Fiche détaillée

Unité d’Enseignement / Teaching Unit
Applications de la modélisation à la conservation de la biodiversité marine
Modelling applications in marine biodiversity conservation
Lars Stemmann, [email protected]
Jean-Marc Guarini, [e-mail]
Philippe Koubbi, [e-mail]
Hervé Rybarczyck,
3 semaines/3 weeks – 6 ECTS
Objectifs généraux / General objectives.
Un des challenges le plus important et le plus urgent en océanographie biologique est de
diagnostiquer et préserver l’état quantitatif de la diversité des espèces, des fonctions et des
habitats dans les écosystèmes marins. Ce challenge demande de plus en plus que les
écologistes marins développent de véritables compétences en modélisation mathématique.
Cette unité d’enseignement introduit les applications de la modélisation aux études de
bioconservation marine. Le premier objectif est de présenter des modèles écologiques
basiques et robustes, qui sont capables de tenir compte des effets des perturbations sur la
dynamique des écosystèmes marins et sur la biodiversité des océans, et qui sont capable de
prévoir la récupération quand ces perturbations cessent ou, la plupart du temps, quand des
mesures de préservation sont mises en place. Des méthodes pour analyser les structures, les
fonctions et les perturbations de systèmes complexes sont présentées de telle façon qu’elles
peuvent être utilisées dans un contexte d’ingénierie écologique. Ceci implique aussi que les
limites de la modélisation sont bien comprises. Les cours mettent l’accent sur la gestion des
ressources renouvelable, l’épidémiologie dans les écosystèmes marins, et la dynamique
évolutive (ou adaptative) des écosystèmes et des réseaux trophiques. Ils sont aussi dévolus à
l’évaluation de la définition et de la gestion des aires marine protégées, et à celle de leurs
effets sur la biodiversité marine. Les processus socio-économiques impliqués dans les
modèles de bioconservation sont aussi présentés. Les modèles abordés au cours du module
sont diverses et concernent l’application de modèles à la gestion des différents systèmes
biologiques marins. Le module « Modélisation de l’Environnement Marin » ne traite pas de
ces applications de gestion mais aborde les aspects de conceptualisation et de formulation
mathématique nécessaire à la réalisation des modèles.
One of the most important and urgent challenges in biological oceanography is to diagnose
and preserve the quantitative state of diversity of species, functions and habitats in marine
ecosystems. This challenge requires more and more that marine ecologists develop skills in
mathematical modelling. This teaching unit introduces modelling applications to marine
bioconservation studies. The first objective is to present basic and robust ecological models
that are able to take into account effects of disturbances on marine ecosystems dynamics and
oceans' biodiversity, and that are able to forecast recoveries when disturbances stops or
mostly when conservation methods are implemented. Methods to analyse complex ecosystems
structures, functions, and disturbances that modify the dynamics, are introduced in such a
way that they can be used in these eco-engineering context. This means also that limits of the
modelling approaches are well-understood. The courses emphasize living resources
management, epidemiology in the marine ecosystems, and evolutive (or adaptative) dynamics
of ecosystems and foodwebs. They are also devoted to evaluate design and dynamic

managements of Marine Protected Areas, and their effects on marine biodiversity. Socio-
economic processes involved in bioconservation models are presented as well.
Prérequis et savoirs acquis / Initial and final competences
Pour être en mesure de suivre confortablement cette unité d’enseignement, les concepts de
base en écologie marine doivent être maîtrisé, et posséder des bases en modélisation
écologique est fortement recommandé. Les étudiants apprendront comment sont utilisés et
comment ils peuvent apportés un regard critique sur les modèles de bases qui sont utilisés en
biologie de la conservation marine.
To follow this course, basics in marine ecology are required and basics in ecological
modelling are strongly recommended. Students will learn how to use and criticize the basic
models that can be applied for bioconservation.
Mots clés / key words
Bioconservation, dynamique, gestion, Aires Marines Protégées.
Bioconservation, Dynamics, Management, Protected Marine Areas.
Programme / Program.
Heures de cours / Contact hours.
Théorie / Theory: 20 H
I. Introduction à la biologie de la conservation.
Introduction to the bioconservation (3H)
II. Des modèles de base en écologie (marine).
Basic models in (marine) ecology (9H)
III. Des questions de modélisation, relatives à la
bioconservation marine.
Some questions for modelling, regarding marine
Bioconservation (8H)
Pratique / Practice: 40 H
I. ULM : Modèle générique de pop. / Unified Life Model
II. ZEN : Dynamiques adaptatives / Adaptative Dynamics
III. ECOPHATH/ECOSIM : Modélisation des flux trophic / Trophic flux model
IV. ISIS-FISH : Gestion de pêcheries / Fisheries
V. Modèle générique de bioaccumulation
VI Modèle de pollution d’une masse d’eau
Projets personnels / Personal projects. (30H - 120H)
Les étudiants développeront un travail personnel dans l’une des catégories de sujets suivantes:
Epidémiologie, épidémies dans les systèmes marins
Pollution des écosystèmes, locale et régionale – conséquence sur la biodiversité
Gestion des ressources marines – interaction exploitation-écologie
Evaluation de la productivité, et cycle du carbone dans les écosystèmes exploités
Réintroduction d’espèces

Définition, conception et gestion des aires marines protégées
Students will develop a personal project in one of the following topics:
Epidemiology – epidemics in marine systems
Local and regional pollution of marine ecosystems – consequences on biodiversity
Marine ressources management – exploitation-ecology interactions
Productivity assessment and the carbon cycle in exploited ecosystems
Species re-introduction
Design and management of Marine Protected Areas
Examen / Examination
Le travail personnel sera soutenu en présence d’un jury (50/100).
The personal project will be defended in front of a jury (50/100).
Un examen écrit viendra valider les connaissances théoriques et pratiques (50/100).
A written exam will attest aquisition of theoretical and practical knowledge (50/100).
Bibliographie élémentaire / Basic bibliography
Ruth M., Lindholm J., Norse E.A., 2002 Dynamic modeling for marine conservation. Editors,
Matthias Ruth, James Lindholm, Springer, New York, 449 pages.
Owen-Smith N. 2007. Introduction to Modelling in Wildlife And Resource Conservation.
Blackwell Publishing Ltd. 336 pages.
Rodseth T., 1998. Models for Multispecies Management. Physica Verlag, 246 pages.

Pour site internet
Introduction à la biologie de la conservation / Modèles de base en écologie (marine) /
Questions de modélisation relatives à la bioconservation marine/ Modèle générique de pop /
Dynamiques adaptatives / Modélisation des flux trophic / Gestion de pêcheries / Modèle
générique de bioaccumulation / Modèle de pollution d’une masse d’eau