Françoise Burel reçoit la médaille du travail du CNRS



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Françoise Burel fait valoir ses droits à la retraite

Jeudi 29 août a été l'occasion de féliciter et de remercier Françoise Burel pour sa carrière exceptionnelle. Joan van Baaren (directice d'ECOBIO), au nom de Gabrielle Inguscio, Déléguée régionale du CNRS, lui a remis la médaille du travail du CNRS. Paul Tréhen, puis Stéphanie Thiébault (directrice scientifique de l'InEE), et bien d'autres, n'ont pas tari d'éloges pour remercier Françoise pour ses qualités à la fois scientifiques et humaines.

Françoise Burel est ingénieure agronome de formation, diplômée de l'École nationale supérieure agronomique de Rennes en 1975. Elle a passé son doctorat de 3ème cycle en biologie végétale en 1978, puis un doctorat d’Etat en écologie à l'université de Rennes 1 en 1991. Françoise a réalisé un post doc aux Etats-Unis et au Canada où elle a travaillé avec les chercheurs pionniers en écologie du paysage, puis elle est revenue en France pour diriger un bureau d’études de 1984 à 1989, orienté vers les études et les recherches en aménagement des paysages agricoles. Recrutée en 1989 au CNRS, elle a développé des recherches en écologie du paysage sur les relations entre la structure et la dynamique des paysages agricoles et la biodiversité, concrétisées par la création de la zone atelier de Pleine-Fougères (aujourd'hui ZA Armorique). Elle a participé également activement à la création de l'UMR ECOBIO : en 1996, elle en devient la directrice adjointe, puis directrice en 2000. Elle a été responsable de l’équipe écologie du paysage de cette UMR de 2000 à 2008, puis animatrice de l’axe écologie du paysage de l’unité à partir de 2009. Outre ses activités de recherche, elle a mis en place une unité d’enseignement en écologie du paysage en 1997. Entre 2004 à 2018, elle a été co-responsable du master 2 recherche « Écologie fonctionnelle comportementale et évolutive ».

Ecologue de réputation mondiale, elle est la pionnière en France, avec Jacques Baudry (INRA, BAGAP), de l'écologie du paysage. Françoise a encadré une quarantaine de thèses et publié plus d'une centaine d'articles dans des revues scientifiques internationales, ainsi qu'un ouvrage fondateur, la référence francophone sur l'écologie du paysage, avec Jacques Baudry (Écologie du paysage: concepts, méthodes et applications. Technique et Documentation, 1999), traduit en anglais et en espagnol.

Dans ses remerciements, elle n'a pas manqué de souligner le rôle du CAREN puis de l'OSUR dans le développement de l'interdisciplinarité en environnement qui est un marqueur fort de sa riche carrière.

Reconnue par ses pairs, elle a reçu la médaille d'argent du CNRS en 2009, et le grand prix de la société française d'écologie en 2015. Elle est membre de l'Académie d'Agriculture de France,  de la Royal Swedish Academy of Agriculture and Forestry. Elle est désormais directrice de recherche émérite (2019) : l'Eméritat CNRS est accordé aux directeurs.trices de recherche admis à faire valoir leurs droits à la retraite et désireux de prolonger certaines de leurs activités pour une durée maximum de cinq ans renouvelable. Elle a par ailleurs l'intention de continuer à s'investir dans la vie locale en mettant son expertise au service du Conseil Local de la Biodiversité de la ville de Rennes.

Françoise n'est donc pas prête de "raccrocher" : elle vient d'ailleurs de co-publier dans la prestigieuse revue PNAS une étude consacrée à l’effet de la taille des parcelles et de la diversité des cultures sur la biodiversité des paysages agricoles. On continuera donc à la croiser régulièrement, pour notre plus grand plaisir !



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Françoise Burel (août 2019)



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De gauche à droite : Joan van Baaren, Stéphanie Thiébault, Françoise Burel, Paul Tréhen (août 2019)




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A l’écoute des échanges gazeux air-eau dans les eaux libres…


 AHLeGall    22/08/2019 : 13:08

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ExSONIC: Experimental evaluation of stream atmosphere gas exchange by hydro-acoustics = Évaluation expérimentale des échanges gazeux atmosphère/cours d'eau par hydroacoustique

David Vilbert et Thierry Labasque (Géosciences Rennes) étaient en Autriche du 14 au 26 juillet 2019 sur le site WasserCluster de Lunz am See (Université de Vienne), dans le cadre du projet ExSONIC piloté par Marcus Klaus (Université de Umea, Suède) et Jacob Schelker (Université de Vienne, Autriche). Objectif de la mission : caractérisation acoustique et hydrochimique du dégazage des ruisseaux en conditions contrôlées.



