Dissertations / Theses on the topic 'Écologie pélagique – Modèles mathématiques'
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Amemou, Yago Ya Hilaire. "Modélisation biophysique de la dispersion et de la croissance des larves de sardinelles dans le Golfe de Guinée." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS185.
Full textAbstract:
Les causes et la dynamique de l'uwpelling ivoiro-ghanéen ont été récemment étudiées. Cette zone soutient une pêcherie de petits poissons pélagiques dont le plus dominant est la Sardinella aurita (S. aurita). Le succès du recrutement des premiers stades de développement de S. aurita est conditionné par la circulation locale qui permet soit de rapprocher les œufs et les larves des nourriceries, ou soit de les disperser vers le large où ils sont soumis à des conditions environnementales et trophiques défavorables. Les mécanismes par lesquels les conditions environnementales agissent pour réguler le recrutement de la S. aurita restent mal compris dans la région Nord du Golfe de Guinée, en particulier l'interaction potentielle entre la dispersion, la croissance et la mortalité des larves.L’objectif principal de la thèse est d'étudier l'impact de la disponibilité en nourriture sur la croissance et la dispersion des larves de sardinelles en utilisant une approche de modélisation numérique qui permet d'intégrer les processus hydrodynamiques, biogéochimiques et biologiques fondamentaux. Les résultats ont montré que les zones côtières sont les plus favorables à la rétention à cause de la présence des tourbillons qui agissent comme des barrières empêchant les œufs et les larves d'être emportés vers le large. Les pontes importantes ont lieu pendant la petite (Février) et la grande (Août,) saison d'upwelling. Les profondeurs de rétention maximale sont les couches de surface (0-25 m) et de subsurface (25-50 m). Elles sont associées aux maximum de distribution des champs de proies simulés et à la diminution de l'intensité du Courant de Guinée en profondeurThe causes and dynamics of the ivoiro-ghanean upwelling have recently been investigated. The northern Gulf of Guinea zone supports a fishery of small pelagic fish where the most abundant the Sardinella. aurita (S. aurita). The success of the recruitment of the early stages of the larvae into juveniles is essentially conditioned by the local circulation which allows either to bring the eggs and larvae closer to the often coastal nurseries where the juveniles can develop, or either to disperse them offshore where they are subject to predation and lack of food. The mechanisms by which environmental conditions act to regulate the recruitment of S. aurita remain poorly understood in the northern Gulf of Guinea region, especially the potential interaction between dispersal, growth and mortality of larvae. The main objective of the thesis is to study the impact of food availability on the growth and the dispersion of sardinella larvae during their dispersal phase using a numerical modeling approach that allows to integrate fundamental hydrodynamic, biogeochemical and biological processes (CROCO-PISCES, ICHTHYOP). The results showed that coastal areas are the most favorable for retention because of the presence of eddies which act as barriers preventing eggs and larvae advection offshore. The most important spawning takes place during the small (February) and large (August) upwelling season. The maximum retention depths are the surface layers (0-25 m) and subsurface (25-50 m). These maximum laying depths associated with the maximum distribution of the simulated prey fields and the decrease in the intensity of the Guinea Current at depth
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Mercier, Pascal. "Etude des relations espèces-environnement et analyse de la co-structure d'un couple de tableaux." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10140.
Full textAbstract:
L'etude des relations especes-environnement est un probleme central de l'ecologie. Elle conduit le plus souvent a l'analyse d'un jeu de donnees forme d'un tableau floro-faunistique associe a un tableau descriptif de l'environnement et qui ont en commun les stations d'echantillonnage. Une revue bibliographique des differentes approches qui ont ete mises en uvre par les ecologues pour analyser ce type de donnees permet de les regrouper selon trois grands types: les analyses separees, sous contrainte et symetriques. L'introduction des methodes d'analyse sur variables instrumentales apparait avoir fourni une solution efficace dans le cadre des approches sous contrainte et plus generalement aux analyses directes des gradients ecologiques. Nous en donnons un exemple d'application en utilisant l'analyse canonique des correspondances. Pour les approches symetriques nous presentons des developpements associes a l'analyse de la co-inertie (ou de la co-structure) d'un couple de tableaux. Cette methode est etroitement liee a l'analyse inter-batterie de tucker (1958) et a l'analyse d'un tableau de profils ecologiques selon romane (1972). Apres une presentation de la methode nous en developpons un certain nombre d'applications dans le cadre de l'analyse de donnees de milieu qualitatives, quantitatives et distributionnelles ainsi que les modes de depouillement associes
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Laurence, Edward. "La résilience des réseaux complexes." Doctoral thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66989.
Full textAbstract:
Les systèmes réels subissant des perturbations par l’interaction avec leur environnement sont susceptibles d’être entraînés vers des transitions irréversibles de leur principal état d’activité. Avec la croissance de l’empreinte humaine mondiale sur les écosystèmes, la caractérisation de la résilience de ces systèmes complexes est un enjeu majeur du 21e siècle. Cette thèse s’intéresse aux systèmes complexes pour lesquels il existe un réseau d’interactions et où les composantes sont des variables dynamiques. L’étude de leur résilience exige la description de leurs états dynamiques qui peuvent avoir jusqu’à plusieurs milliers de dimensions. Cette thèse propose trois nouvelles méthodes permettant de faire des mesures de la dynamique en fonction de la structure du réseau. L’originalité de ce travail vient de la diversité des approches présentées pour traiter la résilience, en débutant avec des outils basés sur des modèles dynamiques définis et en terminant avec d’autres n’exploitant que des données récoltées. D’abord, une solution exacte à une dynamique de cascade (modèle de feu de forêt) est développée et accompagnée d’un algorithme optimisé. Comme sa portée pratique s’arrête aux petits réseaux, cette méthode signale les limitations d’une approche avec un grand nombre de dimensions. Ensuite, une méthode de réduction dimensionnelle est introduite pour établir les bifurcations dynamiques d’un système. Cette contribution renforce les fondements théoriques et élargit le domaine d’applications de méthodes existantes. Enfin, le problème de retracer l’origine structurelle d’une perturbation est traité au moyen de l’apprentissage automatique. La validité de l’outil est supportée par une analyse numérique sur des dynamiques de propagation, de populations d’espèces et de neurones. Les principaux résultats indiquent que de fines anomalies observées dans la dynamique d’un système peuvent être détectées et suffisent pour retracer la cause de la perturbation. L’analyse témoigne également du rôle que l’apprentissage automatique pourrait jouer dans l’étude de la résilience de systèmes réels.Real complex systems are often driven by external perturbations toward irreversible transitions of their dynamical state. With the rise of the human footprint on ecosystems, these perturbations will likely become more persistent so that characterizing resilience of complex systems has become a major issue of the 21st century. This thesis focuses on complex systems that exhibit networked interactions where the components present dynamical states. Studying the resilience of these networks demands depicting their dynamical portraits which may feature thousands of dimensions. In this thesis, three contrasting methods are introduced for studying the dynamical properties as a function of the network structure. Apart from the methods themselves, the originality of the thesis lies in the wide vision of resilience analysis, opening with model-based approaches and concluding with data-driven tools. We begin by developing an exact solution to binary cascades on networks (forest fire type) and follow with an optimized algorithm. Because its practical range is restricted to small networks, this method highlights the limitations of using model-based and highly dimensional tools. Wethen introduce a dimension reduction method to predict dynamical bifurcations of networked systems. This contribution builds up on theoretical foundations and expands possible applications of existing frameworks. Finally, we examine the task of extracting the structural causesof perturbations using machine learning. The validity of the developed tool is supported by an extended numerical analysis of spreading, population, and neural dynamics. The results indicate that subtle dynamical anomalies may suffice to infer the causes of perturbations. It also shows the leading role that machine learning may have to play in the future of resilience of real complex systems.
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Chiarello, Ernest. "Pyramide stochastique et écologie du paysage : modélisation des structures spatiales par images de synthèse." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10078.
Full textAbstract:
Pour mesurer la complexite de l'organisation spatiale des ecosystemes qui constituent les plaines fluviales, afin de comparer differents secteurs, nous proposons une modelisation de leur repartition spatiale par images de synthese. Pour cela, nous abordons l'analyse des structures spatiales en ecologie du paysage dans le cadre des statistiques spatiales, en articulant un modele purement spatial, la pyramide stochastique, avec des modeles de fonctionnements ecologiques, les successions temporelles. En effet, la pyramide stochastique est un generateur de patrons spatiaux aleatoires, non stationnaires, non convexes et multicolores. Elle tient son originalite du fait qu'elle utilise les concepts des mosaiques tout en s'inserant dans la theorie des champs aleatoires. Par definition, elle produit une hierarchie de figures, en procedant successivement a une decimation et une expansion recursives des sites du treillis. Nous avons introduit la pyramide stochastique en ecologie, afin de reconstruire des images correspondant a l'organisation spatiale des ecosystemes des plaines fluviales. La premiere etape a consiste a modeliser schematiquement les structures spatiales des ensembles fonctionnels que sont les iles et les chenaux, de facon a formaliser graphiquement toutes les possibilites de successions. Ces schemas theoriques sont transcrits sur des images reelles, en procedant a une partition de tous les elements fonctionnels en zones homogenes, vis-a-vis des coordonnees tant longitudinales (distance amont/aval) que transversales (distance au chenal actif le plus proche, forte courbure). Des probabilites a priori sont alors determinees en fonction des regles schematiques pour chaque zone elementaire. Ensuite, nous construisons une image initiale par un tirage aleatoire, en fonction de ces probabilites. La pyramide stochastique controlee s'attache alors a faire croitre chaque pixel, au cours d'un double processus de decimation et d'expansion, qui tient compte de la partition et des probabilites a priori. Nous simulons ainsi des cartes ecologiques dont les images sont soumises a un test de monte carlo pour mesurer la pertinence du modele. Nous utilisons la capacite de choquet, descripteur des ensembles aleatoires en morphologie mathematique, pour analyser les associations de couleurs, c'est-a-dire, les associations des ecosystemes. Toutes les paires de couleurs sont decrites selon cette methode, ce qui permet de voir graphiquement, comment la capacite de choquet calculee sur une image reelle se comporte par rapport a des images simulees. Toutefois, ceci ne fournit pas une reponse globale, autorisant une comparaison quantitative entre les images. Nous proposons alors une analyse triadique partielle des donnees, qui conduit a une synthese de la capacite de choquet en tenant compte des comportements de toutes les phases. On evalue ainsi globalement la distance entre modele et realite. La comparaison de differents secteurs des plaines fluviales peut alors se faire, non pas en comparant la complexite de leurs representations cartographiques, mais en comparant le degre de complexite des modeles qui assurent leurs simulations
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Faivre, Bruno. "Coexistence et écologie de deux espèces jumelles d'hippolais." Dijon, 1992. http://www.theses.fr/1992DIJOS014.
Full textAbstract:
Deux espèces jumelles d'oiseaux à distributions parapatriques: Hippolais icterina et H. Polyglotta ne coexistent que sur une étroite bande frontière (zone de sympatrie) passant par la Bourgogne ou les populations sont étudiées depuis une trentaine d'années. H. Icterina régresse alors que H. Polyglotta est en expansion à l'échelle européenne. Les niches écologiques des deux espèces diffèrent sur une dimension fondamentale, à savoir le régime alimentaire, ce qui rend peu probable l'action d'un mécanisme de type exclusion par compétition. Lorsqu'elles coexistent directement, les deux espèces se groupent en agrégats plus populeux que lorsqu'elles nichent seules et subissent plus d'échecs totaux des nichées qui sont largement attribuables à la prédation. Ce phénomène est nettement plus accusé chez H. Icterina car le comportement des adultes expose plus les nichées aux predateurs chez cette espèce que chez l'autre hippolais. La simulation de modèles mathématiques de compétition interspécifique et de prédation à deux proies et un predateur confirme la prépondérance possible de la prédation. Ainsi, la régression de H. Icterina en Bourgogne semble liée à la présence de l'espèce jumelle (comme s'il s'agissait d'une exclusion par compétition) mais fait intervenir la prédation. La généralisation de ce mécanisme à la situation de retrait de H. Icterina au niveau européen reste à démontrer mais semble possible. Bien au-delà, ces résultats soulignent l'importance de la prédation dans la structuration et l'évolution des communautés.
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Leger, Jean-Benoist. "Modelling the topology of ecological bipartite networks with statistical models for heterogeneous random graphs." Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077185.
Full textAbstract:
Un réseau écologique constitue une représentation de l'ensemble des interactions entre espèces dans un contexte donné. L'analyse de la structure topologique de ces réseaux permet aux écologues d'identifier et de comprendre les processus sous-jacents. La détection de sous-groupes d'espèces interagissant fortement ensemble, souvent nommés communautés o compartiments, est un des principaux moyens pour interpréter la structure sous-jacente des réseaux. Il existe de nombreuses méthodes de classification non supervisée, qui peuvent être utilisées pour analyser des réseaux écologiques. L'analyse des réseaux est actuellement un sujet de recherche en pleine expansion avec des applications dans des domaines de recherches variés. À notre connaissance, il n'existe pas de comparaison des méthodes de classification non supervisée dans le cas des réseaux écologique. Nous avons effectué une revue des méthodes disponibles de classification non supervisées des noeuds, et nous les avons comparé dans un contexte écologique. Afin d'évaluer la contribution des différents processus expliquant la structure d'un réseau, nous avons introduit de l'information extérieure au réseau. Nous avons analysé deux réseaux d'interaction arbre-champignon et arbre-insecte. Ces résultats sont préliminaires, mais la méthode semble ouvrir des perspectives intéressantes en écologie. Nous avons également étudié un réseau écologique de nature différente, un réseau de reproduction entre arbres. Nous avons utilisé ces résultats pour discuter d'un concept central en écologie, le concept d'espèceAn ecological network is a representation of the whole set of interactions between species in a given context. Ecological scientists analyse the topological structure of such networks, in order to understand the underlying processes. The identification of sub-groups of highly-interacting species (usually called communities, or compartments) is an important stream of research. The most popular method for the search of communities in ecological networks is the modularity optimization method. However this popularity is more due to the first paper published on this topic than to a rational choice based on solid grounds. There are many other clustering methods that could be used to delimit communities in ecological networks. The analysis of complex networks is indeed a rapidly growing topic with many applications in several scientific fields. To our knowledge, no comparison of different clustering methods is available in the case of ecological networks. Here we reviewed the whole set of methods available for clustering networks and we compared them using an ecological benchmark. In order to assess the relative contribution of several processes to the network structure, we integrated exogenous information in the clustering model. We analysed two bipartite antagonistic networks with this method, a tree-fungus and tree-insect network. The results are still preliminary but the method seems to us very promising for future ecological studies. Finally we searched communities in a different kind of network, a mating network between individuals belonging to two hybridizing tree species. We used our results to discuss a concept which is central in ecology, the species concept
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Blanc, Laurence. "Données spatio-temporelles en écologie et analyses multitableaux : examen d'une relation." Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO10044.
