Stage Master 2
Modélisation de l’impact de l’hétérogénéité thermique spatiale et temporelle sur les performances des poissons d’eau douce
Co-superviseurs : Jean-Christophe Poggiale (MIO, Marseille), Martin Daufresne (RECOVER, INRAE Aix), Arnaud Sentis (RECOVER, INRAE Aix), Yann Voituron (LEHNA, Lyon)
Contexte scientifique
Le changement climatique ne se résume pas à une simple hausse des températures moyennes ! Il s’accompagne d’une augmentation spectaculaire de la variabilité thermique rendant les conditions de vie moins prévisibles pour les organismes (Easterling et al., 2000). Or, jusqu’à récemment, c’est principalement la question de la dérive des températures moyennes qui a monopolisé l’effort de recherche. Cela conduit à une probable sous-estimation de l’impact réel de ce changement global et des projections sur le maintien des populations erronées (Burggren, 2019 ; Slein et al., 2023 ; Vasseur et al., 2014).
Face à ces nouvelles contraintes, les organismes répondent par des déplacements différents à travers les habitats thermiques. Des poissons utilisent par exemple des refuges froids en été et des refuges chauds en hiver. De telles observations ont récemment été faîtes (i) dans des populations d’ombre commun (voir photo) dans la rivière Ain pour les premiers refuges et (ii) dans la rivière Buèges, pour le second type de refuges, où des bancs massifs de cyprinidés (principalement ablette, gardon et chevesne) ont été observés.
Qu’elle soit spatiale ou temporelle, la variation thermique reste largement sous-estimée dans la recherche actuelle et n’est pas pris en compte dans les stratégies de conservation et de gestion des hydrosystèmes face aux changements climatiques.
🎯 Objectifs du stage
Ce stage propose d’explorer cette question en s’appuyant sur une approche de modélisation basée sur la théorie Dynamic Energy Budget (DEB), en intégrant la variabilité thermique spatiale et temporelle. Cette approche théorique qui décrit comment les organismes acquièrent et allouent l’énergie acquise entre différentes fonctions biologiques fondamentales que sont la croissance, la maintenance somatique et la reproduction (Brown et al 2004 ; Kooijman 2010). Ce travail permettra d’interroger si la variabilité a des impacts différents en fonction du niveau d’organisation et constituera le socle théorique pour cadrer les futures expérimentations d’une thèse de doctorat.
🔬 Missions concrètes
1. Développement théorique :
• Intégration de la stochasticité thermique dans les modèles DEB existants
• Exploration des liens mécanistiques entre contraintes physiologiques et performance écologique
• Modélisation des impacts différentiels selon les niveaux d’organisation biologique
2. Mise en lien avec les données existantes :
• Analyse des refuges thermiques d’été : évaluation de l’utilisation des habitats froids par Thymallus thymallus (ombre commun) dans la rivière Ain
• Étude des refuges thermiques d’hiver : analyse des concentrations massives de cyprinidés (Alburnus alburnus, Rutilus rutilus, Squalius cephalus) dans la rivière Buèges
🧠 Compétences développées
• Modélisation (DEB, R/Python)
• Analyse de données de terrain
• Écologie thermique des poissons d’eau douce
• Approche multi-échelles (physiologie → écologie)
• Préparation de projets de recherche expérimentaux
Profil recherché
• M2 en écologie, mathématique
• Une première expérience en modélisation écologique serait un atout
Références
Brown, J. H., Gillooly, J. F., Allen, A. P., Savage, V. M., & West, G. B. (2004). TOWARD A METABOLIC THEORY OF ECOLOGY. Ecology, 85(7), 1771–1789. https://doi.org/10.1890/03-9000
Burggren, W. W. (2019). Inadequacy of typical physiological experimental protocols for investigating consequences of stochastic weather events emerging from global warming. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 316(4), R318–R322. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00307.2018
Easterling, D. R., Meehl, G. A., Parmesan, C., Changnon, S. A., Karl, T. R., & Mearns, L. O. (2000). Climate Extremes: Observations, Modeling, and Impacts. Science, 289(5487), 2068–2074. https://doi.org/10.1126/science.289.5487.2068
Kooijman, S. A. L. M. (2010). Dynamic Energy Budget Theory for Metabolic Organisation. Cambridge University Press.
Slein, M. A., Bernhardt, J. R., O’Connor, M. I., & Fey, S. B. (2023). Effects of thermal fluctuations on biological processes: A meta-analysis of experiments manipulating thermal variability. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 290(1992), 20222225. https://doi.org/10.1098/rspb.2022.2225
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Stage rémunéré – Possibilité de poursuite en thèse
Informations pratiques
– Date de début : 1er janvier 2026 ; Durée : 6 mois
– Candidature à adresser à : jean-christophe.poggiale@univ-amu.fr ; martin.daufresne@inrae.fr ; arnaud.sentis@inrae.fr ; yann.voituron@univ-lyon1.fr
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