Les ruisseaux ont besoin de respirer, tout comme les humains, pour rester en bonne santé. Cette respiration, c’est-à-dire l’échange gazeux entre l’eau et l’atmosphère (qui se fait donc dans les 2 sens), permet notamment la dissolution de l'oxygène de l'air, et permet donc aux êtres vivants de respirer (poissons, algues, molluques,..) mais permet également le dégazage du CO2 (gaz à effet de serre) qui va contribuer au réchauffement climatique. L'échange gazeux est favorisé par la turbulence et les bulles d'air qui, à leur tour, génèrent le son caractéristique de cet échange. Une équipe internationale de chercheurs des universités d'Umea et d’Uppsala (Suède), de Padova (Italie), de Vienne (Autriche), de Grenoble et de Rennes, ont mis au point une nouvelle méthode qui utilise des enregistrements sonores pour estimer le coefficient d'échange (k) des gaz entre l'air et l'eau.

Le coefficient d'échange air-eau (k) est une des composantes essentielles de nombreuses études des processus biogéochimiques et écologiques dans les systèmes aquatiques. Cependant, leur grande variabilité spatio-temporelle est difficile à saisir avec les méthodes traditionnelles, en particulier dans les écoulements turbulents. L’objet du projet ExSONIC est donc d’étudier le potentiel de l'analyse spectrale du son pour déduire k dans les eaux libres (en milieu naturel), en partant du principe que la turbulence et les bulles qui y sont associées favorisent l'échange gazeux, en produisant un son caractéristique, i.e. une « signature sonore ».

Pour ce faire, les partenaires du projet explorent la relation entre k et les propriétés spectrales du son à l'aide d'expériences en laboratoire et d'observations sur le terrain dans une vaste gamme de turbulences et de conditions de bullage. Ils ont estimé k à l'aide de mesures réalisées en chambre de flux, en corrélant les échanges de plusieurs gaz de solubilité variées (He, Ar, Xe, CO2, CH4) avec le son enregistré au-dessus et au-dessous de la surface de l'eau, à l’aide de microphones et d’hydrophones.


Les premiers résultats mettent en évidence le potentiel unique des techniques acoustiques pour prédire k, isoler les mécanismes et améliorer la couverture spatio-temporelle des estimations de k dans un écoulement (cette vidéo réalisée par Marcus Klaus explique le principe de base de la détection des échanges gazeux air-eau dans les eaux libres à l'aide de microphones/hydrophones).

Si une partie du projet est spécifiquement du ressort des acousticiens, l’autre partie porte sur l’analyse chimique des gaz en temps réel, une compétence originale dans laquelle l’OSUR et la plateforme CONDATE Eau excellent. Le travail spécifique de Thierry Labasque et David Vilbert (Géosciences Rennes) a porté sur la caractérisation in situ du coefficient de dégazage (par spectrométrie de masse à membrane –MIMS et µGC) dans des cours d’eau artificiels, avec des débits, des pentes, des turbulences (bullage d’air) et des rugosités variables.


Bref, l’été, à l’OSUR, ce n'est pas parce qu'on bulle… qu'on ne bosse pas !



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Mesure des concentrations gazeuses en temps réels dans le laboratoire mobile de l’OSUR par MIMS et µGC


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Vue d’un chenal artificiel



>>> Pour en savoir plus sur ExSONIC >>>
>>> Researchers are listening to the breath of streams >>>


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Des caméras acoustiques pour mesurer la taille des poissons


 AHLeGall    20/08/2019 : 11:46

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ARTICLE DANS JOURNAL OF FISH BIOLOGY

Les caméras acoustiques, ces outils innovants qui permettent d’estimer efficacement la taille des poissons à partir de mesures répétées


Dans un article intitulé “Manual fish length measurement accuracy for adult river fish using an acoustic camera”, publié dans la revue Journal of Fish Biology en mai 2019, Aurélie Daroux, François Martignac, Marie Nevoux, Jean-Luc Baglinière, Dominique Ombredane (ESE, INRA - Agrocampus Ouest) et Jean Guillard (CARRTEL, Thonon-les-Bains, INRA - Université Savoie Mont Blanc) s’intéressent à la précision de la mesure de taille des poissons sur les images enregistrées par les caméras acoustiques, de nouveaux outils de suivi de la faune aquatique.