Full textAbstract:
En écologie, l'étude de tout écosysteme dans ses dimensions espace-temps conduit à l'obtention d'un ensemble de données tri-dimensionnelles (variables x temps x espace) qui s'organisent naturellement sous la forme de plusieurs tableaux. En statistique, des méthodes dites multitableaux ont été créées pour analyser simultanément plusieurs tableaux de données. Or, bien que ces méthodes semblent bien adaptées aux traitements des données récoltées en écologie, leur usage dans cette discipline est encore peu répandu. En s'inscrivant à l'interface de la statistique et de l'écologie, l'objectif de ce mémoire est d'étudier dans quelle mesure les méthodes d'analyse multitableaux permettent de répondre effectivement aux questions posées par les écologues dans le cadre des études spatio-temporelles des écosystèmes aquatiques. Notre travail, fondé sur une synthese bibliographique et sur notre propre expérience acquise en traitant plusieurs jeux de données, a montré que ces méthodes permettent d'aborder dans un cadre rigoureux les problèmes d'identification de structures spatiales ou temporelles et l'étude de la permanence de ces structures dans le temps ou dans l'espace. Par ailleurs, ce travail a montré également l'apport dans de nombreux cas de ces méthodes par comparaison avec d'autres stratégies ou méthodes d'analyses de données plus couramment utilisées. En revanche, il s'est également révélé que dans certaines situations, l'utilisation des analyses multitableaux n'est pas forcement justifiée ou conduit à des résultats dont l'interprétation peut parfois être délicate. Finalement, l'intérêt des méthodes multitableaux apparaît fortement lié à l'objectif de l'étude et au degré de précision désiré par l'écologue lors de l'exploitation des résultats. En conclusion, nous pensons que la capacité de ces méthodes à répondre si précisément à autant de questions diverses concernant la permanence des structures fait qu'une diffusion plus large en écologie est fortement souhaitable.
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El, Maksoud Walid. "Estimation de fonctions de sélection des ressources : échantillonnage et analyse de données." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28356/28356.pdf.
Full textAbstract:
La façon dont un organisme se déplace dans un paysage est déterminée par l’interaction
entre son comportement de déplacement et la structure du paysage. Les modèles
qui prédisent la répartition des ressources dans l’espace supposent initialement que la
capacité à se déplacer est indépendante de la structure du paysage. C’est la préférence
qu’ont les animaux pour certains types de ressources qui fait que la structure du paysage
a un effet sur les habitudes de déplacement.
Notre objectif dans ce mémoire est d’étudier les méthodes d’échantillonnage et d’analyse
statistique permettant de modéliser l’effet des préférences qu’ont les animaux
pour certains types d’habitats sur leur comportement de déplacement. À l’aide d’une
étude par simulation, nous tentons de déterminer quels modes d’échantillonnage des
données sur les déplacements des animaux permettent d’obtenir des inférences valides
sur la sélection d’habitat lorsque les paramètres des modèles sont estimés par régression
logistique conditionnelle.
Mots-clés. bison ; étude cas-témoins ; fonction de sélection des ressources ; fonction
de sélection des pas ; mouvements d’animaux ; noyau de relocalisation ; parc Prince-
Albert ; régression logistique conditionnelle ; télémétrie.
9
Beffy, Jean-Luc. "Approche des structures ternaires en écologie par l'analyse en composantes principales à trois modes." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10057.
Full textAbstract:
En ecologie, une partie importante des problematiques de recherche de typologies conduit a l'echantillonnage de descripteurs biotiques ou abiotiques dans le temps et l'espace sous certaines conditions experimentales. Un cadre general des etudes de ce type peut donc etre elabore a l'aide des quatre dimensions ecologiques de base: les descripteurs, les lieux et dates d'echantillonnage et les conditions experimentales. La prise en compte de trois dimensions parmi quatre definit des problematiques dites ternaires dont on peut essayer d'etablir une typologie globale en considerant pour chacune des dimensions des niveaux d'apprehension (niveaux taxonomiques, echelles spatiales et temporelles, pratiques experimentales) que l'on peut ensuite mettre en relation (meme interet accorde a chaque niveau, preference accordee a un niveau particulier,). Inspiree de recentes propositions en morphometrie, une approche des etudes mises en uvre en ecomorphologie fournit une illustration du cadre general propose. Lorsque le plan d'observation est complet, l'etude des memes descripteurs dans les memes lieux a differentes dates permet l'obtention de donnees tridimensionnelles que l'on peut organiser sous une forme cubique formalisee par l'archetype lieux x descripteurs x dates. L'integration d'hypotheses ou contraintes ecologiques souleve le probleme des transformations applicables sur les donnees recueillies. Partant de l'examen des travaux effectues sur ce theme en ecologie vegetale dans un cadre bidimensionnel, nous exposons un large eventail de transformations qui correspondent aux multiples points de vue que l'on peut privilegier dans l'abord de donnees tridimensionnelles. En psychometrie, le besoin d'un traitement approprie de donnees cubiques a suscite le developpement d'une famille de methodes statistiques adequates. Au sein de cet ensemble, l'analyse en composantes principales a trois modes, introduite comme une extension de l'analyse en composantes principales (tucker, 1963), constitue un outil methodologique de choix (kroonenberg, 1983). Privilegiant une perspective historique, nous presentons les fondements mathematiques, les solutions algorithmiques successivement proposees et les proprietes statistiques associees. L'interet de la methode dans la mise en evidence d'interactions ternaires exprimant des structures complexes est ensuite teste sur divers jeux de donnees obtenus en limnologie, en ichtyologie et dans l'etude de la vegetation aquatique
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Chevenet, François. "Un environnement coopératif de résolution de problèmes pour l'analyse statistique en écologie." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10074.
Full textAbstract:
En ecologie, les problemes d'analyse statistique des relations especes-environnement augmentent en quantite et en qualite (complexite). Malgre une diffusion importante de nombreux programmes, il persiste un desequilibre entre d'une part un flot intense et un niveau de complexite eleve des problemes biometriques, et d'autre part la productivite creative d'un corps limite d'experts en statistiques. Pour tenter de reduire ce desequilibre, nous abordons la gestion et l'exploitation des strategies statistiques, c'est-a-dire la modelisation des connaissances methodologiques dans les processus d'analyse statistique. Nous apprecions ce probleme a la lumiere du concept d'environnement cooperatif de resolution de problemes. D'une part il s'agit d'integrer de multiples composantes specialisees, complementaires et inter-communicantes. D'autre part il s'agit d'integrer des capacites de cooperation homme-ordinateur afin de permettre l'exploration des nuances entre le tout automatique et le tout manuel. Nous proposons un environnement, denomme carol, integrant trois composantes : (i) coleoptera, une base de connaissances relatives au domaine d'application. Elle est implantee en shirka. Nous presentons un modele de representation des strategies ecologiques des coleopteres aquatiques de france (ii) slot, une base de connaissances relatives aux methodes factorielles de la statistique descriptive. Cette composante est une interface intelligente entre l'utilisateur et des programmes externes. Implantes en scarp, elle utilise un modele de taches et les methodes du dialogue a initiative mixte dans l'exploitation d'une bibliotheque organisee des methodes statistiques ou dans son utilisation comme plate-forme de programmation (iii) digit, un logiciel qui aborde l'aspect graphique de la modelisation en couplant des methodes du graphisme dynamique a ces bases de connaissances. L'environnement carol, participe a l'effort de definition d'un dictionnaire virtuel des pratiques statistiques en ecologie
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Pichancourt, Jean-Baptiste. "Modéliser la dynamique de population à différents niveaux d'observation, et le long de gradients d’évolution du paysage : le cas d'Abax parallelepipus (Coleoptera, Carabidae)." Rennes 1, 2006. http://www.theses.fr/2006REN1S102.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse a été d’évaluer l’impact du changement d’utilisation des terres sur la viabilité d’une population d’insecte forestier (Abax parallelepipedus : Coleoptera, Carabidae) à l’échelle du paysage. Sa structure interne a été modélisée à différents niveaux d’observation à l’aide de méthodes d’agrégation des variables appliquées aux modèles matriciels de population de type Leslie multi-régional. Nous montrons que la population peut s’éteindre pour certains seuils critiques de qualité, quantité et de fragmentation des habitats. Nous avons de plus développé un cadre de modélisation pour (i) inférer, à l’aide de modèles de l’espace des états, des paramètres à différent niveaux d’observation, à partir d’une série temporelle de données populationnelles à l’échelle du paysage (ii) à partir des paramètres nouvellement estimés, sélectionner le ou les modèles emboîtés permettant de prédire le plus parcimonieusement le devenir d’une population.
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Robinet, Christelle. "Modélisation mathématique des phénomènes d'invasion en écologie : exemple de la chenille processionnaire du pin." Paris, EHESS, 2006. http://www.theses.fr/2006EHES0077.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente la modélisation mathématique de la dynamique spatio-temporelle d'une population sous influence du changement climatique. Différentes approches sont réunies ici pour étudier la progression d'un insecte défoliateur, la chenille processionnaire du pin, vers le nord. Le modèle de Ricker avec retard montre que le cycle de pullulation de l'insecte a une période de 6 ans. La dynamique de l'expansion dans le Bassin Parisien est décrite par ce modèle de croissance couplé à une contrainte climatique et à un modèle de diffusion prenant en compte la répartition des pins. Nous montrons que le réchauffement climatique est véritablement à l'origine de cette expansion, même si l'hétérogénéité du milieu joue un rôle fondamental dans la vitesse de progression, et nous présentons un scénario d'expansion possible pour les prochaines annéesThis thesis reports a mathematical modelling of a spatio-temporal dynamic of a population responding to climate change. Several approaches are gathered to study the northward expansion of a defoliator insect, the pine processionnary moth. The delayed Ricker model proves that the outbreak cycle is 6-year periodic. The expansion dynamics in the Paris Basin is described by the model coupled to a climatic constraint and a diffusion model wich takes into account the pines distribution. We show that the climate change is really involved in the process of expansion even if the heterogeneity of the environnement is a key factor of the speed of propagation, and we finally suggest an expansion scenario for the next years
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Ezzahiri, Mustapha. "Application de l'analyse numérique à l'étude phytoécologique et sylvicole de la cédraie du Moyen-Atlas tabulaire : exemple de la cédraie de Sidi-Mguild." Aix-Marseille 3, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX30031.
Full textAbstract:
Quatre parties sont successivement envisagees: la premiere trace une esquisse climatique et bioclimatique de la zone. Deux secteurs ont pu etre distingues: le secteur occidental qui releve du bioclimat humide froid et le secteur oriental qui appartient au subhumide variante tres froide. La seconde interesse l'etude de la vegetation: dans 175 placettes couvrant toute la zone, ont pu etre etudiees les structures forestieres du massif de sidi mguild par une approche multivariable. Sept groupements vegetaux qui correspondent a sept unites homogenes ont ete decrits. La troisieme partie a ete consacree aux aspects sylvicols et plus particulierement aux problemes de productivite de la futaie inequene. Sur un echantillon de 175 arbres dominants, cinq classes de fertilite ont ete determinees. Les particularites de chaque site ont ete mises en evidence dans les plans factoriels des traitements numeriques. Il ressort que les conditions climatiques d'abord, les facteurs edaphiques ensuite sont les parametres differentiels. La quatrieme partie traite un bilan de la regeneration naturelle du cedre apres une periode d'amenagement. L'analyse factorielle des correspondances a mis en evidence quatre milieux differents pour la regeneration naturelle. Les facteurs responsables de celle-ci sont essentiellement les parametres climatiques, le substrat, la profondeur du sol et la structure de la vegetation
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Pradel, Roger. "Estimation et comparaison de probabilités de survie par suivi individuel et utilisation en biologie des populations." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20152.
Full textAbstract:
Les donnees de capture-marquage-recapture sont devenues le moyen privilegie pour l'etude des survies dans les populations naturelles mobiles. Une methode d'analyse est presentee qui est le pendant de l'analyse multivariee classique en termes de facteurs qualitatifs et quantitatifs, d'interactions et de choix de modeles. Les possibilites ainsi ouvertes servent a aborder dans des cas concrets des problemes varies de la biologie des populations ou les survies (ou les probabilites de disparition) jouent un role important
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Ravigné, Virginie. "Etude théorique des évolutions conjointes de traits : les exemples de la spécialisation écologique et de la dispersion chez les plantes." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20200.
Full text
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Puzin, Charlène. "Influence of habitat configuration on arthropod life history traits : a multi-scale approach in spatially structured systems." Paris, Muséum national d'histoire naturelle, 2014. http://www.theses.fr/2015MNHN0002.
