Cumul d’Infrastructures linéaires de transports terrestres et Relations Fonctionnelles Ecologiques

Le projet CIRFE vise à déterminer si les modèles de dynamique de métapopulation existants sont capables de mimer les dynamiques réelles des espèces (démographie, dispersion et génétique). Pour ce faire, le projet a été séparé en 3 work packages (WP) :

Le WP1 (terrain) consiste à 1) réaliser l’occupation du sol du site d’étude avec une haute résolution spatiale et 2) constituer un jeu de données de terrain robuste décrivant le fonctionnement des métapopulations de Myrtil (Maniola jurtina), Féronie noire (Abax parallelepipedus), Alyte accoucheur (Alytes obstetricans) et Couleuvre à collier (Natrix natrix) au sein d’un paysage présentant un cumul d’infrastructures de transport terrestre (ITTs). Pour ces espèces, des suivis de génétique du paysage et de Capture-Marquage-Recapture (CMR) ont été conduits afin d’estimer les tailles de populations, les flux d’individus, la structure génétique des populations, etc. Ainsi, en plus de l’obtention d’estimations empiriques des effets des ITTs sur ces populations, le projet CIRFE bénéficie d’estimations du fonctionnement réel sensu Calabrese et Fagan (2004) des métapopulations d’espèces suivies. Ces résultats permettront de réaliser des comparaisons directes avec les résultats de modélisations (WP2).

Dans le WP2 (modélisation), nous avons utilisé 7 modèles permettant de travailler sur le fonctionnement des métapopulations animales. Ces modèles s’échelonnent le long d’un gradient de complexité et sont des outils actuellement utilisés pour réaliser des études réglementaires (étude d’impact ou planification territoriale) en France. Les résultats issus de ces modèles ont alors été comparés aux résultats de terrain issus du WP1.

Le WP3 a étudié le lien entre qualité des données d’entrées des modèles et réalisme des résultats obtenus. Nous nous sommes concentré sur des paramètres tels que la résolution spatiale des cartographies d’entrées, la finesse de la description de l’occupation du sol ou encore la taille des pixels des cartes d’entrées des modèles.

Finalement, nous avons réalisé une analyse transversale des résultats des 3 WP afin de déterminer les meilleurs compromis entre phase de projet, réalisme des résultats de modélisation et coûts associés.

Apports et résultats

Etude empirique des Infrastructures de Transport Terrestre

Comparaison entre les méthodes individu-centrée et population-centrée d’analyse de la structure génétique des populations animales : Pour la première fois, une comparaison directe des résultats de ces deux méthodes a pu être réalisée à l’échelle du paysage pour deux espèces (Maniola jurtina et Abax parallelepipedus).

Les ITTs affectent le fonctionnement des métapopulations : Le projet CIRFE a montré que la plupart des ITTs ont des effets limités sur le fonctionnement des métapopulations suivies. Toutefois, les mouvements individuels changent aux abords des ITTs suivant des interactions espèces milieux spécifiques.

Estimation de l’effet des ITTs sur les mouvements animaux : Dans le projet CIRFE, nous avons mis au point une méthode simple d’évaluation de l’effet des ITTs sur les déplacements animaux.

01_infraMap_Species.png

Figure 1 : Echantillonnage du projet CIRFE

Modéliser le fonctionnement des métapopulations

Pertinence écologique des modèles : Comme pour les travaux de Calabrese et Fagan (2004), la plupart des modèles utilisés produisent des métriques qui n’ont que peu de sens biologique et généralement non mesurables sur le terrain.

Modèles et réalisme : Seuls les modèles les plus complexes sont en mesures de prédire le fonctionnement réel et futur des métapopulations étudiées.

Sensibilité des modèles aux données d’entrée : La grande majorité des modèles étudiés dans le projet CIRFE sont sensibles à la qualité des données d’entrée. Plus les modèles sont réalistes, plus ils sont sensibles à la qualité des données d’entrée en particulier lorsqu’il s’agit de la résolution spatiale de l’occupation du sol.

02_realism.png

Figure 2 : Structure génétique de l’Alyte accoucheur réelle (à gauche) et simulée par SimOïko (à droite).