Pour évaluer l’état de santé d’une population de poissons, il est indispensable de disposer d’outils efficaces et précis. A l’heure actuelle, près d’une cinquantaine de stations de comptage équipent les cours d’eau français et visent à dénombrer les passages de poissons et à décrire leurs populations. Dans la plupart des cas, ces dispositifs de capture ou de vidéo-comptage sont installés au sein d’une voie de passage forcé au droit d’un ouvrage, également appelée "passe à poissons". Depuis quelques années, des sonars multifaisceaux à haute fréquence sont également utilisés pour le suivi des populations de poissons. Ces systèmes, appelés également caméras acoustiques, s’appuient sur les propriétés de propagation du son dans l’eau : le sonar émet des ondes qui se propagent dans le milieu, lorsque celles-ci se heurtent à un objet, la partie des échos qu’il renvoie est captée par l’appareil. Les nombreux faisceaux de la caméra et la très haute fréquence qu’elle utilise permettent d’enregistrer en continu des images sur lesquelles apparaissent distinctement la morphologie et sur lesquelles le comportement naturel du poisson est observé, ce qui favorise l’identification de son espèce, même en eaux turbides ou dans une obscurité totale. Néanmoins, la taille des individus est un facteur discriminant pour différencier deux espèces de poissons. Il est donc indispensable d’évaluer la marge d’erreur des mesures centimétriques réalisées directement par l’opérateur sur les images des caméras acoustiques, et d’évaluer si celle-ci peut être minimisée par des mesures répétées d’un même individu sur plusieurs images. Dans un contexte de mise en application récente de ces méthodologies, il est également nécessaire d’évaluer l’éventuel effet opérateur, notamment novice, sur la précision des mesures de taille des poissons.

Les chercheurs ont ainsi comparé la taille mesurée de poissons sur les images enregistrées par une caméra acoustique à leur taille réelle, puis identifié les variables influençant significativement la précision de la mesure. L’équipe de recherche s’est notamment intéressée aux effets de la position du poisson dans le faisceau de détection, de la taille réelle du poisson, de l’opérateur, en intégrant son expérience à réaliser le protocole. Cinquante poissons, trente truites arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) et vingt carpes argentées (Hypophthalmichthys molitrix), d’une taille comprise entre 51 et 67 cm ont été chacun à leur tour placé dans un bassin expérimental de 10 mètres sur 2 mètres (fig. 1). La caméra acoustique a enregistré en continu les mouvements de chaque poisson dans le bassin pendant quatre minutes en moyenne pour disposer d’un nombre suffisant d’images d’un même individu dans un large panel de positions différentes (fig. 2). Chacun des poissons a été mesuré sur vingt images extraites des vidéos acoustiques selon le même protocole par deux opérateurs expérimentés, auxquels les chercheurs ont laissé la liberté de choisir les images qui leur semblaient les plus représentatives de la taille de l’individu. Pour quantifier l’effet de l’expérience de l’opérateur, un sous-échantillon de quinze poissons choisis aléatoirement a été analysé par deux opérateurs expérimentés et deux opérateurs novices, sur vingt images identiques d’un même poisson. L’effet du choix de l’image sur lequel est mesurée le poisson est évalué en faisant mesurer ces quinze poissons par deux opérateurs expérimentés et un novice sur des images cette fois choisies par les opérateurs.




