Pour sa 11e édition, le réseau INRAE CiSStats (statistiques pour les sciences participatives) financé par le département MATHNUM (mathématiques et numérique) a réuni des professionnels de l’analyse de données appliquées à l’environnement. On parle plus précisément de bio-statistique. Sous ce terme technique se cache une réalité fondamentale : l’analyse des données en environnement doit toujours être mise en perspective avec le sujet biologique étudié, autrement dit l’approche mathématique permet une exploration rigoureuse des données qui sont interprétées avec l’appui des connaissances du terrain et des espèces étudiées. Cette passerelle entre biologistes et statisticiens donne un véritable sens à l’interprétation des résultats. Voir aussi ici.
Une diversité d’acteurs pour le partage de méthodes d’analyses exploratoires
Ces rencontres ont été organisées par l’unité BioSP (biostatistique et processus spatiaux) d’INRAE d’Avignon en partenariat avec le Parc national des Écrins. L'unité BioSP développe des travaux en statistique, en systèmes dynamiques, en écologie-épidémiologie, et aux interfaces entre ces différentes disciplines avec un intérêt particulier pour les questions spatiales et spatio-temporelles. Les domaines d'application de ces travaux sont avant tout l'écologie, l'épidémiologie, l'agriculture et l'environnement. Julien Papaix, chercheur à BioSP, souligne que « pour les statisticiens et les écologues quantitatifs, les échanges avec les porteurs d’enjeux comme le Parc national des Écrins sont cruciaux. D’une part pour co-construire des questionnements qui aient du sens pour les gestionnaires d’espaces naturels et pour les chercheurs, et d’autre part pour comprendre finement le processus d’acquisition des données afin de développer et transférer de nouvelles méthodologies d’analyse de données qui soient adaptées à ces particularités ».
Les participants venaient de différents horizons : chercheurs et enseignants chercheurs (INRAE, CNRS, AgroParisTech, École Polytechnique, Telecom Paris), associations (LPO, SurfRider) et gestionnaires de site (Parc national des Écrins). Mais aussi de disciplines très variées : statistiques théoriques, ingénierie statistique, mathématiques, informatique, écologie, épidémiologie, naturalistes. Cette diversité de sensibilités a abouti à des échanges très riches et au développement concret de nouvelles analyses pour les données dites opportunistes. Damien Combrisson, chargé de mission invertébrés au Parc national, explique que « les agents du parc renseignent leurs observations sur la faune et la flore depuis plus de quarante ans. Une grande partie de ces données proviennent d’observations occasionnelles qui sont notées de façon opportuniste. Ces données hétérogènes qui présentent un caractère très aléatoire peuvent néanmoins témoigner de dynamiques d’évolution en cours, comme la remontée en altitude de certaines espèces ou bien le décalage phénologique sur les dates d’observations. » Cependant, l’analyse rigoureuse de telles données non protocolées est complexe et c’est là que la collaboration prend tout son sens.
Les observations occasionnelles sur les papillons et les oiseaux par les agents du parc comme cas d’étude
À travers un jeu de données portant sur les observations occasionnelles des papillons diurnes du parc, un premier travail a eu pour objectif d’étudier les décalages phénologiques, c’est à dire une émergence de plus en plus précoce des papillons, liés au changement climatique. Un modèle de distribution d’espèce mécaniste a été développé pour décrire les courbes d’émergence des papillons sur le territoire du parc national. En séparant la dynamique écologique de l’effort d’échantillonnage il est possible d’estimer les dates de première émergence pour chaque année. Ce travail a été effectué par une stagiaire de master 1 (Clara Navarro, Agrocampus Rennes) et doit maintenant être approfondi pour mieux intégrer le climat local sur la dynamique de population des papillons.
Un deuxième ensemble d’observations opportunistes concernait les oiseaux. L’objectif principal, cette fois-ci, était de mettre en place un outil statistique permettant d’évaluer la co-occurrence d’espèces : quelles espèces retrouvons-nous régulièrement ensemble ? Comment ces cortèges d’espèces varient-ils dans l’espace et dans le temps ? L’idée de cette exploration est de caractériser des communautés d’espèces ayant des affinités écologiques partagées autre que celles liées à l’environnement. Dans ce cas là, des modèles basés sur des processus ponctuels marqués ont été utilisés. Cette approche permet de décrire les structures d’agrégation entre les observations d’une même espèce ou au contraire entre observations d’espèces différentes.