Full textAbstract:
Les variations des traits d’histoire de vie des organismes permettent d’évaluer l’impact des activités humaines sur la biologie des individus, mais aussi sur l’ensemble des populations. En effet, les activités humaines modifient la configuration paysagère d’un milieu : surface et degré d’isolement de l’habitat, qualité de l’habitat et de la matrice environnante… Les marais salés, en raison de leur configuration rare, linéaire et fragmentée le long des côtes et de leur état de fragmentation dû aux activités humaines, se révèlent être des systèmes idéaux pour étudier l’influence de la configuration de l’habitat sur les traits d’histoire de vie des arthropodes qu’ils abritent, que ce soit à l’échelle populationnelle ou des communautés. Ces espèces, selon leur préférence écologique, en terme d’habitat et régime alimentaire, leur taille, ou encore leur capacité de dispersion, réagissent en effet de manière différente en termes de fitness et d’abondanceVariations in organism life history traits allow assessing the impact of human activities on individual biology, but also on entire populations. Human activities actually modify the landscape configuration of an environment: habitat surface and degree of isolation, habitat and surrounded matrix suitability… Salt marshes, because of their rare, linear and fragmented configuration along coasts and their fragmented condition due to human activities, are thus ideal systems to study the influence of habitat configuration on life history traits of arthropods that inhabit them, at both population and community levels. These species, according to their ecological preference in terms of habitat and diet, their size, or their dispersal ability, indeed react in different ways in terms of fitness and abundance
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Virgili, Auriane. "Modelling distributions of rare marine species : the deep-diving cetaceans." Thesis, La Rochelle, 2018. http://www.theses.fr/2018LAROS003/document.
Full textAbstract:
Les cétacés grands plongeurs, cachalots Physeteridae et Kogiidae, et baleines à bec Zipiidae, sont des espèces marines rares. Leur faible densité, aire de distribution étendue et faible disponibilité en surface génèrent de faibles taux d’observations. Cette particularité constitue un défi pour la modélisation d’habitat de ces espèces, préalable à leur conservation. Les modèles doivent gérer l’abondance de zéros qui limitent leur capacité à inférer des résultats écologiquement cohérents. Cette thèse vise donc à trouver une méthodologie adaptée aux jeux de données abondants en zéros, à déterminer comment les variables environnementales influencent la distribution des grands plongeurs et à prédire les zones potentielles qu’ils utilisent. Tester la capacité de prédiction de différents modèles d'habitat confrontés à un nombre décroissant d’observations a permis de souligner la pertinence d’un modèle, même si un minimum de 50 observations est nécessaire pour fournir des prédictions fiables. Des données issues de différentes campagnes visuelles ont été assemblées afin de produire les premières cartes de densités de grands plongeurs à l’échelle de l’océan Atlantique Nord et la mer Méditerranée. Les densités les plus élevées sont prédites dans les eaux entre 1500 et 4000 m de profondeur et près des fronts thermiques, particulièrement le long des pentes continentales et à l'ouest de l'océan Atlantique Nord. Par ailleurs, l’analyse de la transférabilité des modèles a montré une variation des habitats préférentiels en fonction des écosystèmes. Finalement, cette thèse permet de discuter les défis de la modélisation statistique appliquée aux espèces rares et les applications de gestion associéesDeep-diving cetaceans, sperm- and beaked whales Physeteridae, Kogiidae and Ziphiidae, are rare marine species. Due to their low densities, wide distribution ranges and limited presence at the water surface, visual surveys usually result in low sighting rates. This paucity of data challenges the modelling of their habitat, prerequisite for their conservation. Models have to cope with a great number of zeros that weakens the ability to make sound ecological inferences. Consequently, this thesis aimed at finding a methodology suitable for datasets with a large number of zeros, determining how environmental variables influence deep-diver distributions and predicting areas preferentially used by these species. By testing the predictive performance of various habitat models fitted to decreasing numbers of sightings, I selected the most suitable model and determined that at least 50 sightings were needed to provide reliable predictions. However, individual surveys can rarely provide sufficient deep-diver sightings thus I merged many visual survey datasets to produce the first basin-wide deep-diver density maps in the North Atlantic Ocean and the Mediterranean Sea. Highest densities were predicted in waters from 1500-4000 m deep and close to thermal fronts ; hotspots were predicted along the continental slopes, particularly in the western North Atlantic Ocean. In addition, a model transferability analysis highlighted that habitat drivers selected by the models varied between contrasted large ecosystems. Finally, I discussed challenges related to statistical modelling applied to rare species and the management applications of this thesis
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Le, Fur Jean. "Modélisation numérique des transferts de radioéléments artificiels en mer de Manche : processus hydrodynamiques, biologiques et sédimentaires." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10129.
Full textAbstract:
L'evaluation du devenir des radioelements issus des rejets chroniques ou accidentels qui affectent l'ecosysteme de la manche est envisagee au moyen de methodes numeriques. Pour des zones peu distantes du centre de retraitement de la hague, une etude statistique permet d'etablir une relation directe entre les quantites de ruthenium-106 rejetees par l'emissaire et les concentrations de ce radioelement dans les algues marines. Pour le cas general, un modele a caractere pluridisciplinaire est developpe. Les constituants etudies sont l'environnement liquide (vecteur des radioelements), la matiere particulaire (piege a radioelements) et les macro-organismes vivants (recepteurs des radioelements). La dispersion des radioelements dans l'environnement liquide est calculee a partir de modules distincts permettant l'estimation des courants de maree (resolution du systeme de saint venant), du transport des masses d'eau et de la diffusion des radioelements. La fixation de radioelements sur la matiere particulaire est formalisee par un coefficient d'ajustement integre dans l'equation de la diffusion. Les transferts de radioelements entre la phase liquide et les organismes sont modelises a l'aide d'un systeme a compartiments; les fluctuations de la source sont prises en compte dans la formulation. L'ensemble des modeles est integre dans un systeme de calcul qui permet leur utilisation en sequence de facon automatique. Les estimations de courant et des trajectoires sont en accord avec les observations et permettent d'envisager des applications a court terme du systeme. A partir d'une double experience realisee in situ, le modele de transfert de radioelements aux organismes est valide. Les poinits qui restent a preciser sont principalement les transferts a la matiere particulaire, la calibration du systeme pour les etudes a long terme et certains facteurs a prendre en compte dans le modele de trans
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Carre, Catherine. "Transfert de radionucléides dans les organismes vivants : analyse de données et modélisation : application au domaine de la Manche." Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10238.
Full textAbstract:
De nombreuses donnees issues de prelevements effectues sur le pourtour de la manche entre 1984 et 1993 concernant les concentrations de differents radionucleides (ru-106, co-60, sb-125, cs-137, cs-134) chez plusieurs organismes marins (algues et mollusques) sont analysees a l'aide de methodes statistiques (analyses univariees, multivariees, spectrales). Ce bilan met en evidence l'heterogeneite spatiale et temporelle du domaine d'etude. Un lien etroit apparait entre les series temporelles representant les rejets de l'usine de retraitement de la hague et les concentrations dans l'eau de mer et les bioindicateurs. Des sources secondaires, comme l'accident de tchernobyl en mai 1986, interviennent aussi ponctuellement dans le temps et dans l'espace. Les phenomenes de transfert sont egalement influences par d'autres parametres comme le type d'effluents, les formes physico-chimiques des radionucleides, les processus hydrodynamiques et la physiologie des organismes. L'etude du k-40, un radionucleide naturel, a montre l'existence d'une rythmicite annuelle a relier aux cycles physiologiques des organismes. Plusieurs types de modelisation sont aussi engages. Le transfert global entre la source radioactive et les concentrations dans les organismes vivants peut etre represente par des parametres statistiques (ajustement a des equations traduisant la decroissance spatiale ou methode basee sur des correlations croisees). Ces modeles sont en general limites dans leur champ d'application. Un deuxieme type de modele conceptualise le transfert des radionucleides entre l'eau de mer et la matiere vivante. L'utilisation du facteur de concentration permet d'effectuer une estimation rapide des concentrations dans les bioindicateurs. Un modele base sur la theorie des compartiments est egalement valide. Malgre son contenu cognitif important, son application parait essentiellement adaptee aux cas de rejets accidentels. L'ensemble de ces methodes a permis de preciser les caracteristiques de certains radionucleides, de decrire l'environnement radioecologique de la manche, d'ameliorer les strategies de suivi et de rejets et de tester differents modeles
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Lardeux, Frédéric. "Biologie, écologie et dynamique de population de l'éperlan (Osmerus eperlanus, L. ) (poisson, clupéiforme, L. ) dans l'estuaire de la Loire (France)." Brest, 1986. http://www.theses.fr/1986BRES2031.
Full text
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Struski, Caroline. "Modélisation des flux de matières dans la baie de Marennes-Oléron : couplage de l'hydrodynamisme, de la production primaire et de la consommation par les huîtres." La Rochelle, 2005. http://www.theses.fr/2005LAROS139.
Full textAbstract:
Pour répondre aux questions de capacité trophique de la baie ostréicole de Marennes-Oléron, des modèles ont été mis en œuvre depuis les années 90. La dynamique du système est ici étudiée en utilisant un modèle 2D d'hydrodynamisme et de transport à mailles fines (SiAM2D). La modélisation et l'analyse de données existantes sont utilisées pour répondre aux questions suivantes : quels facteurs contrôlent la production primaire dans la baie, à quelles échelles de temps agissent ces facteurs, quel lien existe entre production pélagique et microphytobenthique, et quel est l'impact des huîtres sur le compartiment planctonique. SiAM2D sert d'outil pour coupler modèles de production primaire pélagique et microphytobenthique, et de filtration par les huîtres. Le modèle de production pélagique est calibré à partir de mesures de productivité réalisées pour la première fois à l'échelle de la baie. Ces mesures montrent que la production est dépendante uniquement de la lumière disponible dans la colonne d'eau. A l'échelle de l'année, le modèle est paramétré en utilisant une limitation par les nitrates. Les productions primaires pélagique et microphytobenthique sont du même ordre de grandeur à l'échelle de l'année. L'étude de scénarii de consommation et d'ingestion montrent que l'effet des huîtres sur la Chla est au maximum de 50%. Les différentes échelles spatio-temporelles des processus sont définies à partir des résultats de modélisation, de l'analyse de bases de données et de nouvelles campagnes de mesures. La marée joue ainsi un rôle important dans le transport. Cette baie se caractérise par un temps de chasse très court et par une dichotomie Est-Ouest de fonctionnementTo answer the questions of trophique capacity of the oyster bay of Marennes-Oléron, models were implemented since the 90s. The dynamics of the system is studied here by using a model 2D of hydrodynamism and transport with fine meshes (SiAM2D). The modelling and the analysis of existing data are used to answer the following questions: which factors control the primary production in the bay, in which scales of time act these factors, which link exists between pelagic and microphytobenthic productions , and which is the impact of oysters on the planctonic compartment SiAM2D serves as tool to couple models of pelagic and microphytobenthic primary production, and of filtration by oysters. The model of pelagic production is calibrated from measures of productivity realized for the first time on the scale of the bay. These measures show that the production is dependent only on the available light in the column of water. On the scale of year, the model is parametrized by using a limitation by nitrates. The pelagic and microphytobenthic primary productions are the same order on the scale of year. The study of scénarii of consumption and ingestion show that the effect of oysters on Chla is at most 50 %. The various spatiotemporal scales of the processes are defined from the results of modelling, the analysis of data bases and new campaigns of measures. The tide plays an important role in the transport. This bay is characterized by a very short flushing-time and by an East-west dichotomy of functioning
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Poreau, Brice. "Biologie et complexité : histoire et modèles du commensalisme." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01063917.
Full textAbstract:
Le commensalisme est une association biologique au sein de laquelle le commensal obtient un avantage, alors que son hôte n'obtient ni avantage, ni désavantage. Ce type d'association est théorisé durant la seconde moitié du dix-neuvième siècle, notamment par Pierre-Joseph Van Beneden (1809-1894). Zoologiste belge, professeur à l'université de Louvain, il propose dans son ouvrage de 1875 intitulé Les commensaux et les parasites dans le règne animal, 264 exemples d'associations qu'il classe parmi le commensalisme. Ses travaux ont un retentissement majeur dans l'univers des zoologistes de son époque. Le concept de commensalisme perdure alors jusqu'au vingt-et-unième siècle et interroge sur les notions d'individualité, d'individuation et d'association. Notre étude porte non seulement sur le développement de ce concept au cours du dix-neuvième siècle, que nous démontrons par de nombreux documents inédits issus des archives de Pierre-Joseph Van Beneden, mais aussi sur la pérennité du concept jusqu'à nos jours. Le commensalisme est interprété comme un " marqueur " de l'émergence de nouvelles sciences du vivant : la microbiologie et l'écologie. Plus qu'un concept scientifique, le commensalisme apparaît alors comme un concept illustrant la complexité du vivant
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Mabrouk, Nabil. "Analyzing individual-based models of microbial systems." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00712153.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre du débat en écologie théorique entre ceux qui favorisent les modèles mathématiques agrégés contenant un nombre relativement faible d'équations exprimant quelques principes généraux et ceux qui préfèrent les modèles individus-centré (multi-agents) qui sont structurellement plus réalistes et comprennent une représentation détaillées des processus et interactions à l'échelle de l'individu. Dans cette thèse nous proposons d'établir un lien entre ces deux approches en dérivant des modèles déterministes basés sur les moments spatiaux et approximant la dynamique des modèles individus-centrés de systèmes microbiens. Nous illustrons cette approche sur l'exemple de croissance d'un bio lm formé par des bactéries mobiles ou immobiles. Nous montrons que les modèles des moments peuvent rendre compte des principales propriétés des structures spatiales obtenues par simulation individus-centrée. En n nous explorons les limites des modèles des moments notamment à rendre compte de l'e et des uctuations locales de l'environnement des individus lorsque celles ci a ectent la dynamique du système microbien simulé par le modèle individus-centré.
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Fekih, Salem Radhouane. "Modèles mathématiques pour la compétition et la coexistence des espèces microbiennes dans un chémostat." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01018600.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'analyse mathématique de modèles de compétition de plusieurs espèces microbiennes sur un seul nutriment dans un chémostat. L'objectif est de montrer la coexistence des espèces par divers mécanismes pour affirmer la biodiversité que l'on trouve dans les écosystèmes aquatiques et terrestres ainsi que dans les bioréacteurs. Nous nous somme intéressés principalement à trois mécanismes de coexistence :1- La compétition inter-spécifique entre les populations de micro-organismes et intra-spécifiques entre les individus de la même espèce.2- La floculation où l'espèce la plus compétitive inhibe sa propre croissance par la formation des flocs pour pouvoir coexister avec les autres espèces. En fait, ces bactéries en flocs consomment moins du substrat que les bactéries isolées puisqu'ils ont un moins bon accès au substrat, étant donné que cet accès au substrat est proportionnel à la surface extérieur du floc.3- La densité-dépendance dont le modèle peut être construit à partir du modèle de floculation en supposant que la dynamique de floculation est plus rapide que la croissance des espèces. Dans ce modèle densité-dépendant, le taux de croissance et le taux de prélèvement dépendent non seulement de la densité du substrat mais aussi de la densité de la biomasse.Enfin, nous avons étudié un modèle de digestion anaérobie à trois étapes avec dégradation enzymatique du substrat (matière organique) dont une partie peut être sous forme particulaire. L'analyse mathématique montre que ce modèle peut présenter la quadri-stabilité avec lessivage d'aucune, d'une ou de deux espèces selon la condition initiale.