Modélisation et pratiques actuelles des études d’impacts

Sous exploitation des opportunités fournies par la modélisation : Les études fournies par les membres du CIL&B ont montré que la modélisation était exceptionnellement utilisée pour estimer l’état de conservation des espèces (N=1) et parfois pour évaluer le fonctionnement des réseaux écologiques et ce, bien que des travaux de recherche antérieurs aient démontré la complémentarité entre les approches de modélisation et de terrain. De plus, lorsqu’utilisés, ce sont généralement des modèles très peu réalistes qui sont mis en œuvre.

Evolution des pratiques des études d’impacts avec le contexte réglementaire : L’étude empirique conduite sur les études d’impacts françaises réalisée dans le projet CIRFE, a montré que les études ont évolué avec le temps. De nos jours, les pratiques ont tendances à s’homogénéiser quel que soit le stade du projet.

03_studyVSmodel.png

Figure 3 : Distribution des coûts de réalisation des études faune/flore en comparaison des distributions des coûts de modélisation.

Préconisations pour l’action

Formation

Les outils de modélisation permettent de fournir des informations intéressantes répondant aux demandes réglementaires actuelles. Le projet CIRFE a montré que désormais, certains modèles sont en mesure de reproduire le fonctionnement des métapopulations et ainsi d’établir une évaluation réaliste et objective de l’état de conservation des espèces ainsi que leurs déplacements. Cependant, les parties prenantes des études d’impacts et de la planification territoriale doivent être informés des capacités et limites des modèles ainsi que des données qu’il est nécessaire de leur fournir.

Recherche et transfert de technologie

Le projet CIRFE a montré que certaines technologies de recherche sont suffisamment matures pour être utilisées en routine dans les études d’impacts et la planification territoriale (génétique des populations et modélisation). Toutefois, le transfert de technologie doit être soutenu afin que ces méthodes puissent être utilisables par le plus grand nombre dans un contexte opérationnel.

Coévolution des techniques et des pratiques

Les méthodes de génétique des populations et de modélisation peuvent être utilisées avec les méthodes traditionnelles afin de rendre les études d’impacts plus complètes et pertinentes qu’elles ne le sont actuellement.

Augmenter la porter des résultats du projet CIRFE

Le projet CIRFE c’est concentré sur 4 espèces. Des travaux similaires sur des oiseaux, des mammifères ou des poissons améliorerait significativement la portée des résultats du projet CIRFE.

Malgré le caractère exploratoire de l’étude économique réalisée dans le projet CIRFE, l’évolution des pratiques des études d’impacts a été détectée ainsi que certaines tendances des comportements des différentes parties prenantes. A partir de ces résultats préliminaires, des collaborations avec des sociologues, juristes et économistes permettrait de faire des propositions concrètes d’amélioration de la règlementation actuelle.

Perspectives

Le projet CIRFE a généré des jeux de données très importants qui ne peuvent être complètement analysés et mener à des productions scientifiques dans la seule durée du projet. Ainsi le projet CIRFE permettra de réaliser des productions scientifiques pendant encore au moins 2 ans après sa fin.

Grâce à la mise en œuvre du projet CIRFE, TerrOïko et la SETE-CNRS ont développé leurs collaborations scientifiques et travaillent actuellement ensemble sur les projets TRAM-MIDPYR (http://www.terroiko.fr/MIDPYR.php) et MetAqua (http://www.terroiko.fr/MetAqua.php) qui a été labélisé ITTECOP durant l’été 2017. De plus, suite au projet CIRFE, TerrOïko développe des collaborations de recherche avec des laboratoires du Japon et de Hollande.

Enfin, les résultats du projet CIRFE ont été directement intégrés dans les pratiques de TerrOïko afin d’assurer le transfert des résultats obtenus au laboratoire sur le marché. Dans le même esprit, des formations tirées des travaux menés dans le projet CIRFE ont été développées et ajoutées au catalogue de formation de TerrOïko (i.e. quand et comment utiliser les outils de modélisation.).

Pour aller plus loin

Site du projet : http://www.terroiko.fr/CIRFE.php

Page researchgate du projet : https://www.researchgate.net/project/CIRFE-Cumulative-Infrastructure-of-terrestrial-transportation-and-ecological-functional-relationships

Publications et présentations : Directement disponibles sur le site du projet, sur le site de TerrOïko (http://www.terroiko.fr/publi_scientifique.php) et sur les profiles researchgate de Sylvain Moulherat et Jonathan Remon.

Formations : http://www.terroiko.fr/catalogue_formation.php