Bassin ESE

Fig. 1 : Le bassin expérimental utilisé par l'UMR ESE INRA sur le site Agrocampus Ouest à Rennes



Journal Of Fish Biology Page 03 Image 0001 1

Fig. 2
(a) image du passage d’une carpe argentée dans le bassin expérimental extraite d’une vidéo enregistrée par la caméra acoustique,
(b) image zoomée sur le poisson, (c) (d) et (e) mesures centimétriques du même poisson par l’opérateur sur trois différentes images




L’analyse des résultats révèle la large variabilité des mesures de taille d’un même poisson sur les images sélectionnées par les opérateurs. Cependant, lorsque la mesure est répétée, la taille moyenne mesurée se rapproche de la taille réelle du poisson: lorsqu’il est mesuré trois fois, l’écart moyen absolu est de 3,1 cm. Pour cinq mesures, cet écart est minimisé à 2,7 cm. L’étude démontre l’effet significatif de la position du poisson dans le faisceau de détection de la caméra : la précision de la mesure est maximale lorsque l’individu passe de profil. Il s’agit par ailleurs de la position du poisson privilégiée par les opérateurs pour réaliser la mesure du poisson. La distance entre le poisson et la caméra ne montre par contre aucune influence sur la précision de l’estimation de la taille. Enfin, les données montrent un important effet opérateur : si l’erreur moyenne est de 2,6 cm pour un opérateur expérimenté, celle-ci augmente à près de 5 cm pour un opérateur novice. En outre, des différences significatives ont été mises en évidence même entre les précisions des mesures des opérateurs expérimentés, signe de l’importance de réaliser de nombreuses et fréquentes intercalibrations pour optimiser l’efficacité de la méthode.

Les outils innovants tels que les caméras acoustiques montrent une avancée non négligeable dans le suivi des populations de poissons. Non intrusifs, ces nouveaux outils permettent d’accéder à des informations difficilement accessibles par d’autres méthodologies, qui risquent d’interférer avec leur comportement dans le milieu naturel. Une description morphologique de l’individu est en effet rendue possible même en eaux turbides, et l’accès à une mesure précise de la taille du poisson, au-delà de faciliter l’identification des espèces, améliore les connaissances relatives aux populations notamment des espèces diadromes (i.e. des poissons qui migrent librement entre la mer et l'eau douce ; ces espèces doivent passer de la mer à l’eau douce (ou inversement) pour compléter leur cycle vital). L’étude conclue que la précision des mesures de taille issues de vidéos acoustiques est du même ordre que celle d’un suivi par vidéo-comptage et souligne l’importance de répéter les mesures pour diminuer la variabilité des mesures et ainsi améliorer leur efficacité.



Référence
Daroux, A, Martignac, F, Nevoux, M, Baglinière, JL, Ombredane, D, Guillard, J. Manual fish length measurement accuracy for adult river fish using an acoustic camera (DIDSON). J Fish Biol. 2019; 95: 480– 489. doi.org/10.1111/jfb.13996



Hypophthalmichthys Molitrix
Source : Hypophthalmichthys molitrix



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Des mosaïques de cultures plus complexes pour une plus grande biodiversité dans les paysages agricoles



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ARTICLE DANS PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences)

Des chercheurs de l’Inra - dont Audrey Alignier, Colette Bertrand et Jacques Baudry (BAGAP) - et du CNRS - dont Françoise Burel et Romain Georges (ECOBIO) - en collaboration avec des équipes allemandes, espagnoles, anglaises et canadiennes, ont examiné l’effet de la taille des parcelles et de la diversité des cultures sur la biodiversité des paysages agricoles. Publiés dans PNAS, leurs travaux montrent qu’augmenter la complexité de la mosaïque des cultures offre un levier d’action considérable (et largement sous-exploité) pour conserver et restaurer la biodiversité des paysages agricoles tout en maintenant les surfaces de production agricole.

L’intensification de l’agriculture et la destruction des milieux semi-naturels (bosquets, haies, bandes enherbées) est une des principales causes de la perte de biodiversité actuelle. Tandis que reconvertir des terres cultivées en milieux semi-naturels reste souvent difficile dans de nombreux territoires, augmenter la complexité de la mosaïque des cultures, en diminuant la taille des parcelles et/ou en augmentant la diversité des cultures, a récemment été suggéré comme une alternative pour favoriser la biodiversité des paysages agricoles tout en maintenant les surfaces de production agricole.