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Le, Mezo Priscilla. "Variabilité des écosystèmes marins de l'échelle inter-annuelle au dernier cycle glaciaire-interglaciaire." Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLV003.
Full textAbstract:
La variabilité du système climatique influence la productivité et la distribution des espèces marines sur toutes les échelles de temps, de la variabilité saisonnière et inter-annuelle aux cycles glaciaires-interglaciaires. Mais ces liens entre climat et écosystèmes marins sont encore largement méconnus, de telle sorte que les prévisions des changements à venir sont difficiles. De plus, parce que les indicateurs paléoclimatiques issus des archives marines sont souvent liés au fonctionnement de l’écosystème, cette méconnaissance limite la fiabilité de la reconstruction de la variabilité climatique passée.Ce travail de thèse vise à améliorer notre connaissance de ces liens entre climat et écosystèmes marins : nous nous sommes intéressés aux changements de productivité marine au cours du dernier cycle glaciaire-interglaciaire, et nous nous sommes aussi penchés sur la réponse de l’écosystème, incluant l'ensemble des niveaux de la chaine trophique, à la variabilité inter-annuelle à décennale en climat pré-industriel. Ce travail est basé sur l’utilisation d’un modèle climatique (IPSL-CM), d’un modèle de biogéochimie marine (PISCES) et d’un modèle de niveaux trophiques supérieurs (APECOSM).Dans un premier temps, nous montrons que le lien entre l’intensité de la mousson indienne et la productivité primaire marine, en été boréal dans la mer d’Arabie, n’est pas direct. En effet, il apparait indispensable pour comprendre les changements de productivité de considérer, en plus de l'intensité de la mousson, la structure de la mousson. En particulier, la position du Jet de Findlater par rapport à la côte de la péninsule arabique est un paramètre important puisqu'elle conditionne la dynamique d'Ekman dans la région.Dans un second temps, nous avons étudié les variations de la productivité marine au large de l'embouchure du fleuve Congo et leurs liens avec le fleuve et les changements de dynamique atmosphérique africaine. Ce travail a mis en évidence que la relation entre l'intensité de la mousson et l'intensité des alizés, souvent utilisée dans les reconstructions climatiques, n'est pas toujours vérifiée. Selon le climat étudié, l'importance des effets thermiques ou dynamiques sur les changements de précipitations et de vents simulés est différente.Dans un troisième temps, nous avons étudié l'effet de la variabilité inter-annuelle sur les changements de productivité passés et sur le signal climatique potentiellement enregistré par des indicateurs climatiques biologiques.Enfin, la dernière partie de cette thèse se focalise sur la réponse des organismes marins des haut-niveaux trophiques à la variabilité climatique à différentes fréquences. Ce travail a révélé que les organismes marins répondent de façons différentes aux variations environnementales en fonction de leur taille et de leur habitatClimate variability influences marine primary productivity and marine species distribution over all timescales, from seasonal to interannual variability and glacial-interglacial cycles. The links between climate and marine ecosystems are still sparsely known so that the predictions of futur changes are difficult. Moreover, because paleoclimate recorders extracted from marine archives are often linked to the functionning of the ecosystem, this lack of knowledge limits our ability to reconstruct past climate variability.This thesis work aims at improving our knowledge of these links between climate and marine ecosystems : we have looked into marine productivity changes during the last glacial-interglacial cycle, but we also examined the "end-to-end" ecosystem response to inter-annual to decadal variability in a pre-industrial climate. This work uses a climate model (IPSL-CM), a bio-geochemical model (PISCES) and a model of high trophic levels (APECOSM).First, we show that the link between Indian summer monsoon intensity and marine primary productivity in the Arabian Sea is indirect. Indeed, it appears necessary to consider the monsoon pattern, such as the Findlater Jet position, which drives the Ekman dynamics in the region, as well as its intensity to understand the productivity changes.Second, we study the marine productivity changes off the Congo river mouth and their links with the river runoff and the African atmospheric dynamics. This work shows that the relationship between monsoon intensity and trade winds intensity, often used to reconstruct past changes, is not always verified. Depending on the climate, thermal or dynamical effects are more or less prominent drivers of the simulated changes in precipitation and winds. Productivity off the Congo river mouth, which is mainly located in the subsurface, seems more affected by the ocean and atmosphere dynamics than by the river supply in nutrients.Third, we study the inter-annual variability effects over past productivity changes and over the climatic signal potentially recorded in the biological climate proxies.Finally, the last part of the thesis focuses on high trophic levels marine organisms response to climate variability at different frequencies. This study shows that marine organisms response to environmental changes varies with the organism' size and habitat
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Maigrot, Jean-Louis. "La relation homme-territoire à de grandes échelles d'espace : (contribution à la mise au point d'un modèle permettant, à un niveau communal, de localiser des enjeux territoriaux)." Dijon, 1997. http://www.theses.fr/1997DIJOL020.
Full text
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Lévi, Laurent. "Modélisation par des problèmes hyperboliques de perturbations d'écosystèmes hydriques." Pau, 1994. http://www.theses.fr/1994PAUU3004.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objet l'étude de problèmes de Dirichlet hyperboliques non linéaires du premier ordre, associés à une contrainte forcée d'obstacle unilatéral sur un ouvert borné. Lorsque la fonction-obstacle est régulière et vérifie la condition aux limites, on ramène cette étude, par translation, à celle d'une équation de transport avec terme de réaction, associée à une contrainte de positivité et à des conditions de bord de Dirichlet homogènes. On donne une formulation faible entropique contrôlant les discontinuités le long de chaque onde de chocs et le long de la frontière libre, pour laquelle on établit un résultat d'existence et d'unicité. La solution est d'abord obtenue par la méthode de pénalisation, puis par perturbations singulières du problème du premier ordre au moyen d'inéquations de type parabolique dégénéré ou non, associées à la même contrainte de positivité. Enfin, la régularité et le comportement au bord de la fonction-obstacle sont affaiblis ; l'argument de translation ne peut alors être repris et l'opérateur pénalisant dépend des variables de temps et d'espace. Cette difficulté n'a permis de développer la méthode de pénalisation qu'en dimension d'espace 1
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Derville, Solène. "Écologie spatiale des baleines à bosse en zone de reproduction : habitats, distribution et mouvements dans le Pacifique Sud." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS374.
Full textAbstract:
Comprendre les facteurs sociaux et environnementaux de la distribution et des mouvements de la mégafaune marine est essentiel à sa conservation. Les cétacés sont des espèces rares et mobiles, dont la gestion nécessite une meilleure compréhension des habitats qu’ils occupent. Cette thèse a eu pour but d’étudier l’écologie spatiale d’une population en danger de baleines à bosse (Megaptera novaeangliae) dans l’océan Pacifique Sud. En utilisant un ensemble de données multidisciplinaires collecté entre 1995 et 2018 en Nouvelle-Calédonie et en Océanie, cette thèse a poursuivi trois objectifs : 1) étudier les meilleures pratiques de modélisation de la distribution des cétacés, 2) acquérir une meilleure compréhension de la distribution, des habitats et des mouvements des baleines à bosse dans leur zone de reproduction d’Océanie, 3) prédire les zones de conservation prioritaires et les menaces potentielles pour les baleines à bosse dans cette région. La modélisation de la distribution d’une grande baleine migratrice à partir de données de recherche non systématique et issues de la science participative a fourni des prédictions de bonne qualité, tant que l’hétérogénéité spatiale de l’échantillonnage et la tendance statistique au surapprentissage étaient correctement prises en compte. Les modèles additifs généralisés ont été privilégiés pour leur équilibre en termes de complexité des relations modélisées, leur rendu écologiquement explicite et leur capacité de transferabilité. Les modèles d’utilisation de l’habitat à différentes échelles spatiales ont révélé une préférence pour une diversité d’habitats peu profonds répartis dans une large gamme de température des eaux en Océanie. Les monts sous-marins et bancs peu profonds ont été identifiés comme d’importants habitats de reproduction et de développement pour les baleineaux. Ces reliefs sous-marins jouent également un rôle clé dans la connectivité au sein et entre les populations. Cette utilisation unique et inattendue de l’habitat pélagique a des conséquences importantes sur la gestion spatiale des baleines à bosse. La prédiction des habitats de reproduction présents et futurs à des échelles multiples fournit une base scientifique pour la désignation de zones de conservation prioritaires et la protection contre les menaces générées par les activités humaines et le changement climatique dans le Pacifique SudUnderstanding the social and environmental drivers of the distribution and movements of marine megafauna is essential to their conservation. Cetaceans are elusive and mobile species, whose management requires an improved understanding of habitat use patterns. This thesis is aimed at investigating the spatial ecology of an endangered population of humpback whales (Megaptera novaeangliae) in the South Pacific Ocean. Using a multidisciplinary dataset collected between 1995 and 2018 in New Caledonia and Oceania, this thesis addressed three objectives, 1) investigate best practices to cetacean species distribution modeling, 2) acquire fundamental knowledge on the distribution, habitats and movements of humpback whales in Oceania breeding grounds, and 3) predict priority conservation areas and potential threats to humpback whales. Modeling the distribution of a migratory large whale from non-systematic visual survey and citizen science data provided valuable space-use predictions when uneven survey effort and statistical overfitting were specifically addressed. Generalized Additive Models were favored for their complexity trade-off, ecological interpretability and transferability. Models of habitat use revealed a preference for a diversity of shallow habitats (low island and atoll lagoons, barrier reef and high island slopes, banks and seamounts) spread over a relatively large thermal range over Oceania. Shallow seamounts and banks were identified as major breeding and nursing habitats and play a key role in the connectivity within and between populations. This unique and unexpected use of pelagic waters has important consequences for the spatial management of humpback whales. The predictions of present and future suitable humpback whale breeding habitats at multiples scales provide science-based evidence for priority conservation areas, and enable mitigation of threats from anthropogenic activities and climate change in the South Pacific
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Benouari, Ouassima. "Critère de sélection de variables pour les modèles de régression logistique conditionnelle mixte lorsque la structure des effets aléatoires est inconnue." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/36598.
Full textAbstract:
Nous évaluons la perfomance du critère récemment proposé meanAIC comme critère de sélection de variables pour les modèles de régression logistique conditionnelle mixte. Il s’agit d’un critère basé sur l’information d’Akaike, calculable lorsque le modèle est ajusté à l’aide d’une méthode d’estimation en deux étapes. En outre, le calcul de meanAIC ne nécessite pas la spécification de la structure des effets aléatoires ; il est donc d’une grande utilité comme premier filtre pour les variables dans une première analyse où la structure des effets aléatoires est typiquement inconnue. Ce travail a été motivé par les applications en écologie, où la sélection de variables est traditionnellement basée sur les critères d’information plutôt que sur les méthodes de régularisation. Ces études utilisent les données télémétriques de déplacement animal collectées selon un plan d’échantillonnage cas-témoins apparié et analysées à l’aide d’un modèle de régression logistique conditionnelle mixte. Nous effectuons une étude de simulation pour évaluer la capacité de meanAIC à correctement identifier les covariables potentiellement importantes dans le modèle et nous illustrons son utilisation à l’aide de données de sélection d’habitat collectées sur des caribousWe assess the perfomance of the recently proposed criterion meanAIC as a variable selection criterion for mixed conditional logistic regression models. It is a criterion based on Akaike’s information, computable when the model is fitted with a two-step estimation method. In addition, the calculation of meanAIC does not require the specification of the random effects structure; it is thus of great use as a first covariates filter in the early stage of the analysis when the random effects structure is typically unknown. This work is motivated by applications in ecology where the model selection is traditionally based on information criteria rather than on regularization. These studies use animal movement telemetric data collected using a matched case-control sampling design that are analyzed with a mixed conditional logistic regression model. We conduct a simulation study to assess the ability of meanAIC to correctly identify potentially important covariates and illustrate its use by analyzing habitat selection data collected on caribou.
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Dinaharison, Jean Bienvenue. "Conception d’une approche spatialisée à base d’agent pour coupler les modèles mathématiques et informatiques : application à la modélisation du processus écosystémique du sol." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS184.
