Vers une évaluation probabiliste et dynamique de la fonctionnalité écologique des habitats par suivi acoustique passif

Topic description

Les habitats (semi-)naturels assurent pour les espèces des fonctions essentielles, telles que l’approvisionnement en ressources alimentaires, l’offre de refuges, la mise à disposition de sites de reproduction ou la facilitation des déplacements à travers le paysage. La compréhension de ces fonctions habitat‑espèce constitue un enjeu central pour la conservation de la biodiversité, dans la mesure où elles traduisent l’utilisation effective de l’habitat par les organismes et leur contribution à la dynamique et à la résilience des populations1,2. Si la notion de fonctionnalité écologique est mentionnée dans plusieurs textes réglementaires du Code de l’environnement français, elle demeure insuffisamment définie et fragmentée, ce qui engendre une ambiguïté conceptuelle et un décalage entre les exigences légales et les méthodes disponibles pour évaluer les fonctions des habitats3. Ainsi, dans les pratiques actuelles de suivi écologique et dans les études réglementaires, ces fonctions restent le plus souvent évaluées de manière indirecte, reposant sur des indicateurs de présence ou d’abondance, sans protocole standardisé permettant de quantifier de manière fiable l’usage fonctionnel réel des habitats.

Dans ce cadre, le suivi acoustique passif (PAM) représente un outil méthodologique particulièrement prometteur. Le PAM permet d’enregistrer l’activité acoustique des organismes sur de larges échelles temporelles et spatiales, offrant une approche non invasive, standardisable et applicable à de multiples taxons4,5. Jusqu’à présent, l’usage du PAM dans les études règlementaires a surtout consisté à détecter la présence ou l’abondance relative d’espèces, mais son potentiel pour documenter la fonction précise de l’habitat pour une espèce donnée reste largement inexploré6.

Cette thèse propose de développer un cadre scientifique et opérationnel pour évaluer la fonction des habitats à partir des données issues du PAM. Elle vise à déterminer quelles fonctions peuvent être inférées, à quantifier la variabilité et l’incertitude des indicateurs acoustiques, et à construire des modèles probabilistes et dynamiques capables de prédire l’usage fonctionnel des habitats dans le temps et l’espace. Le projet adoptera une perspective multi-taxa à l’échelle conceptuelle (Chapitre 1), tout en focalisant les travaux empiriques (Chapitre 2) sur les chauves-souris et expérimentaux (Chapitre 3) sur les oiseaux comme taxa modèle. Ce choix est justifié en raison de la relation directe entre l’activité vocale des ceux taxa et l’utilisation fonctionnelle des habitats (sites d’alimentation ou de transit), ainsi que de la richesse des données disponibles (e.g. données issues des sciences participatives Vigie-Chiro pour les chauves-souris, du projet CUMUL pour les oiseaux). Cette approche reste par ailleurs conceptuellement transposable à d’autres taxons et types d’habitats, permettant d’évaluer de manière opérationnelle la fonction des milieux pour les espèces vocales.

La thèse se déclinera en quatre chapitres :

Chapitre 1 Revue de littérature et cadre conceptuel

Ce chapitre propose sous forme de revue de littérature (avec méta-analyse si possibilité) un état des lieux de l’utilisation du PAM pour évaluer les fonctions des habitats pour les espèces animales vocales. La littérature scientifique et la littérature grise seront analysées afin d’identifier les fonctions déjà étudiées, les biais méthodologiques, les limitations taxonomiques et les lacunes. L’objectif est de clarifier les concepts opérationnels liés à la fonction d’habitat, de recenser les indicateurs acoustiques déjà établis pour certains taxons-habitats et identifier les plus prometteurs, et de construire un cadre conceptuel robuste qui servira de référence pour les analyses empiriques et expérimentales.

Chapitre 2 Analyse empirique et modélisation probabiliste/dynamique

Ce chapitre constitue la phase empirique du projet, centrée sur les chauves-souris comme taxon modèle. L’objectif est d’évaluer dans quelle mesure le PAM peut fournir des indicateurs fiables des fonctions des habitats. Nous faisons l’hypothèse que certaines métriques acoustiques (durée des séquences d’activité, séquences de chasse identifiables par les patterns d’écholocation) reflètent l’usage fonctionnel des milieux, tels que les sites d’alimentation ou les zones de transit. Les données brutes issues de bases existantes (e.g. Vigie-Chiro) et complétées par des relevés sur le terrain et des mesures de la ressource alimentaire, seront intégrées dans des modèles probabilistes et dynamiques. Ces modèles permettront de quantifier l’incertitude associée aux erreurs de détection et aux variations spatio-temporelles, de produire des prédictions à court et moyen terme de l’utilisation fonctionnelle de l’habitat et d’optimiser l’effort d’échantillonnage (via des analyses de sensibilité visant à identifier les principaux facteurs d’incertitude des prédictions).L’approche intégrée combinant données et ajustement des modèles constitue un outil prédictif et adaptatif (les paramètres du modèle étant flexibles et susceptibles de varier dans le temps et l’espace, les mécanismes sous-jacents n’étant probablement pas fixes ; le modèle pouvant être affiné à mesure que les connaissances progressent), capable d’établir un lien direct entre les paramètres acoustiques et la fonction de l’habitat.

Chapitre 3 Validation expérimentale en conditions bruitées

Le troisième chapitre examine la performance des indicateurs acoustiques des oiseaux en conditions de terrain caractérisées par un bruit ambiant élevé, en mettant l’accent sur l’influence du bruit anthropique, considéré comme le principal facteur limitant la détection des signaux acoustiques. Nous faisons l’hypothèse que l’intensité et la fréquence du bruit modulent la détectabilité des métriques acoustiques et, par conséquent, la fiabilité des inférences sur la fonction des habitats. Des protocoles expérimentaux, incluant playbacks et réplicas spatio-temporels, permettront de quantifier l’effet du bruit sur la détectabilité et la reproductibilité des indicateurs acoustiques. Nous développerons un modèle corrélatif détaillé de l’incertitude de détection et élaborerons une chaîne d’analyse visant à corriger les sources d’erreur spatio-temporelles. Les travaux du projet CUMUL pourront servir d’exploration préliminaire. Les résultats permettront d’identifier les conditions dans lesquelles les fonctions des habitats peuvent être inférées de manière robuste et de proposer des recommandations pour des protocoles applicables en contexte réglementaire.

Chapitre 4 Synthèse et perspectives opérationnelles

Le dernier chapitre intégrera les résultats empiriques et expérimentaux dans un cadre général de suivi de la fonctionnalité écologique des habitats. Il discutera des applications à d’autres taxons et habitats, de la généralisation des indicateurs acoustiques pour la gestion et la conservation de la biodiversité, et fournira des protocoles standardisés et reproductibles pour l’aide à la décision et les études réglementaires. Ce chapitre permettra de relier avancée scientifique, applicabilité opérationnelle et besoins réglementaires, tout en ouvrant des pistes pour des recherches futures et des suivis adaptatifs.

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

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