C’est l’hypothèse qui vient d’être testée à travers une vaste étude impliquant 30 laboratoires de 8 pays et englobant 8 régions d’Europe et du Canada. Cette étude est basée sur des observations recueillies dans 1305 parcelles cultivées, situées dans 435 paysages agricoles de 1 km² dont la taille moyenne des parcelles, la diversité des cultures et la proportion de milieux semi-naturels variaient de façon indépendante. Les chercheurs ont identifié plus de 167 000 individus de 2795 espèces appartenant à 7 groupes taxonomiques (oiseaux, papillons, abeilles, syrphes, araignées, carabes et plantes). Ils ont ensuite calculé un indice synthétique regroupant les informations sur ces 7 groupes taxonomiques afin d’estimer la biodiversité de chacun des 435 paysages étudiés.

>>> En savoir plus >>>


Référence
Increasing crop heterogeneity enhances multitrophic diversity across agricultural regions, Sirami C. & al. Proceedings of the National Academy of Sciences. 29 juillet 2019. https://doi.org/10.1073/pnas.1906419116



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Françoise Burel (ECOBIO) / @


Création de la plateforme Drone D2T



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LETG-Rennes, CNRS

Le laboratoire LETG a le plaisir de vous annoncer la création officielle de la plateforme drone D2T au sein du LETG-Rennes (sur le site de l'université de Rennes 2), avec pour tutelle principale le CNRS. Cette plateforme est destinée à l'acquisition de données de qualité (RGB / MNS, multispectrales et thermiques) par drone.

>>> Pour en savoir plus sur la plateforme D2T >>>



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>>> Pour en savoir plus sur la plateforme D2T >>>


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Thomas Houet (LETG-Rennes) / @


La post-fouille : la face cachée du travail de l’archéologue. De la plage... au labo



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Le CReAAH est en pleine exploitation du matériel archéologique prélevé sur le site de Beg-er-Vil (Quiberon, Morbihan) de 2012 à 2018

Le CReAAH est en pleine exploitation du matériel archéologique prélevé pendant six ans sur le site de Beg-er-Vil (Quiberon, Morbihan). En archéologie, on appelle ce travail la post-fouille. C’est un ensemble d’activités, en laboratoire, d’identification et d’inventaire du mobilier recueilli au moment de la fouille : souvent ingrat, laborieux, méticuleux, très chronophage, mais indispensable à l’avancée des connaissances du site, en l’occurrence un amas coquillier du Mésolithique. Ce « travail de fourmis » est réalisé par des bénévoles, souvent des étudiants en archéologie, sous la direction de Catherine Dupont (CReAAH).


Pour les stagiaires, la post-fouille offre une formation sur le tas (de sable... bien sûr !), une initiation aux phases de traitement du mobilier archéologique, à savoir : étude lithique, tri des refus de tamis, reconnaissance des classes animales présentes (mammifères, poissons, oiseaux, crustacés, coquillages, batraciens etc.), initiation à l’archéozoologie des invertébrés marins (identification, quantification, taphonomie, biométrie).

Rappelons que le site de Beg-er-Vil est un site de référence pour la fin du Mésolithique dans l’ouest de la France : sa fouille est d’autant plus impérieuse que celui-ci est en péril du fait de l’érosion marine et anthropique. Il est fouillé depuis 2012 sous la direction de Grégor Marchand (CReAAH). Catherine Dupont (CReAAH) y est, quant à elle, responsable des analyses paléoenvironnementales. L’épais niveau archéologique a livré une quantité très importante de vestiges : des ossements de mammifères, des restes de crabes, de poissons, d’oiseaux, de coquilles marines, de silex taillés, de parures etc... L’intégralité de l’épaisseur du dépotoir coquillier a été fouillée. L’équipe du CReAAH s’est donnée le challenge de tout trier pour faire de Beg-er-Vil un site de référence pour notre connaissance des derniers chasseurs-cueilleurs–pêcheurs de la façade atlantique de l’Europe. Ce travail exhaustif permettra de travailler sur l’homogénéité de la distribution spatiale des vestiges archéologiques. Il est également indispensable pour limiter les volumes à stocker pour que l’intégralité des découvertes puissent être gérer dans le dépôt archéologique. Ainsi, les générations futures pourront réexaminer ces vestiges vieux de plus de 8000 ans pendant bien des années.