Full textAbstract:
Le sol est un environnement fortement hétérogène dans lequel de nombreux processus interagissent pour fournir des services écosystémiques. L'approche de couplage de modèle propose de définir ce type de système en utilisant une architecture modulaire dans laquelle les divers processus représentés par des modèles communiquent pour reproduire les différents aspects du mécanisme d'un phénomène tel que le fonctionnement du sol. Dans ce projet de thèse, développons une telle approche dans le but de modéliser le fonctionnement du sol. Les défis d'un tel projet réside sur la résolution des problèmes de représentation des processus du sol. Ces problèmes de représentation prennent leur origine du fait qu'on réutilise des modèles venant de disciplines variés pour décrire les processus. Cet hétérogénéité de représentation peut se résumer par l'écriture des modèles, le cadre d'exécution temporelle et la résolution des données décrites par les modèles. Ces contraintes de couplage, sont traités par bon nombre d'approches dans la littérature. Tous proposent des solutions satisfaisantes à ces contraintes dans leur domaines d'application respectives. Dans nôtre approche, nous utilisons le paradigme agent pour encapsuler les divers processus du sol. Ces processus communiquerons à travers l'espace en utilisant les ressources qui y sont présent. Le comportement des processus dépendent alors de la disponibilité des ressources. Un problème de coordination peut jaillir de ce type de couplage, les processus peuvent consommer de la ressource de manière simultanée alors que cette dernière peut ne pas supporter cette demande. Pour remédier à cela nous utilisons une technique en théorie d'action appelé Influence-Reaction afin de définir des stratégies pour gérer ce type de situation. Nous nous sommes inspiré des approches présente dans la littérature afin de gérer les différentes temporalités des processus. Cette approche de couplage a été appliqué à un modèle de décomposition de la matière organique ou plusieurs processus (vers de terre, microbes et racine) se disputent de la ressource dans un sol. Les résultats suggèrent que l'utilisation de nôtre approche sied à la modélisation du fonctionnement du sol, mais donnent aussi des indications plus précises quand à la disponibilité de la ressourceSoil is a highly heterogeneous environment in which many processes interact to provide ecosystem services. Model coupling approaches propose to define such system by using a modular architecture in which various processes, represented by models, communicate to reproduce different aspects of a phenomenon such as soil functioning. In this thesis project, we develop such an approach for the purpose of modelling soil functioning. The challenges of such a scheme lie in solving representation problems of soil processes. These representation problems originate from the fact that models from various disciplines are reused to describe the processes. By representations problems, we mean model description which can be (individual or equation based), the temporal execution settings and data resolution. These coupling constraints are addressed by a number of approaches in the literature. All of them propose satisfactory solutions to these constraints in their respective application fields. In our approach, we use the agent paradigm to encapsulate the various soil processes. Then processes will communicate through the space by using resources inside it. The behaviour of the processes then depends on the availability of resources. A coordination problem can arise from this type of coupling, as processes may consume the resource simultaneously while the resource may not support this demand. To overcome that matter, we use an action-theoretic technique called Influence-Reaction to define strategies to manage this type of situation. We used algorithms suggested by the abbundant litterature to manage any processes temporality issues. This coupling approach was applied to a model of organic matter decomposition in which several processes (earthworms, microbes and roots) compete for soil ressources. The results suggest that the use of our approach is suitable for modelling soil functioning, but also gives more accurate indications of resource availability
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Prima, Marie-Caroline. "Utilisation de l'espace par les grands herbivores dans un environnement hétérogène et dynamique : méthodologie et applications." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/34748.
Full textAbstract:
L’objectif général de cette thèse est de développer des modèles mécanistes de l’utilisation de l’espace qui sont basés sur les déplacements des animaux, afin de comprendre et d’anticiper la répartition spatiale des populations animales dans des environnements hétérogènes et dynamiques. J’utilise et je développe des méthodologies qui intègrent autant la modélisation mathématique de la dynamique spatio-temporelle des déplacements que des analyses statistiques de données simulées et empiriques de déplacement. Dans mon premier chapitre, j’effectue une série de simulations afin de clarifier combien de grappes sont nécessaires lors d’une estimation par équations d’estimation généralisées, pour correctement tenir compte de la corrélation dans les données de déplacement et obtenir des inférences robustes sur la sélection de l’habitat. Mes simulations révèlent que 30 individus indépendants, chacun étant assigné à une grappe, suffisent pour éviter la mesure biaisée de l’incertitude sur la sélection de l’habitat lors des déplacements dans un environnement hétérogène. Dans le cas où moins de 30 individus sont disponibles, il est possible d’augmenter le nombre de grappes en divisant les données des individus, cependant il faut s’assurer de la présence d’une autocorrélation temporelle et d’une faible hétérogénéité interindividuelle dans les données. Dans mon deuxième chapitre, je développe un modèle statistique de déplacement permettant d’identifier différentes phases comportementales par lesquelles passent les individus (p. ex., alimentation, déplacements entre les parcelles de ressource) et de révéler la sélection de l’habitat spécifique à chaque phase, pour l’ensemble de la population et à partir de données collectées irrégulièrement. L’analyse de données simulées et empiriques de déplacement de trois grands herbivores dont le bison des prairies (Bison bison bison), le cerf à queue noire (Odocoileus hemionus) et le zèbre des plaines (Equus quagga) démontrent la robustesse et la bonne capacité de prévision du modèle. Cet outil statistique est également flexible puisque j’évalue différents processus écologiques à partir de ces données tels que l’alimentation, la migration ou encore les réponses comportementales face à un prédateur. De plus, je montre la nécessité de tenir compte des phases comportementales pour correctement caractériser la sélection de l’habitat lors des déplacements des animaux. Le développement mathématique que j’ai effectué dans mon troisième chapitre permet de coupler les déplacements des individus au sein d’un réseau de parcelles de ressources et le temps de résidence dans les parcelles afin de prévoir, de façon mécaniste, la répartition spatiale d’une population dans un environnement hétérogène. De plus, j’illustre une méthodologie pour identifier et prévoir le réseau théorique le plus représentatif de l’espèce étudiée. Je démontre à partir de l’application du modèle aux données de bisons des prairies, que la topologie du réseau théorique est cruciale pour correctement anticiper l’utilisation de l’espace d’une population, ainsi que pour implémenter des plans de gestion ou de conservation les plus réalistes possibles. Dans mon chapitre 4, je teste empiriquement la robustesse d’un réseau de parcelles de ressources lorsque celui-ci est perturbé par une fragmentation anthropique du paysage. Les résultats révèlent que les caribous des bois (Rangifer tarandus caribou) reconnectent certaines parcelles favorisant ainsi la robustesse du réseau. Cependant, les prévisions de la répartition spatiale des individus obtenues en utilisant le modèle mécaniste développé dans le chapitre 3 démontrent que, malgré la reconnexion, l’utilisation des parcelles de ressources par les caribous change suite à la perturbation. De plus, ce changement est plus soutenu lorsque ce sont les parcelles les plus connectées (c.-à-d., les pôles) qui sont fragmentées. Ma thèse apporte une contribution méthodologique pour mieux tenir compte de la corrélation dans les données de déplacement et intégrer les phases comportementales lors de l’analyse de la sélection de l’habitat dans des paysages hétérogènes. Mon travail permet aussi de faire le lien entre la théorie des réseaux et l’utilisation de l’espace pour prévoir d’une façon mécaniste la répartition spatiale des populations animales dans des environnements hétérogènes et dynamiques. Mon doctorat donne également lieu à une évaluation du contexte dans lequel la théorie des réseaux peut s’appliquer à l’écologie spatiale. Finalement, ma thèse vient améliorer notre compréhension mécaniste des déplacements de quatre espèces de grands herbivores.In my thesis, I develop mechanistic models of space use based on animal movement, to understand and to predict population distribution in heterogeneous and dynamic landscapes. Used and developed methodologies couple mathematical modelling of the spatio-temporal dynamics of animal movement together with statistical analysis of simulated and empirical movement datasets. In my first chapter, I proceed in a series of simulations to clarify how many clusters are needed when using generalized estimating equations to correctly account for the correlation in movement data and to obtain robust inference on habitat selection. My simulations reveal that 30 independent individuals, each assigned to a cluster, are sufficient to avoid biased evaluation of the uncertainty on habitat selection along movement in heterogeneous environments. When less than 30 individuals are available, destructive sampling can be used but solely when temporal correlation is present and inter-individual heterogeneity is low in the data. In my second chapter, I develop a statistical movement model that allows to identify successive behavioral phases (e.g., foraging phase, inter-patch movement) together with behavior-specific habitat selection parameters, over the whole population and using temporally irregular data. Analysis of simulated and empirical movement data from three large herbivores including plains bison (Bison bison bison), mule deer (Odocoileus hemionus) and plains zebra (Equus quagga) show the robustness and the high predictive capacity of the model. This statistical tool is also flexible since I assess multiple ecological processes from those datasets such as foraging behavior, migratory behavior or prey-predator interactions. In addition, I show how accounting for behavioral phases in habitat selection analysis is crucial to correctly characterize habitat selection along animal movement. In my third chapter, I develop a mathematical framework to couple movement of individuals among a network of resource patches with residency time in patches to mechanistically predict space use in heterogeneous landscapes. In addition, I illustrate a methodology to identify and predict the most representative theoretical network for the target species. I show from model application on data of plains bison that the theoretical network topology is crucial to correctly infer population space use and implement realistic management and conservation planning. In my chapter 4, I empirically assess the robustness of a network of resource patches following landscape fragmentation from anthropogenic source. The analysis shows that woodland caribou (Rangifer tarandus caribou) reconnect some patches, thus causing robustness in their spatial networks. However, predictions on space use from the mechanistic model developed in chapter 3 reveal that, despite the rewiring, patch use change following the fragmentation. Moreover, this change is stronger when the most connected patches (i.e., the hubs) are impacted. My thesis provides a methodological contribution to better account for correlation in movement data and integrate behavioral phases in habitat selection analysis in heterogeneous landscapes. Besides, my work links network theory and space use to mechanistically predict population distribution in heterogeneous and dynamic environments. My research also assesses the context in which network theory can be applied to spatial ecology. Finally, my thesis improves our mechanistic understanding of animal movement in four species of large herbivores.
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Hébrard, Olivier. "Stratégie de prévision des humidités de surface sur un bassin versant agricole en milieu méditerranéen." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20076.
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Vandromme, Pieter. "Évolution décennale du zooplancton de la Mer Ligure en relation avec les fluctuations environnementales." Phd thesis, Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066597.
Full textAbstract:
L’imagerie a récemment émergée comme outil de mesure de la dynamique du zooplancton en donnant des informations à la fois taxonomiques et de structure en taille de la communauté. Différents aspects seront examinés au cours de trois chapitres: méthodes, analyse et description écologique d’une série temporelle de 11 ans, modélisation. Le chapitre méthodologique évalue la validité de l’imagerie en examinant l’effet de nouveaux biais, directement issus de l’imagerie, sur ledit spectre de taille. Il s’agit d’une discussion sur ce que le scientifique veut mesurer et sur ce qu’il analyse finalement compte tenu des contraintes méthodologiques. Le second chapitre est consacré à l’évolution temporelle (1995-2005) de l’écosystème pélagique de la mer Ligure. Par l’étude combinée des données disponibles, les facteurs physiques, chimiques et biologiques déterminant pour l’écosystème sont extraits. Les interactions entre ces facteurs déterminent différents états de la communauté zooplanctonique. Enfin, le dernier chapitre propose un modèle du zooplancton basé sur sa structuration en taille, incluant la croissance du zooplancton selon une modélisation de type “budget énergétique dynamique” et la prédation selon des rapports de taille proies/prédateurs. Le but étant de comprendre ce qui détermine la structure en taille du zooplancton dans l’environnement. Les simulations effectuées sont ainsi comparées à la dynamique observée dans les phases majeures identifiées au chapitre précédent. C’est un premier pas vers l’intégration de ce type de modèles au sein de modèles plus généraux en vue d’améliorer la qualité de représentation du zooplancton.
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Cazelles, Bernard. "Modélisation d'un écosystème lotique : dynamique du carbone organique dissous et des microorganismes benthiques dans un cours d'eau cours." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10068.
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Georgescu, Vera. "Classification de données multivariées multitypes basée sur des modèles de mélange : application à l'étude d'assemblages d'espèces en écologie." Phd thesis, Université d'Avignon, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00624382.
Full textAbstract:
En écologie des populations, les distributions spatiales d'espèces sont étudiées afin d'inférer l'existence de processus sous-jacents, tels que les interactions intra- et interspécifiques et les réponses des espèces à l'hétérogénéité de l'environnement. Nous proposons d'analyser les données spatiales multi-spécifiques sous l'angle des assemblages d'espèces, que nous considérons en termes d'abondances absolues et non de diversité des espèces. Les assemblages d'espèces sont une des signatures des interactions spatiales locales des espèces entre elles et avec leur environnement. L'étude des assemblages d'espèces peut permettre de détecter plusieurs types d'équilibres spatialisés et de les associer à l'effet de variables environnementales. Les assemblages d'espèces sont définis ici par classification non spatiale des observations multivariées d'abondances d'espèces. Les méthodes de classification basées sur les modèles de mélange ont été choisies afin d'avoir une mesure de l'incertitude de la classification et de modéliser un assemblage par une loi de probabilité multivariée. Dans ce cadre, nous proposons : 1. une méthode d'analyse exploratoire de données spatiales multivariées d'abondances d'espèces, qui permet de détecter des assemblages d'espèces par classification, de les cartographier et d'analyser leur structure spatiale. Des lois usuelles, telle que la Gaussienne multivariée, sont utilisées pour modéliser les assemblages, 2. un modèle hiérarchique pour les assemblages d'abondances lorsque les lois usuelles ne suffisent pas. Ce modèle peut facilement s'adapter à des données contenant des variables de types différents, qui sont fréquemment rencontrées en écologie, 3. une méthode de classification de données contenant des variables de types différents basée sur des mélanges de lois à structure hiérarchique (définies en 2.). Deux applications en écologie ont guidé et illustré ce travail : l'étude à petite échelle des assemblages de deux espèces de pucerons sur des feuilles de clémentinier et l'étude à large échelle des assemblages d'une plante hôte, le plantain lancéolé, et de son pathogène, l'oïdium, sur les îles Aland en Finlande
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Houballah, Mojtaba. "Modeling multi-functional forest management through a social-ecological system framework-based analysis." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC083.
