisse avoir ses avantages, il s’agit davantage d’un soutien conversationnel, d’un beau miroir confortant son interlocuteur que d’une réelle thérapie. Comme souvent, l’IA ne peut être l’unique solution, mais un outil.

Une relation thérapeutique ne se résume pas simplement à des compliments et à l’approbation de notre interlocuteur. Le thérapeute a aussi la capacité d’injecter des éléments qui peuvent déstabiliser et pousser son patient à évoluer, tout en ayant l’assurance de pouvoir le soutenir en cas de besoin. Cette dimension de la thérapie ne peut pas être reproduite par une IA. C’est ici qu’émerge la question de la responsabilité, car les erreurs potentielles de l’IA dans les conseils thérapeutiques pourraient bien sûr avoir de graves conséquences.

QQuel avenir pour l’IA en psychiatrie ?

Dans le domaine de la santé mentale, l’impact de l’IA suscite à la fois espoirs et interrogations. Selon Pierre Fourneret, si l’on surestime et fantasme largement l’impact actuel de l’IA, il est possible que l’on sous-estime son influence à long terme sur les pratiques en santé mentale. Alors que certaines applications existent déjà, les avancées technologiques exponentielles pourraient bientôt permettre des développements bien plus conséquents.

Quoi qu’il en soit, l’IA ouvre de nouvelles perspectives pour une meilleure compréhension des troubles mentaux et un soutien plus ciblé aux patients en souffrance psychique. Cette approche éclaire notre compréhension de l’esprit humain et inspire de nouvelles stratégies thérapeutiques. Pour Pierre Fourneret “l’intelligence artificielle peut aider à comprendre l’intelligence naturelle et, en retour, l’intelligence naturelle peut aider à améliorer la complexité et les algorithmes de traitement utilisés par les logiciels ou les robots.”

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Notes :

[1] L’IA s’appuie sur la logique des grands nombres et la notion de régression à la moyenne. Plus l’échantillon évalué est grand, plus la moyenne des réponses globales va se rapprocher de « la vérité », ou en tout cas du chiffre exact. C’est à partir de ces matrices que l’IA va inférer un pourcentage de risque ou une tendance diagnostique assortie d’un pourcentage de plausibilité.

PPour aller plus loin :

• XiaoIce : le chatbot pour rompre la solitude qui cartonne en Chine