Modé élisation de la dyn dans namique une rete e spatiale

Proposition de staage de Ingénieur ou Master2 Modéélisation de la dyn
namiquee spatiale
e d’une p
populatioon de bro
ochets dans une reteenue hyd
dro‐électrrique. Thème : Développement Javaa appliqué à un cas de m odélisation e
en écologie.
Période et durée du stage : Environ 6 mois. Datee de début so
ouhaitée : 1eer trimestre 2
2015 Lieu de sstage : Aix en Proven
nce Irstea ‐ A
Unité dee Recherche Hydrobiologgie 3275 Route de Cézan
nne CS 400611 13182 Aix‐en‐Proven
nce Cedex 5 Institu
ut National d
de Recherchee en Sciences et Tecchnologies pour l’Environnem
ment et l’Agr iculture Responssable du stagge : Westrelin, 04
4 42 66 69 71, samuel.w [email protected] Samuel W
Co‐encad
drement : Nicolas D
Dumoulin : cchercheur à IRSTEA Clerm
mont‐Ferrand
d et ayant dé
éveloppé la pplateforme d
de modélisaation SimAqu
ualife Ine Pauw
wels : cherch
heur à l’INBO
O en Belgiquee et ayant dé
éveloppé le m
modèle qui faait l’objet de
e ce stage. Contextee et objectif du stage : Les déplacements d’une dizaine de Brochets,, d’une quinzzaine de Perches et d’unne vingtaine d
de Sandres,, trois espècees piscivoress au stade addulte, ont été
é enregistréss pendant prèès d’un an su
ur la retenue hydro‐électrrique des Bariousses situuée en Corrèze. Ces enregistrements,, effectués p
par télémétrrie acoustiqu
ue, se font à haute fréqueence temporelle (de l’ordre d’une poosition toute
es les 90 secondees en conditio
ons optimale
es) permettaant un suivi q
quasi‐continu
u des individ us. Ils perme
ettent d’accédeer aux princip
pales caracté
éristiques dees déplaceme
ents des indiividus (vitessse, distance parcouru
ue, zone du llac fréquenté
ée, étendue du domaine
e vital) et à le
eurs variationns selon la phase de la journéée (jour/nuitt) et selon la saison. Par ailleu
urs, la bathymétrie du lac, les caractééristiques du
u substrat de
e fond ainsi qque de l’habiitat rivulaire (nature du ssubstrat, pré
ésence de vé gétation, typ
pe de végéta
ation, présennce d’abris …) ont été cartograaphiées. Le lieen établi enttre la fréque ntation des différentes p
parties du lacc et leurs caractéristiques d’habitat nous donne les préférences d’habitat des différents individus, un des éléments clés dans les choix de déplacements. Tout récemment, un article scientifique présentant un modèle qui simule les déplacements de Brochets (modèle dit individu‐centré) dans une rivière, en fonction de l’attirance pour l’habitat, est paru. L’objectif du stage est d’adapter ce modèle à notre lac d’étude et de le rendre plus réaliste en modifiant les comportements « théoriques » des Brochets à l’appui des données de télémétrie collectées. Une fois le modèle codé et validé, il sera intéressant de tester l’impact d’une modification du milieu, en l’occurrence la réhabilitation d’une frayère, sur l’utilisation de l’espace par cette espèce. Les paramètres du modèle permettent de l’adapter à d’autres espèces. Si le temps le permet, un autre prolongement serait de simuler les déplacements des Perches et Sandres qui ont une écologie très différente de celle du Brochet pour voir si le modèle est également capable de bien les restituer. Intérêt du sujet pour l’unité de recherche : Ce modèle constituera un outil permettant d’apprécier l’impact d’une modification envisagée du lac sur une espèce, sachant que les programmes de restauration de milieux ont souvent peu d’éléments objectifs (qui plus est très souvent spécifiques à un site donné) pour prendre les meilleures orientations. Dans un deuxième temps, ce modèle de dynamique spatiale sera couplé à un modèle de dynamique de populations, simulant donc cette fois la croissance d’une population selon les caractéristiques de l’habitat (par exemple en prenant en compte l’influence de la densité spatiale des individus sur la croissance de la population, densité spatiale qui dépend directement des déplacements des individus que l’on aura modélisés). Il permettra ainsi de guider la restauration et d’aider à répondre à des questions opérationnelles comme : ‐est‐ce qu’une frayère à Brochets serait efficace sur ce lac ? Quelle taille doit‐elle avoir pour l’être ? ‐quel impact aurait l’enrochement de cette berge sur la population de Brochets ? Méthodologie envisagée : De nombreux scripts R développés dans l’unité d’accueil sont disponibles pour exploiter les données de télémétrie. Ils permettront de se familiariser avec ces données et de compléter la panoplie de paramètres caractéristiques du déplacement des Brochets à prendre en compte dans le modèle. Concernant le modèle de dynamique spatiale, il est décrit dans l’article : Baetens, J. M., et al. (2013). "An individual‐based model for the migration of pike (Esox lucius) in the river Yser, Belgium." Ecological Modelling 258: 40‐52. Il s’agit de coder ce modèle en JAVA dans le logiciel SimAqualife (http://trac.clermont.cemagref.fr/projets/SimAqualife/wiki). Compétences requises/mises en œuvre : Goût pour la programmation informatique et la modélisation. Très bonne connaissance de JAVA. Utilisation possible d’environnement de développement (Eclipse, Netbeans) La connaissance du langage R sera un plus mais peut s’acquérir sur place, de nombreux scripts étant disponibles. Utilisation possible de SIG si besoin. Des connaissances en écologie aquatique seront appréciables mais peuvent tout à fait s’acquérir lors du stage. Autonomie, rigueur, capacité à travailler en équipe (collaboration avec collègues clermontois + échanges en anglais avec les collègues belges), curiosité intellectuelle. Calendrier indicatif du déroulement : 1er mois : bibliographie, familiarisation avec les données de télémétrie 2ème mois : élaboration de l’algorithme et codage du modèle 3ème mois : validation du modèle 4ème mois : tests de l’impact de l’aménagement d’une frayère sur la dynamique spatiale de la population. 5ème mois : rédaction du rapport et préparation à la soutenance orale Logistique : PC et bureau mis à disposition, accès à des serveurs de calcul linux (pas de nécessité de maîtriser linux). Indemnité de 436 €/mois.

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