Full textAbstract:
L’utilité des forêts s’étend de leur exploitation pour le bois, le tourisme et d’autres fonctions au maintien de la faune, à l’équilibre écologique et à la prévention de l’érosion des sols. Pour atteindre ces objectifs, le facteur essentiel est une bonne gestion des forêts. Cependant, avec l’idée de plus en plus perçue que les forêts sont caractérisées par des interactions complexes liées aux aspects biologiques et sociaux, la gestion des forêts est confrontée à un défi, qui consiste à intégrer les interrelations entre les systèmes écologiques et sociaux. Alors que la gestion durable des forêts est à l’origine considérée comme un rendement constant de l’approvisionnement en bois, les idées modernes de durabilité ont une portée plus large et englobent tous les biens et services de la forêt. De plus en plus, les forêts sont gérées comme des écosystèmes multifonctionnels. Dans cette optique, les forêts sont progressivement considérées comme des systèmes socio-écologiques complexes (SESs), nécessitant une gestion adaptative et multifonctionnelle. Dans cette thèse, nous considérons que la question de l’application de gestion peut être abordée en comprenant comment les infrastructures partagées peuvent faire l’interaction entre l’environnement humain et écologique. En particulier, pour une gestion durable et multifonctionnelle des forêts, la relation entre la capacité de production et l’utilisation fonctionnelle est mise en évidence par le concept des infrastructures partagées de la forêt qui sont principalement composées de routes (services publics d’accessibilité). Cependant, les dilemmes liés à leur fourniture posent certains problèmes lorsqu’ils sont appliqués dans un contexte de fonctions forestières différentes avec des objectifs contradictoires. Par conséquent, pour bien comprendre et intégrer le rôle de l’infrastructure et sa gouvernance dans la science des écosystèmes, nous fondons notre recherche sur trois volets. Nous combinons d’abord l’utilisation du cadre de SES d’Ostrom et du cadre de robustesse d’Anderies et l’appliquons à une étude de cas spécifique (forêt de Quatre-Montagne, Vercors, France) pour mettre en évidence comment les institutions forestières affectent l’écosystème forestier, ses fonctions et ses arrangements sociaux. Ainsi, nous associons le concept de gestion forestière multifonctionnelle à la multifonctionnalité des infrastructures. Nous développons ensuite un modèle mathématique, basé sur la première partie, qui analyse l’évolution du système forestier et ses fonctions lorsqu’il est affecté par des décisions de fourniture d’infrastructures. Nous soulignons le rôle de la gouvernance en attirant l’attention sur son rôle dans la promotion de l’aménagement forestier multifonctionnel. Enfin, nous appliquons des outils mathématiques comme la théorie de la viabilité pour déterminer les techniques et les approches de gestion qui définissent une première étape dans la caractérisation de la gestion adaptative des espaces d’exploitation sécuritaires dans les forêts multifonctionnellesThe usefulness of forests is spread from their exploitation for timber, tourism, and other functions to maintenance of wildlife, ecological balance, and prevention of soil erosion. In achieving these goals, the essential factor is proper forest management. However, with the increasingly perceived idea that forests are characterized by complex interactions related to biological and social aspects, forest management is facing a challenge, which consists in integrating interrelations between ecological and social systems. While sustainable forest management is originally seen as a constant yield of wood supply, modern ideas of sustainability are broader in scope, embracing all goods and services of the forest. Increasingly, forests are being managed as multi-functional ecosystems. In this vein, forests are progressively seen as complex social-ecological systems (SESs), requiring adaptive and multi-functional management. In this Ph.D. thesis, we consider that the question of management application can be tackled by understanding how shared infrastructures mediate the interaction between human and ecological environment. In particular, for sustainable and multi-functional forest management, the relation between the capacity for production as well as multi-functional use is highlighted with the concept of forest’s shared infrastructures that are mainly composed of roads (accessibility utilities). However, dilemmas associated with their provision pose some problems when it is applied in a context of different forest functions with conflicting objectives. Therefore, to fully understand and integrate the role of infrastructure and their governance into ecosystem science, we base our research on three parts. We first combine the use of Ostrom’s SES framework and Anderies’ robustness framework and apply it to a specific case study (Quatre-Montagne forest, Vercors, France) to highlight how forestry institutions affect forest ecosystem, its functions, and its social arrangements. With this, we link the concept of multi-functional forest management to the multi-functionality of infrastructures. We then develop a mathematical model, based on the first partition, which analyzes the evolution of the forest system and its functions when impacted by decisions of infrastructure provision. We highlight the role of governance calling to attention their role in fostering multi-functional forest management. Finally, we apply mathematical tools such as viability theory to identify management techniques and approaches that define a first step in characterizing adaptive managements for safe operating spaces in multi-functional forests
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Delogu, Émilie. "Modélisation de la respiration du sol dans les agro-écosystèmes." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2301/.
Full textAbstract:
Le rôle des écosystèmes agricoles - représentant environ 1/3 des terres émergées - dans la régulation du cycle du carbone est une question cruciale posée par la société aux scientifiques. L'étude de la respiration du sol, de ses composantes et de ses mécanismes doit permettre de fixer les bases de la compréhension du fonctionnement carboné du sol puis de l'écosystème agricole en lien avec les questions de réduction des émissions et de stockage de carbone atmosphérique. Les échanges de carbone du sol font d'ailleurs l'objet d'efforts de recherche récents très poussés, tant leur dynamique et leur variabilité sont encore mal connues. Aujourd'hui, il est difficile d'estimer l'efficacité des pratiques expérimentales et aucune méthode n'a encore été reconnue comme référence. La compréhension des sources des émissions et de leurs fluctuations est cruciale pour l'estimation du potentiel de séquestration du carbone par les sols agricoles via l'application de pratiques culturales appropriées. Dans ce contexte, la modélisation s'avère être un outil incontournable pour quantifier les flux (approche empirique) mais aussi pour orienter les recherches vers des domaines où la faible compréhension des mécanismes rend aléatoire l'établissement du bilan carboné (approche mécaniste). La démarche retenue pour ce travail fait appel à la modélisation théorique selon deux approches (empirique et mécaniste) définies pour satisfaire à différents compromis entre précision, généricité et réalité. Le développement de modèles empiriques, sur 5 sites d'étude aux conditions pédoclimatiques différentes, montre l'importance de lier la respiration à plusieurs facteurs abiotiques et biotiques afin d'obtenir des prédictions génériques et robustes. Ainsi, un modèle de respiration hétérotrophe Rh paramétré à l'aide des variables climatiques de température Ts et d'humidité ?s s'est avéré convaincant alors que la modélisation de la respiration du sol Rs n'a pu être satisfaisante qu'à condition de prendre en compte un indice de croissance de végétation supplémentaire (GPP). L'approche empirique n'a cependant pas permis d'évaluer correctement les contributions des différentes composantes de Rs. Le modèle semi-mécaniste décrivant finement les processus a été validé sur 3 sites aux conditions pédoclimatiques contrastées et a permis l'estimation des contributions des sources hétérotrophe et autotrophe au sein de la respiration du sol. Ainsi, Rh représente entre 63 % et 66 % de Rs pour une saison de culture de blé d'hiver et entre 52 % et 56 % de Rs pour une saison de culture de blé de printemps. La contribution de la respiration du sol dans le bilan écosystémique est évaluée entre 33% et 43% pour une culture de blé d'hiver et à hauteur de 50 % pour du blé de printemps. Ce modèle, une fois développé pour intégrer différentes pratiques culturales (fertilisation et travail du sol), a aussi permis de démontrer que les dynamiques de stockage/déstockage du carbone du sol et des émissions de CO2 du sol sont davantage conditionnées par l'apport de matières organiques (fumier, résidus de cultures) que par le travail du sol lui-mêmeAround 1/3 of the Earth land surface is used for croplands. Their role in the carbon cycle is a crucial issue for scientists today. In the context of global warming, understanding the factors influencing carbon fluxes of agricultural soils and their components is essential for implementing efficient mitigation practices. The CO2 produced at the soil surface results from several respiratory processes making the evaluation of the existing methods complicated. Understanding the soil respiration sources and their dynamics are crucial issues to estimate the potential for carbon sequestration into soils via efficient cultural practices. Because of its major role in carbon loss over croplands, soil respiration modeling received much attention to quantify the fluxes (empirical modeling), to highlight the lack of knowledge and to guide researches (mechanistic modeling). In this study, empirical and semi-mechanistic models were carried out depending on how precise, generic or real the model should be. Using abiotic and biotic factors was essential to properly model respiration among five sites with different soil and climate. The Rh sensitivity to Ts and ?s was adequate to obtain satisfying predictions over bare soils but the dependency of Rs on an indicator of the vegetation growth (GPP) was necessary to improve the predictions during crop periods. The empirical approach could not allow a good and reliable estimation of the contributions of the different components of Rs. Semi-mechanistic model was tested on 3 sites with various climatic and soil conditions. This approach allowed a good assessment on the heterotrophic and autotrophic contributions since it described more carefully the soil respiration and its underlying processes. Rh accounted for 63 % to 66 % of Rs for winter wheat culture whereas it accounted for 52 % to 56 % for a spring wheat rotation. Rs represented 33 % to 43 % of the total ecosystem respiration balance during winter wheat season and about 50 % for spring wheat. The semi-mechanistic model was developed to simulate the effects under different cultural practices as fertilization (manure) and tillage systems. It was concluded that carbon sequestration and carbon dioxide fluxes were more affected by soil organic matter inputs than by the tillage system itself
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Lacas, Jean-Guillaume. "Processus de dissipation des produits phytosanitaires dans les zones tampons enherbées : étude expérimentale et modélisation en vue de limiter la contamination des eaux de surface." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20127.
Full text
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Jarry, Vincent. "Etude pluridisciplinaire en écologie lagunaire (étang de Thau, France) : stratégie d'échantillonnage et organisation spatiale du phytoplancton." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20204.
Full textAbstract:
Une etude pluridisciplinaire sur l'ecologie de l'etang de thau a permis de recolter une quantite importante d'information, a quatre periodes differentes de l'annee (1986-1987), basee sur un reseau de 63 stations reparties selon un maillage carre de 1 km. Fort de cette information multivariee, nous proposons une methodologie pour selectionner un sous-ensemble de stations (20) permettant de reproduire la repartition spatiale d'une dizaine de variables environnementales. Apres cette premiere reflexion sur la strategie d'echantillonnage, nous abordons en deux etapes l'etude du phytoplancton de l'etang de thau. En premier lieu, en comparant la repartition spatiale de pigments chlorophylliens (chlorophylle a, chlorophylle b et chlorophylle c) avec celle des communautes phytoplanctoniques. Cette etude descriptive permet, en deuxieme lieu, de proposer un modele explicatif de la biomasse phytoplanctonique. Ce modele utilise des variables environnementales telles que la salinite, la filtration des coquillages, les elements nutritifs et l'hydrodynamisme. Il explique jusqu'a 70% de la biomasse phytoplanctonique et met en opposition le comportement des taxons d'origine marine et continentale. Finalement, grace a l'etude de la biomasse phytoplanctonique, nous abordons de nouveau la reflexion sur la strategie d'echantillonnage, mais cette fois-ci orientee sur la capacite d'un sous-echantillonnage (20 stations) de permettre une modelisation adequate de la biomasse phytoplanctonique
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De, Cubber Lola. "Etude des traits de vie de annélides polychète Arenicola marina et A. defodiens : développement d’un modèle de type "Dynamic Energy Budget" (DEB) et conservation de ces espèces." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R052.
Full textAbstract:
Les arénicoles sont des polychètes benthiques présentant un cycle de vie bentho-pélagique complexe avec deux phases de dispersion larvaire seulement partiellement décrit jusqu’à présent. Ces espèces sont intensément pêchées comme appât sur les plages de la Manche orientale, notamment au sein d’une aire marine protégée, le Parc naturel marin des estuaires picards et de la mer d’Opale. Sans mesures de gestion, cette activité pourrait entraîner une diminution des populations d’arénicoles tout en affectant les caractéristiques physiques des plages et la biodiversité associée. Tout d’abord, deux espèces d’arénicoles ont été identifiées, Arenicola marina et A. defodiens, et leurs abondances, leurs distributions spatiales, ainsi que certains de leurs traits de vie (période de ponte, taille de première maturité sexuelle) ont été mesurées sur 4 sites d’étude. Ces données ont été comparées à des données de pêche pour estimer si les populations d’arénicoles étaient exploitées durablement, et pour fournir de potentielles mesures de gestion (De Cubber et al., 2018). Sur l’un des sites étudiés, A. marina était présente en grands nombres en médiolittoral supérieur et moyen tandis que A. defodiens occupait les niveaux médiolittoral inférieur et infralittoral de l’estran. Sur les autres sites, les deux espèces occupaient les niveaux médiolittoral inférieur et infralittoral, et les individus de A. marina étaient moins nombreux, et sans recrus. Les pontes de A. marina ont eu lieu en début d’automne et celles de A. defodiens en fin d’automne. Le besoin de mise en place de mesures de gestion de A. marina a été mis en évidence sur un site en comparant les abondances et les données de pêche. Ensuite, un modèle de type Dynamic Energy Budget (DEB) a été appliqué à A. marina en combinant des données de terrain, des données expérimentales (de croissance et de consommation d’oxygène) et des données de la littérature pour reconstruire le cycle de vie et la croissance de l’espèce dans des conditions environnementales in situ (De Cubber et al., in press). La reconstruction de la chronologie des premiers stades de vie avec le modèle DEB pour A. marina en fonction des conditions environnementales in situ a permis de prédire une première phase de dispersion de 5 jours suivie d’une période d’installation temporaire de 7 mois avant une deuxième phase de dispersion au printemps, à la fin de la métamorphose, qui semble concorder avec les observations de terrain. Enfin, la structure en taille de la population de A. marina sur un des sites d’étude a été suivie pendant 1.5 an pour explorer les migrations des adultes vers le bas d’estran reportées par plusieurs auteurs. Pour cela, un modèle permettant la reconstruction de la température au sein du sédiment a été adapté d’un modèle de température pour la vase; le contenu en azote du sédiment a été mesuré et différents proxys pour la nourriture ont été testés. Les réponses métaboliques des arénicoles à la nourriture (réponse fonctionnelle) et à la température (intervalle de tolérance et température d’Arrhénius) ont été estimées. Ces données, combinées au modèle DEB pour A. marina ont permis d’étudier les effets de variations de la température et la de nourriture rencontrés par les arénicoles suivant leur position sur l’estran et la profondeur de leur galerie. Le suivi de la structure en taille de la population de A. marina a clairement indiqué la présence de migration au cours du temps vers le bas d’estranArenicola spp. are marine benthic polychaetes displaying a complex bentho-pelagic life cycle with two larval dispersal phases, only partially described up to now, and intensively dug for bait by anglers on many foreshores of the Eastern English Channel. Without regulation, this activity can lead to the decrease of lugworms’ population while affecting the physical characteristics of the beach and the associated biodiversity. First, we identified through morphology and genetics two species of lugworms, Arenicola marina and A. defodiens, and assessed their abundance and spatial distribution at four studied sites, as well as some life-history traits such as the spawning periods and the size at first maturity. These data were compared to lugworms’ collection data to estimate its sustainability and to provide potential management measures (De Cubber et al., 2018). At one studied site, A. marina was present in large numbers on the higher and middle shore, whereas A. defodiens occupied the lower shore. At the other sites, both species cooccurred on the lower shore, and A. marina individuals were less numerous and lacking recruits. Spawning periods for A. marina occurred in early autumn and in late autumn for A. defodiens. One site appeared in need for management when linking abundance data with bait collection, where harvest was above the carrying capacity of the beach for A. marina. Second, a Dynamic Energy Budget (DEB) model was applied to the species combining the former as well as new field data, experimental data (growth and oxygen consumption data), and literature data in order to reconstruct the life cycle and growth of A. marina under in situ environmental conditions (De Cubber et al., in press). The reconstruction of the early life-stages chronology by the DEB model for A. marina according to in situ environmental conditions indicated a first dispersal phase of 5 days followed by a 7 months’ temporary settlement before a second dispersal phase in spring, at the end of metamorphosis, which appeared consistent with field observations. Finally, we followed-up the population size structure of A. marina at one studied site during 1.5 year to explore the down shore migration of lugworms recorded by several authors. To do so, we adapted a sediment temperature model from a mud temperature model (Guarini et al., 1997), measured the nitrogen content and tested several proxys for the food sources. The metabolic responses of lugworms to food (scaled functional response) and temperature (temperature tolerance range and Arrhenius temperature) were then assessed. We combined those data with the former DEB model to explore the effects of the fine changes in temperature and food conditions met by the individuals along the foreshore gradient and according to the depth of their galleries. The follow-up of the population size structure of A. marina showed clearly a migration pattern. The effect of sediment temperature alone when migrating did not allow significantly higher growth and egg production, while an increase of food concentrations down the shore did. Other factors might be taken in consideration in further studies such as desiccation and anaerobic metabolism during emersion periods at low tide. All these data constitute valuable information for conservation managers to better understand and regulate the lugworm populations. Further combination of the DEB model developed in this study with an individual-based model and a larval dispersal model could enable to understand the dynamics of the local lugworm populations
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Garde, Laurent. "Ressources pastorales en Haute-Provence et modélisation de la relation végétation-troupeau." Aix-Marseille 3, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX30022.
