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Le Coz, Sebastian. Modélisation de la dynamique des adventices dans un agroécosystème

Le Coz, Sebastian (2019). Modélisation de la dynamique des adventices dans un agroécosystème.

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Résumé en francais

De nombreuses espèces ont un stade dormant dans leur cycle de vie, comme les graines chez les plantes. Ces espèces ont recours à plusieurs méthodes afin de survivre dans l'environnement. En particulier, les plantes sont connues pour avoir une stratégie de survie dépendant de la dormance et de la dispersion des graines. Le modèle de métapopulation est souvent utilisé afin d'étudier la dynamique régionale d'espèces. Cependant, celui-ci ne modélisant pas de stade dormant dans la dynamique de l'espèce, appliqué à une espèce avec stade dormant, il peut amener à prédire l'extinction de l'espèce au sein d'un patch alors que celle-ci est présente sous forme dormante. Du fait que le stade dormant d'une espèce soit difficilement observable en pratique, si l'on veut inclure la dormance dans un modèle, il est préférable d'utiliser des variables cachées pour modéliser ce stade. Plusieurs modèles avec structure Markovienne et variables cachées ont déjà été utilisés pour étudier les espèces avec stade caché. Cependant ils présentent tous des limites : la modélisation des données en présence/absence, le stade dormant limité à une année ainsi que la colonisation entre patchs qui n'est pas prise en compte. Je propose ici un modèle de chaîne de Markov cachée multidimensionnelle avec retour des données qui permet de décrire la dynamique d'espèces avec stade caché où seuls les stades observables sont à l'origine d'interactions entre patchs. Ces interactions entre patchs sont modélisées à partir de l'influence indistinguable des populations observables des patchs voisins sur une population observable ou cachée. Ce modèle, utilisant des données en classes d'abondance, permet une dormance potentiellement infinie. J'ai montré que la complexité algorithmique de l'estimation des paramètres du modèle n'est pas exponentielle, comme on pourrait s'y attendre, mais seulement linéaire en le nombre de patchs. Les résultats sur simulations montrent qu'il est possible de restaurer l'état d'une population en stade caché ainsi que de prédire le prochain état d'une population observable. Les résultats sur données de plantes adventices mettent en évidence la survie de banque de graines comme le processus ayant le plus d'influence sur l'état de la banque de graines. Le modèle permet d'étudier de façon efficace la dynamique de plantes adventices ainsi que d'autres espèces avec stade caché.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Peyrard, Nathalie
Cheptou, Pierre-Olivier
Ecole doctorale:Mathématiques, informatique, télécommunications de Toulouse (MITT)
laboratoire/Unité de recherche :Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT), INRA UR875
Mots-clés libres :Réseau bayésien dynamique - Banque de graines - Chaîne de Markov cachée
Sujets :Mathématiques
Déposé le :06 Sep 2019 10:23