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Mobi-Paléo


MOBI-PALEO est un projet soutenu par la Région Auvergne.

La gestion des grands lacs de montagne d’Europe tempérée est un enjeu scientifique majeur dans la mesure où le problème qui se pose pour les collectivités publiques est de garantir à la fois la viabilité de la qualité des eaux et la viabilité socio-économique des activités agricoles, touristiques et résidentielles développées dans les bassins versants (Miras et al., 2013. Annali di Botanica). La force et l’originalité du projet présenté est de proposer d’intégrer une grande échelle de temps dans la construction des modèles dynamiques d’évolution de 2 écosystèmes lacustres Aydat et Pavin. Le couplage des recherches sur les dynamiques paléoenvironnementales et sur les dynamiques écologiques actuelles contribuera à une meilleure caractérisation de la biodiversité planctonique et végétale dans les bassins versants en fonction de plusieurs facteurs du changement global. Il permettra d’améliorer le diagnostic écologique pour anticiper le risque toxique associé aux proliférations de certains organismes comme les cyanobactéries.

Les objectifs du projet

L’objectif central du postdoctorat est de mettre en place des analyses mathématiques et informatiques de ces données environnementales passées et actuelles. Elles contribueront à proposer des modèles temporels d’évolution de cette biodiversité en articulant les données passées et présentes, et de mettre en place des outils de diagnostic d’état écologique (ex. eutrophisation) afin de contribuer à l’élaboration de modèles garantissant la viabilité de ces hydrosystèmes et des activités humaines.

Méthodologie

  • l’analyse et le stockage de données : GEOLAB et le LMGE disposent d’une grande diversité de données (différents types de marqueurs biotiques passés et actuels, et de paramètres abiotiques) permettant de retracer (en partie) la dynamique des écosystèmes considérés sur plusieurs années. Il est nécessaire d’analyser cette importante masse de données afin :
    1. d’extraire des valeurs agrégées afin de mieux appréhender les dynamiques écologiques des lacs considérés ;
    2. d’alimenter les modèles développés en paramètres d’entrée ;
  • la modélisation et le calcul intensif : les modèles développés ont pour objectif de simuler les dynamiques passées et futures. Les dynamiques écologiques peuvent fonctionner sur des échelles de temps diverses et notamment emboîtées. Simuler les différentes dynamiques (ainsi que leur potentielle interaction) sur plusieurs milliers d’années nécessite des moyens informatiques importants (calcul intensif). L’objectif est de tester différentes hypothèses de modélisation (basées sur les données) afin d’améliorer notre compréhension de la dynamique de la biodiversité, en se centrant sur deux écosystèmes sur lesquels les données sont abondantes : les lacs d’Aydat et Pavin. En outre, la dynamique des objets (espèces ou/et écosystèmes) visés pourra être étudiée à l’aide d’une approche classique de différenciation entre populations et à l’aide d’une approche de reconstruction de réseaux. En effet, des méthodes d’analyse et de reconstruction de réseaux ont été élaborées au LIMOS à l’aide de réseaux de pétri prenant en compte la dimension temporelle (Durzinsky et al., 2011, 2013. Journal of Theoretical Comuter Science & Journal of Mathematical Biology) et de règles d’association (Agier et al., 2007. Fundam. Inform.). Ces méthodes seront une source pour proposer de nouveaux modèles d’étude de la dynamique écologique temporelle des espèces et écosystèmes étudiés (LISC). Une étude comparative des méthodes mises en oeuvre sera également envisagée. Une plateforme Web ouverte et libre d’accès sera développée pour permettre une interaction avec la communauté scientifique.

Valorisation

Les thématiques de recherches proposées par le projet s’inscrivent parfaitement dans le contexte international de la recherche environnementale portant sur la construction de modèles intégrés d’évolution des systèmes lacustres soumis au changement global et sur la mise en œuvre de mesure de gestion et de restauration écologique. La recherche proposée de part son caractère interdisciplinaire, reposant sur une approche “pluri-indicateurs écologiques” et fondée sur plusieurs échelles temporelles et spatiales, possède incontestablement un caractère innovant. La valorisation des retombées scientifiques attendues prendra des formes différentes :

  • valorisation au sein de la communauté scientifique : participations à des colloques nationaux et internationaux, publications dans différentes revues internationales ou nationales avec comité de lecture et indexées. Vu le caractère très interdisciplinaire et innovant sur le plan méthodologique du projet, différentes revues pourront être choisies et relevant aussi bien des sciences de l’environnement (paléoenvironnement et écologie actuelle) que des sciences informatiques et de l’ingénierie : Ecology, Ecological Modelling, Global Change Newsletter, Journal of Applied Ecology ; Journal of Palaeolimnology, Journal of Plankton Research, Knowledged-Based Systems, The Holocene, Water Research. Des revues généralistes à forte visibilité internationale peuvent également être visée (PloS One, PNAS…).
  • valorisation d’une recherche-action : cette recherche propose de mettre au jour des groupements fonctionnels d’indicateurs multi-variés d’aide au diagnostic écologique (eutrophisation, écotoxicologie) des écosystèmes lacustres étudiés contribuant à la mise en place de méthode d’anticipation du risque toxique (qualité des eaux vs pollutions organiques) et mode de gestion et de restauration écologique. Une valorisation de recherche appliquée sera engagée avec tous les partenaires impliqués dans la gouvernance de ces milieux : Parc Naturel Régional des Volcans d’Auvergne, Syndicat mixte du Parc, Syndicat Mixte des Vallées de la Veyre et de l’Auzon etc.

Voir en ligne : voir le site dédié Mobi-Paléo