Full textAbstract:
En haute-provence, le redeploiement de l'elevage ovin sur parcours apparait comme une voie de developpement privilegiee, d'une part, pour diminuer les couts d'alimentation du troupeau, d'autre part, pour maintenir la diversite des espaces naturels. L'etude du systeme pastoral est conduite a partir de ses trois composantes: la vegetation, le troupeau, et la gestion des ajustements entre l'une et l'autre par l'eleveur, pilote du systeme. La methodologie mise en uvre passe par la constitution d'un reseau de fermes de references ou sont experimentes de nouveaux modes de gestion pastorale en parcs clotures. De nombreuses references concernant les principaux types de parcours de la region ont ete rassemblees pendant plusieurs annees et synthetisees: niveau de production, valeur pastorale, variabilite interannuelle, dynamique des formations vegetales paturees. La comparaison entre la valeur pastorale des parcours et la satisfaction des besoins des animaux pendant la periode d'utilisation permet de demontrer l'existence de plusieurs relations etablies en fonction du mode de gestion pastorale (precocite d'utilisation et nombre de passages annuel). On construit ainsi un modele de relation vegetation/troupeau qui peut servir a plusieurs usages: outil de calcul de chargement d'un parcours, outil comparatif d'analyse de l'exploitation de parcours, outil de suivi des trajectoires des systemes pastoraux pendant plusieurs annees
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Morel, Kevin. "Viabilité des microfermes maraîchères biologiques. Une étude inductive combinant méthodes qualitatives et modélisation." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLA023/document.
Full textAbstract:
Dans le contexte des défis environnementaux et sociaux de l’Anthropocène, les microfermes sont des fermes maraîchères biologiques qui questionnent les fondements de la modernisation agricole par leurs petites surfaces, leur grande diversité cultivée, leur faible niveau de motorisation, une approche écologique holiste et leur commercialisation en circuits courts. Cette thèse a examiné la viabilité de ces systèmes agricoles atypiques qui suscitent un intérêt croissant dans les pays industrialisés. Elle s’est basée sur une étude de 20 cas en milieu rural dans le nord de la France et 10 cas en milieu urbain à Londres. Une démarche inductive a été mise en œuvre combinant analyse qualitative d’entretiens avec des paysans et modélisation quantitative à partir de données de terrain. Un cadre conceptuel a été développé pour analyser les choix stratégiques des paysans au regard des multiples aspirations de leur projet de vie où des considérations éthiques et subjectives occupent une place centrale. La satisfaction de ces aspirations est primordiale pour la viabilité de ces fermes. Un modèle de simulation stochastique de revenu et de temps de travail a été créé pour explorer les chances de viabilité économique de scénarios contrastés de microfermes intégrant stratégies techniques, commerciales et d’investissement. Des simulations ont été réalisées pour le contexte français et londonien et ont été discutées avec des acteurs de terrain. Bien que les chances de viabilité varient selon les scénarios, ce travail montre que les microfermes peuvent être viablesIn the context of the environmental and social challenges of the Anthropocene, microfarms are organic market gardens which are questioning the principles of agricultural modernisation. They are characterised by a high level of crop diversity on small acreages, low motorisation, holistic ecological approach and marketing through short supply chains. My PhD work examined the viability of these atypical farming systems which are raising an increasing interest in industrialised countries. It was based on the study of 20 cases in rural Northern France and 10 cases in the urban context of London. An inductive approach was carried out combining qualitative analysis of interviews with farmers and quantitative modelling based on field data.A conceptual framework was developed to analyse farmers’ strategic choices in the light of their life project embracing various aspirations where ethics and subjectivity played a central role. The fulfilment of these aspirations is determinant for the viability of these fams. A stochastic simulation model of income and workload was created to explore the chances of economic viability of contrasted microfarms scenarios integrating technical, commercial and investment strategies. Simulations were run for the French and London context and were discussed with stakeholders. Although viability chances vary among scenarios, this work shows that microfarms can be viable
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Tournoud, Marie-George. "Analyse du comportement d'un écosystème lagunaire à diverses échelles de temps et d'espace : application à l'étang de Thau." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20036.
Full textAbstract:
On tente, sur l'exemple de l'etang de thau, de definir les echelles spatiales et temporelles de variabilite maximale des phenomenes physiques, qui permettront d'analyser le fonctionnement d'un milieu lagunaire a une echelle compatible avec celle des observations. La demarche adoptee comporte trois etapes: l'etude du comportement hydrodynamique du milieu, a l'aide du modele numerique bidimensionnel de leendertse (1971), sous le seul effet du vent. On met en evidence des organisations cellulaires, qui constituent l'echelle horizontale de variabilite maximale des processus de convection. On critique l'influence des diverses hypotheses de la modelisation sur la zonation. La modelisation des phenomenes de dispersion, par une approche de type pseudo-lagrangien, permet d'une part de verifier la validite du decoupage spatial du systeme et d'autre part d'evaluer les impacts de rejets cotiers polluants sur les zones sensibles de l'etang, dans diverses situations de vent. La modelisation des phenomenes de melange a l'echelle spatiale des organisations cellulaires et a l'echelle temporelle de la maree montre l'interet d'une analyse physique prealable du milieu, mais la necessite d'une connaissance tres complete des phenomenes physiques autant a l'interieur du milieu qu'a ses interfaces avec la mer et le bassin versant
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Arancio, Marc. "Etude théorique des interactions entre des dinoflagellés et des parasitoïdes eucaryotes en environnement mélangé : persistance du système et succession phytoplanctonique." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10223/document.
Full textAbstract:
De nombreuses espèces de dinoflagellés autotrophiques peuvent être parasitées par de multiples parasitoïdes eucaryotes. Ces parasitoïdes ont un cycle de vie particulier qui abouti à la mort de l’hôte et à la libération de plusieurs centaines de zoospores capables d’infecter un nouvel hôte. Plusieurs études ont démontré leur fort potentiel pour contrôler les populations hôtes en quelques jours ainsi que leur très grande diversité et suggère une dynamique d’infection très complexe dans ce type de milieu. L’objectif de cette thèse consiste à appréhender cette dynamique d’infection parasitoïdes-dinoflagellés dans un estuaire fortement mélangé ainsi qu’une meilleure compréhension des différentes interactions ayant lieu au sein de ce système. Afin de répondre à cette problématique, nous avons utilisé l’approche de la modélisation IBM. Cette approche a notamment permis de montrer que le processus de désenkystement des hôtes, utilisé par les parasites pour passer l’hiver, permet d’expliquer la persistance du système. Elle a également permis de montrer l’influence que peuvent avoir différents types de parasitoïdes sur la dynamique d’infection et la succession des espèces de dinoflagellés, avec une diversité accrue de la population hôte en présence de spécialistes et diminué avec les généralistes. Une amélioration de l’estimation du paramètre utilisé pour calculer le taux de rencontre entre les hôtes et les parasites avec des méthodes expérimentales puis numériques a aussi été tentée. Les résultats ont démontré une modification non négligeable de ce paramètre en fonction des comportements ainsi que le besoin de les prendre en compte pour une meilleure paramétrisationMany species of autotrophic dinoflagellates can be parasitized by multiple eukaryotic parasitoids. These parasitoids have a specific life cycle resulting in the death of the host and the release of hundreds of zoospores that can infect a new host. Several studies have demonstrated their potential to control the host population in a few days as well as their great diversity and suggests a very complex dynamics of infection in this kind of environment. The objective of this thesis is to understand the parasitoid-dinoflagellates infection dynamics in a highly mixed estuary and a better understanding of the different interactions taking place within this system. To address this problem, we used the modeling approach (IBM). This approach has enabled to show that the hosts excystment process, also used by the parasites to survive the winter, helps to explain the persistence of the system. It has also demonstrated the potential influence of different types of parasitoid on the dynamics infection and succession of dinoflagellates species, with increased diversity of the host population in the presence of specialists and decreased with generalists. The estimation improvement of the parameter used to calculate the rate of encounter between hosts and parasites with experimental and numerical methods was also attempted. The results showed a significant change in this parameter depending on behavior and the need to take it into account for a better parameterization
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Le, Mezo Priscilla. "Variabilité des écosystèmes marins de l'échelle inter-annuelle au dernier cycle glaciaire-interglaciaire." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLV003/document.
Full textAbstract:
La variabilité du système climatique influence la productivité et la distribution des espèces marines sur toutes les échelles de temps, de la variabilité saisonnière et inter-annuelle aux cycles glaciaires-interglaciaires. Mais ces liens entre climat et écosystèmes marins sont encore largement méconnus, de telle sorte que les prévisions des changements à venir sont difficiles. De plus, parce que les indicateurs paléoclimatiques issus des archives marines sont souvent liés au fonctionnement de l’écosystème, cette méconnaissance limite la fiabilité de la reconstruction de la variabilité climatique passée.Ce travail de thèse vise à améliorer notre connaissance de ces liens entre climat et écosystèmes marins : nous nous sommes intéressés aux changements de productivité marine au cours du dernier cycle glaciaire-interglaciaire, et nous nous sommes aussi penchés sur la réponse de l’écosystème, incluant l'ensemble des niveaux de la chaine trophique, à la variabilité inter-annuelle à décennale en climat pré-industriel. Ce travail est basé sur l’utilisation d’un modèle climatique (IPSL-CM), d’un modèle de biogéochimie marine (PISCES) et d’un modèle de niveaux trophiques supérieurs (APECOSM).Dans un premier temps, nous montrons que le lien entre l’intensité de la mousson indienne et la productivité primaire marine, en été boréal dans la mer d’Arabie, n’est pas direct. En effet, il apparait indispensable pour comprendre les changements de productivité de considérer, en plus de l'intensité de la mousson, la structure de la mousson. En particulier, la position du Jet de Findlater par rapport à la côte de la péninsule arabique est un paramètre important puisqu'elle conditionne la dynamique d'Ekman dans la région.Dans un second temps, nous avons étudié les variations de la productivité marine au large de l'embouchure du fleuve Congo et leurs liens avec le fleuve et les changements de dynamique atmosphérique africaine. Ce travail a mis en évidence que la relation entre l'intensité de la mousson et l'intensité des alizés, souvent utilisée dans les reconstructions climatiques, n'est pas toujours vérifiée. Selon le climat étudié, l'importance des effets thermiques ou dynamiques sur les changements de précipitations et de vents simulés est différente.Dans un troisième temps, nous avons étudié l'effet de la variabilité inter-annuelle sur les changements de productivité passés et sur le signal climatique potentiellement enregistré par des indicateurs climatiques biologiques.Enfin, la dernière partie de cette thèse se focalise sur la réponse des organismes marins des haut-niveaux trophiques à la variabilité climatique à différentes fréquences. Ce travail a révélé que les organismes marins répondent de façons différentes aux variations environnementales en fonction de leur taille et de leur habitatClimate variability influences marine primary productivity and marine species distribution over all timescales, from seasonal to interannual variability and glacial-interglacial cycles. The links between climate and marine ecosystems are still sparsely known so that the predictions of futur changes are difficult. Moreover, because paleoclimate recorders extracted from marine archives are often linked to the functionning of the ecosystem, this lack of knowledge limits our ability to reconstruct past climate variability.This thesis work aims at improving our knowledge of these links between climate and marine ecosystems : we have looked into marine productivity changes during the last glacial-interglacial cycle, but we also examined the "end-to-end" ecosystem response to inter-annual to decadal variability in a pre-industrial climate. This work uses a climate model (IPSL-CM), a bio-geochemical model (PISCES) and a model of high trophic levels (APECOSM).First, we show that the link between Indian summer monsoon intensity and marine primary productivity in the Arabian Sea is indirect. Indeed, it appears necessary to consider the monsoon pattern, such as the Findlater Jet position, which drives the Ekman dynamics in the region, as well as its intensity to understand the productivity changes.Second, we study the marine productivity changes off the Congo river mouth and their links with the river runoff and the African atmospheric dynamics. This work shows that the relationship between monsoon intensity and trade winds intensity, often used to reconstruct past changes, is not always verified. Depending on the climate, thermal or dynamical effects are more or less prominent drivers of the simulated changes in precipitation and winds. Productivity off the Congo river mouth, which is mainly located in the subsurface, seems more affected by the ocean and atmosphere dynamics than by the river supply in nutrients.Third, we study the inter-annual variability effects over past productivity changes and over the climatic signal potentially recorded in the biological climate proxies.Finally, the last part of the thesis focuses on high trophic levels marine organisms response to climate variability at different frequencies. This study shows that marine organisms response to environmental changes varies with the organism' size and habitat
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Caen, Auguste. "Vers la gestion viable de systèmes dynamiques lacustres anthropisés." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC073.
