1. Concours DR CID 45
Dynamique des systèmes environnementaux,
développement durable, santé et société
Olivier Gimenez
Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive
UMR 5175, Montpellier
17 avril 2012

2. => Dynamique des populations et modélisation statistique
1994-1999 : Cursus en Mathématiques
2000-2003 : Doctorat en Biostatistique
2003-2004 : 2 postes ATER (Montpellier, Grenoble)
2005-2006 : 2 séjours post-doctoraux Marie Curie (Royaume-Uni)
2006 - … : CR au Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive
2010 - … : Animateur Equipe Biostatistique & Biologie des Populations
2003 : Qualification MCF en 26
2010 : HDR en Ecologie et Evolution
Qualification PR en 67
Parcours
Mathématiques – Ecologie / Evolution

3. Les flux d’individus :
une des grandes dynamiques du vivant
t

4. reproduction
immigration
t + 1
Les flux d’individus :
une des grandes dynamiques du vivant
mortalité
émigration–

5. reproduction
immigration
t + 1
Les flux d’individus :
une des grandes dynamiques du vivant
mortalité
émigration–
• Comprendre flux d’individus et prédire devenir
• Mécanismes sous-jacents

6. La dynamique des populations face à
la crise de la Biodiversité

7. Ecologie des populations : impact des changements globaux
La dynamique des populations face à
la crise de la Biodiversité
Manchot empereur

8. Ecologie des populations : impact des changements globaux
Ecologie évolutive : adaptation face à un environnement changeant
La dynamique des populations face à
la crise de la Biodiversité
Saumon atlantique
Manchot empereur

9. Ecologie des populations : impact des changements globaux
Ecologie évolutive : adaptation face à un environnement changeant
Gestion des populations : proposition et évaluation des mesures
La dynamique des populations face à
la crise de la Biodiversité
SanglierFaucon crécerelle
Saumon atlantique
Manchot empereur

10. Distinguer ce que l’on voit…

11. Gimenez et al. 2007 Ecological Modelling
Gimenez et al. 2012 Theoretical Population Biology
…de ce qui est réellement :
les modèles de capture-recapture

12. Détection incomplète
et capture-recapture

13. Détection incomplète
et capture-recapture

14. Approche
capture-
recapture
Approche
naïve
masse
survie
Gimenez et al. 2006 Evolution
Gimenez et al. 2008 American Naturalist
Tisserin social
Biais sur la forme de la sélection naturelle
-4 -2 0 2 4
0.00.20.40.60.81.0
Détection incomplète
et capture-recapture

15. Limites : hypothèse d’homogénéité

16. Limite 1 : hétérogénéité individuelle

17. Loup
Effectifs et biologie de la conservation
• Problème de la recolonisation des loups en France
• Interactions problématiques et conflits de représentations
• Effectifs de loups comme variable clé pour gestion et conservation
• Collaboration étroite et de longue durée avec ONCFS
Cubaynes et al. 2010 Conservation Biology
Marescot et al. 2011 Ecological Applications

18. 0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Effectifs estimés
Saisons
(1995-2003)
Détection homogène
Effectifs et biologie de la conservation
Cubaynes et al. 2010 Conservation Biology
Marescot et al. 2011 Ecological Applications
Loup

19. 0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Saisons
(1995-2003)
Détection hétérogène
Détection homogène
Effectifs et biologie de la conservation
Cubaynes et al. 2010 Conservation Biology
Marescot et al. 2011 Ecological Applications
Loup
Effectifs estimés

20. Limites : hypothèse d’homogénéité

21. Limite 2 : hétérogénéité des populations

22. Oiseaux de mer et changement climatique
Macareux moine
• Dynamique des populations à large échelle
• Impact des forçages environnementaux sur la démographie
• Réseau européen (Royaume-Uni, Norvège, France)
Grosbois et al. 2009 Ecology
Papadatou et al. 2011 Oecologia ; Papadatou et al. 2012 Ecography

23. Grosbois et al. 2009 Ecology
Papadatou et al. 2011 Oecologia ; Papadatou et al. 2012 Ecography
Macareux moine
Oiseaux de mer et changement climatique

24. -1 0 1 2
0.800.850.900.951.00
Survival
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
0.850.900.951.00
Survival
-1 0 1 2
0.800.850.900.951.00
Survival
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
0.850.900.951.00
Survival
-1 0 1 2
0.40.50.60.70.80.91.0
Survival
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
0.750.800.850.900.951.00
Survival
-1 0 1 2
0.40.50.60.70.80.91.0
Survival
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
0.750.800.850.900.951.00
Survival
+-
- -
Survie vs. température à la surface de l’eau
70% synchronie
RostFair Isle
Skommer Isle of May

25. -1 0 1 2
0.800.850.900.951.00
Survival
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
0.850.900.951.00
Survival
-1 0 1 2
0.800.850.900.951.00
Survival
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
0.850.900.951.00
Survival
-1 0 1 2
0.40.50.60.70.80.91.0
Survival
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
0.750.800.850.900.951.00
Survival
-1 0 1 2
0.40.50.60.70.80.91.0
Survival
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
0.750.800.850.900.951.00
Survival
+-
- -
Survie vs. température à la surface de l’eau
Lançons Harengs
Lançons Lançons
RostFair Isle
Skommer Isle of May

26. Questions
biologiques
Développement
de méthodes
La modélisation comme vecteur
d’interdisciplinarité mathématiques / biologie