Full textAbstract:
Du fait des activités humaines, en particulier agricoles, les systèmes lacustres sont soumis à d'importants entrants de nutriments. Ce phénomène, appelé eutrophisation, conduit à une prolifération de cyanobactéries. Cette prolifération est un enjeu écologique, puisque l'écosystème sevoit alors déséquilibré, mais également sanitaire, puisque certaines espèces de cyanobactéries parmiles plus répandues sont capables de produire des toxines. Enfin, l'eutrophisation est également un enjeu économique, puisque l'exploitation des lacs concernés est impossible. Comprendre les phénomènes régissant les mécanismes liés à l'eutrophisation est alors indispensable, d'une part pour en anticiper les conséquences, et d'autre part pour mettre en place des politiques de gestion des systèmes lacustres eutrophes. Dans cette thèse, nous analysons ces phénomènes via les modèles dynamiques. L'étude de l'eutrophisation passe par l'étude mathématique de ces modèles. En introduction, nous présentons les différents critères étudiés permettant d'évaluer l'état générale d'un milieu lacustre. Nous présentons également les différents modèles existants. Cette analyse nous conduit à sélectionner une approche de modélisation qui consiste à agréger les variables et phénomènes existants à travers des lois mathématiques abstraites. L'intérêt de tels modèles est qu'ils réduisent considérablement la dimension du système étudié et nécessitent donc d'un nombre réduit de données pour être calibrés. De plus, de tels modèles sont abordables à une étude analytique de leurs propriétés mathématiques.Notre étude se compose en trois principaux axes. Le premier présente l'analyse des populations toxiques et non toxiques cyanobactériennes. En effet, la toxicité des proliférations cyanobactériennes est le principal enjeu sanitaire de l'eutrophisation des lacs. Or il n'existe pas actuellement d'outils permettant d'anticiper cette toxicité. En effet, si certaines espèces parmi les plus répandues sont bien capables de produire de telles toxines, tous les individus au sein d'une même espèce n'en sont pas capables: cela dépend du patrimoine génétique de chaque individu. Ainsi, deux sous-populations au sein d'une même espèce doivent être considérées: l'une toxique, capable de produire ces toxines, et l'une non toxique. L'étude de la dynamique des populations toxiques est donc indispensable pour anticiper la toxicité des proliférations cyanobactériennes. Or l'analyse de cas réels montre que les épisodes de prolifération des populations toxiques et non toxiques ne se produisent pas aux mêmes moments, ce qui implique que leurs dynamiques sont régies par des lois différentes. Afin de décrire la dynamique de ces sous populations toxiques et non toxiques, nous nous concentrons sur l'impact de la température, dont il est admis qu'il s'agit de l'un des paramètres régissant la toxicité des proliférations cyanobactériennes. A travers un modèle mettant en oeuvre les phénomènes de compétition entre les populations toxiques et non toxiques, et liant leurs dynamiques à la température, nous montrons que les variations saisonnières de température fournissent une explication à la répartition temporelle constatée des populations toxiques et non toxiques. Nous validons ces résultats théoriques via la mise en place d'une expérience en milieu contrôlé, et via l'analyse de cas réels.Cette première analyse nous fournit donc des éléments de compréhension des phénomènes régissantla toxicité des proliférations cynanobactériennes. La seconde partie de cette thèse s'intéresse aux stratégies d'endiguement de l'eutrophisation des lacs. Il ne s'agit plus de se focaliser sur la seule toxicité des proliférations cyanobactériennes, mais de s'intéresser à la dynamique des nutriments, en particulier du phosphore. (...)As a consequence of human activities, particularly agricultural activities, lake systems are subject tosignificant nutrient inputs. This phenomenon, called eutrophication, leads to a proliferation of cyanobacteria. This proliferation is an ecological issue, since it causes an imbalance in the lake ecosystem, but also a health issue, since some of the most common species of cyanobacteria can produce toxins. Finally, eutrophication is also an economic issue, since the lakes concerned cannot be exploited. Understanding the phenomena governing the mechanisms linked to eutrophication is therefore essential, on the one hand to anticipate the consequences, and on the other hand to set up policies for the management of eutrophic lake systems. In this thesis, we analyse these phenomena via dynamic models. The study of eutrophication then requires the mathematical study of these models. As an introduction, we present the different criteria studied to evaluate the general state of alake environment. We also present the various existing models. This analysis allows us to select a modeling approach which consists in aggregating the existing variables and phenomena through abstract mathematical laws. The interest of such models is that they considerably reduce the dimension of the studied system and thus require a reduced number of data to be calibrated. Moreover, such models can be analysed with an analytical study of their mathematical properties.Our study consists of three main axes. The first presents the analysis of toxic and non-toxic cyanobacterial populations. Indeed, the toxicity of cyanobacterial blooms is the main health issue oflake eutrophication. However, there are currently no tools to anticipate this toxicity. Although some of the most common species may produce such toxins, not all individuals of the same species are capable of doing so: it depends on the genetic properties of each individual. Thus, two sub-populations within a species must be considered: one toxic, able to produce such toxins, and one non-toxic. The study of the dynamics of toxic populations is therefore essential to anticipate the toxicity of cyanobacterial proliferation. However, analysis of real cases shows that the proliferationsof toxic and non-toxic populations do not occur at the same time, which implies that their dynamics are governed by different laws. In order to describe the dynamics of these toxic and non-toxic subpopulations, we focus on the impact of temperature on their dynamics, which is assumed as one of the parameters governing the toxicity of cyanobacterial blooms. Analysing a model that uses competition between toxic and non-toxic populations and links their dynamics to temperature, we show that seasonal variations in temperature provide an explanation for the observed temporal distribution of toxic and non-toxic populations. We validate these theoretical results through the implementation of an experiment in a controlled environment, and through the analysis of real cases.This first analysis thus provides us with elements of understanding of the phenomena governing the toxicity of cynanobacterial proliferation. The second part of this thesis focuses on strategies for the mitigation of eutrophication in lakes. We no longer focuse on the toxicity of cyanobacterial blooms, but on the dynamics of nutrients, particularly phosphorus. The first way to reduce this phosphorus concentration is to change agricultural policies upstream of the lakes. In addition to these phosphorus emission reductions, some lakes have retention structures. These structures are between the lake and its watershed, and their role is to retain some of the incoming nutrients. Currently, thesestructures are evaluated on their retention capacity alone, and their effects on downstream lake dynamics are not analyzed. This is the subject of this second chapter of the thesis. (...)
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Flores, Ferrer Alheli. "Modélisation mathématique des dynamiques hôtes-parasites ; de l’écologie parasitaire à l’écologie du génome." Thesis, Perpignan, 2019. http://www.theses.fr/2019PERP0010/document.
Full textAbstract:
Ce document est dédié à la modélisation dynamique des interactions hôtes-parasites. Il porte sur deux modèles biologiques très différents, mais étudiés à l’aide de modèles épidémiologiques standards construits à partir de systèmes dynamiques à compartiments. La première contribution est l’implémentation d’un modèle ‘micro-parasites’ pour étudier la transmission du parasite protozoaire Trypanosoma cruzi, agent étiologique de la trypanosomiase américaine (ou ‘maladie de Chagas’), au sein d’une communauté d’hôtes synanthropiques et domestiques. L’analyse du modèle mathématique montre pour la première fois dans ce système biologique un effet de dilution associé aux hôtes aviaires, ainsi que la possibilité de réduire la transmission à l’homme par modification de la composition de la communauté d’hôtes domestiques. La seconde contribution porte sur la dynamique des ‘parasites génomiques’ que sont les éléments transposables. En utilisant les analogies entre concepts de génomique et d’écologie proposées par l’approche d’ « Écologie du génome », il a été possible d’adapter des modèles développés pour les ‘macro-parasites’ à la dynamique d’éléments transposables de classe 1, les retro-transposons. L’analyse de cesmodèles permet de formuler des hypothèses sur l’importance relative de la démographie des hôtes, de la distribution du nombre de copies entre les individus et des mécanismes moléculaires de silencing de ces éléments, sur leurpersistance au sein de population d’hôtes se reproduisant de façon asexuéeThis document is dedicated to the dynamic modeling of host-parasite interactions. It is about two distant biological models, who are studied using standard epidemiological models built from dynamic compartmental models. The first contribution is the implementation of a 'micro-parasites' model to study the transmission of the protozoan parasite Trypanosoma cruzi, the etiological agent of American trypanosomiasis (or 'Chagas' disease), within a host community of synanthropic and domestic animals. The analysis of the mathematical model shows for the first time in this biological system a dilution effect associated with avian hosts, as well as the possibility of reducing the transmission to humans by modifying the composition of the domestic host communities. The second contribution deals with the dynamics of the "genomic parasites" that are the transposable elements. Using the analogies between genomics and ecology concepts proposed by the "Genome Ecology" approach, it was possible to adapt models developed for 'macro-parasites' to the dynamics of transposable elements of class 1, retro-transposons. The analysis of these models makes it possible toformulate hypotheses on the relative importance of the host demography, the distribution of the number of copies between individuals and the molecular mechanisms of silencing of these elements, on their persistence within the population of hosts reproducing asexually
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Bouchard, Mélanie. "Évolution temporelle et modélisation des coliformes dans une source d'eau potable." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25517/25517.pdf.
Full text
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Antunes, Nicolas. "Application d'algorithmes prédictifs à l'identification de niches écoculturelles des populations du passé : approche ethnoarchéologique." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0173/document.
Full textAbstract:
La géographie des groupes humains résulte d’événements historiques culturels et environnementaux. Notre démarche consiste à identifier des relations cultures/environnements dans des populations actuelles ou historiques bien documentées pour ensuite déceler l’éventuelle présence de phénomènes similaires dans des populations anciennes dont seuls les vestiges archéologiques sont connus. Après avoir passé en revue différents concepts permettant de décrire l’espace écologique occupé par une espèce (ou une population déterminée par un trait spécifique), nous déduisons que le concept de niche est idéal pour mesurer les facteurs environnementaux qui peuvent influencer l’établissement d’une culture en un lieu à une période donnée. Afin d’apprécier les distributions géographiques potentielles de cultures du présent et du passé, nous utilisons la modélisation de niches écoculturelles (ECNM). L’ECNM utilise des algorithmes prédictifs ainsi que des données d’occurrences et environnementales afin d’examiner les possibles influences des facteurs environnementaux dans les trajectoires évolutives des cultures. Nous présentons des résultats issus d’une optimisation de l’ECNM qui consiste à obtenir des données environnementales à très hautes résolutions spatiale et temporelle puis à combiner des prédictions de niche en tenant compte des performances des différents algorithmes prédictifs utilisés. La validité de la méthode que nous proposons est assurée par la fiabilité des occurrences que nous utilisons dans nos référentiels actualiste et historique. Enfin l’analyse statistique de plusieurs niches contemporaines, ou se succédant dans plusieurs phases climatiques, nous permet de les positionner dans l’espace écologique et de discuter de diversité culturelle, de risque écologique, de compétition, de dynamique évolutive et de peuplementThe geographic distribution of human populations is the result of both historical contingency and environmental factors. This study identifies culture-environment relations for well-documented present-day and historic populations in order to evaluate whether the same phenomena operated inprehistoric contexts, which are only known from archaeological sites. After reviewing the different concepts used to describe the ecological space occupied by a species (or specific population), it is shown that the niche concept is well-suited for identifying and measuring environmental factors that can influence the distribution of a culture at a particular place and time. In order to better understand the potential distributions of present and past cultures, this study employs the method known aseco-cultural niche modeling (ECNM). ECNM uses predictive algorithms along with occurrence and environmental data in order to examine the possible influences of environmental factors on cultural trajectories. The results presented here are derived from an optimized ECNM approach that permits one to obtain high-resolution environmental data, and that also combines niche predictions by taking into account the performance of the various employed predictive algorithms.The effectiveness of this approach is ensured by the use of reliable occurrence data for both the present-day and historic case studies. Finally, statistical evaluations of multiple contemporaneous niches, as well as successive ones across multiple climatic phases, allow them to be placed in ecological space and examined with respect to cultural diversity, ecological risk, competition, and evolutionary and population dynamics
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Flores, Olivier. "Déterminisme de la régénération chez quinze espèces d'arbres tropicaux en forêt guyanaise : les effets de l'environnement et de la limitation par la dispersion." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00297707.
Full textAbstract:
Dans les communautés de forêt tropicale humide, la compétition interspécifique et la limitation du recrutement par la dispersion ont généralement invoquées pour expliquer la coexistence de nombreuses espèces d'arbres. Le rôle de ces mécanismes dans la régénération reste peu connu, bien que leur compréhension soit essentielle pour la gestion des forêts exploitées. Dans ce travail, les conditions du milieu et les relations intraspécifiques ont été prises en compte dans l'analyse des distributions de juvéniles. Quinze espèces non pionnières ont été sélectionnées selon un gradient de tolérance à l'ombre et des modes de dispersion variés. La modélisation statistique de la densité locale a permis de relier le succès d'installation des juvéniles aux conditions du milieu et aux distances aux arbres adultes simultanément. Les prédictions desmodèles confirment le gradient de tolérance parmi les espèces étudiées et révèlent des courbes d'installation différentes selon le mode de dispersion.