27. • Publications
- 1 livre et 2 chapitres de livres
- 83 publications dont 41 avec étudiants et > 50 % sur 2010-2012
• Encadrement étudiants
- > 25 étudiants de Master, 8 doctorants, 5 post-doctorants
• Animation
- Responsable d’équipe depuis 2010
- Groupe Démographie Comparative (Toulouse, Chizé, Lyon, Montpellier)
- RTP Interfaces Mathématiques et Biodiversité
• Visibilité internationale
- Evaluateur NSF, EPSRC, Thalis Grec, Madsen NZ, …
- Editeur ass. Wildlife Biology, Biometrics et Methods in Ecol. and Evol.
- 12 conférences internationales (Angleterre, Berkeley, Stanford, …)
Bilan

28. Projet
- Modèles de dynamiques mono-spécifiques à maturité

29. Projet
- Modèles de dynamiques mono-spécifiques à maturité
→ Enjeu 1 : complexité des dynamiques multi-spécifiques

30. Projet
- Modèles de dynamiques mono-spécifiques à maturité
→ Enjeu 1 : complexité des dynamiques multi-spécifiques
→ Enjeu 2 : dimensions humaines

31. Anthropo-
écosystème
Communautés
Populations
Projet

32. Socio-
écosystèmes
Communautés
Populations
Projet

33. 1 - Climat et communautés d’oiseaux
- Oiseaux : intégrateurs des différentes échelles trophiques
- Dépasser la dynamique des populations descriptive
- Quelles voies démographiques pour les forçages climatiques ?
- Collaborations :
• F. Jiguet et P.-Y. Henri (MNHN - Paris)
• V. Devictor (CNRS - Univ Montpellier)
• S. Newson (British Trust for Ornithology - Angleterre)

34. 2 - Gestion des grands mammifères
- Aller au-delà de l’homme vu comme une variable externe
- Interactions problématiques homme – ongulés – carnivores
- Forte demande sociétale
- Collaborations :
• P.-Y. Quenette, E. Marboutin (ONCFS)
• J. Linnell, J. Swenson (Norvège)
• G. Chapron (Suède)

35. 3 - Des développements méthodologiques
- Modèles démographiques multi-spécifiques
• S. Tuljapurkar (Stanford) ; D. Koons (Utah State Univ)
- Cadre d’inférence statistique robuste
• P. de Valpine (Berkeley) ; R. King (CREEM – St-Andrews)
- Modèles intégrant écologie, sociologie et économie
• I. Mauz et C. Mounet (Irstea - Grenoble)
• P. Le Goffe et C. Ropars-Collet (AgroCampus - Rennes)

36. 3 - Des développements méthodologiques
Marescot et al. en prép.Ecologie
Economie
Zone de co-viabilité
- Modèles démographiques multi-spécifiques
• S. Tuljapurkar (Stanford) ; D. Koons (Utah State Univ)
- Cadre d’inférence statistique robuste
• P. de Valpine (Berkeley) ; R. King (CREEM – St-Andrews)
- Modèles intégrant écologie, sociologie et économie
• I. Mauz et C. Mounet (Irstea - Grenoble)
• P. Le Goffe et C. Ropars-Collet (AgroCampus - Rennes)

37. Action structurante au sein du CEFE
Département Dynamique
et Gouvernance des
Systèmes Ecologiques
R. Mathevet, V. Maris
Département Ecologie
Evolutive
A. Charmantier, P. David
Département Interactions,
Ecologie et Sociétés
S. Caillon
Département Ecologie
Fonctionnelle
E. Kazakou, C. Violle

38. Action structurante au sein du CEFE
Département Dynamique
et Gouvernance des
Systèmes Ecologiques
R. Mathevet, V. Maris
Département Ecologie
Evolutive
A. Charmantier, P. David
Département Interactions,
Ecologie et Sociétés
S. Caillon
Département Ecologie
Fonctionnelle
E. Kazakou, C. Violle
COMMUNAUTES

39. Action structurante au sein du CEFE
Département Dynamique
et Gouvernance des
Systèmes Ecologiques
R. Mathevet, V. Maris
Département Ecologie
Evolutive
A. Charmantier, P. David
Département Interactions,
Ecologie et Sociétés
S. Caillon
Département Ecologie
Fonctionnelle
E. Kazakou, C. Violle
SHS

40. Equipe Biostatistique et Biologie des Populations
• Depuis 2010 : responsable d’équipe
• Composition : 4 chercheurs (dont 1 IR), 5 doctorants, 3 post-doctorants,
étudiants master, 2 sabbatiques, 1 prof en délégation CNRS
• Projet d’équipe : vers un pôle d’écologie statistique

41. Transfert via logiciels
E-SURGE
démographie
mmSAR
richesse spécifique
• Logiciels gratuits
• > 50 téléchargements par mois

42. Formation
Population dynamics – Mytilini 2007
Occupancy – Montpellier 2008
Bayesian ecology – St-Andrews 2009
Capture-recapture – Montpellier 2012
• Ateliers de travail annuels
• 20aine de personnes
• > 150 participants, > 20 pays

43. Enseignement
Master STIC pour l’Environnement et l’Ecologie
- Co-responsable Master et Mention Modélisation
- Enseignement Mathématiques pour le Biologiste
Master BIODIV Conservation de la Biodiversité
- Membre équipe pédagogique
- Enseignement Dynamique des Populations
Master Biodiversité, Ecologie, Evolution
- Responsable Module Biostatistique
- Enseignement Statistiques pour le Biologiste

44. Socio-
écosystèmes
Communautés
Populations
Merci de votre attention
Olivier Gimenez – Vers une démographie intégrative