Le site de Beg-er-Vil comprend également un niveau de pierres brûlées associées à des coquilles d’huîtres, des fosses, des foyers, et des vestiges de ce qui pourraient bien être des huttes. .En parallèle du tri, les études du mobilier archéologique se poursuivent. Le mobilier lithique de plusieurs années de fouille a d’ores et déjà été traité, ainsi que l’intégralité du macro-outillage. Coté invertébrés marins, les huîtres et les restes de crabes d’une campagne de fouille ont aussi livré leurs secrets. Mais il reste encore beaucoup à faire.

Espérons que le projet NEOMAR dirigé par Morgane Ollivier (ECOBIO) intitulé « La néolithisation en Atlantique Nord Est: étude de la modification du rapport à la nature des populations maritimes par l’analyse de la dynamique de la biodiversité locale » permette d’extraire l’ADN piégé dans ce dépotoir. Nous verrons alors ce qui est passé entre les mailles des tamis...

Bref, y’a du taf…! Voici quelques chiffres pour le stage proposé en juillet 2019, car si tout le mobilier des années 2012, 2013, 2016, 2017 et 2018 a d’ores et déjà été traité, il nous reste encore :
- 782 sacs de de refus de tamis de 2 millimètres
- 352 sacs de de refus de tamis de 4 millimètres à trier !
Ces chiffres ne découragent pas les fouilleurs puisque 1948 sacs de 2mm et 2023 sacs de 4mm ont d’ores et déjà été triés.


Le stage de juillet 2019 dure 2 semaines. Il compte plus d’une dizaine de participants. Ce sont des bénévoles retraités, actifs, étudiants et lycéens, tous passionnés d’archéologie.

A noter que cette année une exposition intitulée "Il y a 8000 ans, les premiers Quiberonnais. Bilan de 7 ans de fouilles sur le site mésolithique de Beg er Vil" vient de voir le jour. Elle fait le bilan de l'état d’avancement des analyses réalisées autour de Beg-er-Vil. Cette exposition est proposée par l'association Culture et Patrimoine de la Presqu'île de Quiberon et le CReAAH.



Quiberon 2019


Pour en savoir plus :
>>> Article de Ouest-France le 18 juin 2019
>>> Le site du musée de Quiberon




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Photo © C. Dupont
Les membres de l'association Culture et Patrimoine de la Presqu'île de Quiberon ont participé au montage de l’exposition avec les membres du CReAAH




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Le trésor des abysses


 AHLeGall    21/06/2019 : 12:45

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OUVRAGE DE VULGARISATION SCIENTIFIQUE

"J'ai écrit ce livre dans le cadre du travail universitaire d'une copine, apprentie éditrice (Sophie Tessier, vraie auteure qui plus est ; son dernier livre "Varech" est extra !). Le Trésor des abysses est une vulgarisation courte et sans image. Imagez vous-même..." (Philippe Boulvais)



Le fond des océans regorge de matières premières minérales, avérées (les métaux de base comme le cuivre, le zinc, le manganèse) ou fantasmées (les Éléments de Terres Rares). Saura-t-on, devra-t-on les exploiter un jour ? La réponse tient autant de la faisabilité technologique que de la future volonté politique...

L'auteur apporte à cette question son propre éclairage en proposant non seulement d'inventorier la nature et la quantité de ces richesses mais encore d'expliquer les processus naturels qui en sont à l'origine, comme les échanges entre l'eau de mer et les roches du plancher océanique par ce qu'on appelle les circulations hydrothermales.

Philippe Boulvais a obtenu sa thèse de Doctorat en Sciences de la Terre en 1997 à l'Université de Rennes 1. Maître de conférences depuis 1999 dans cette même université, ses activités de recherche portent sur la caractérisation des interactions entre les fluides géologiques et les enveloppes rocheuses. Ses zones d'études l'entraînent aux quatre coins du monde, des Alpes à la Nouvelle-Calédonie, de la Bretagne au Burundi ...



2018



>>> L'ouvrage est en téléchargement libre >>>





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Les plus anciens outils en pierre taillée témoignent de leur invention répétée



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ARTICLE DANS PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences)

Un nouveau site archéologique découvert par une équipe internationale de scientifiques en Ethiopie, dont Guillaume Dupont-Nivet (Géosciences Rennes), montre que la production d'outils en pierre remonte à plus de 2,58 millions d'années. Auparavant, les preuves les plus anciennes de production et d’utilisation systématiques d’outils de pierre remontaient à 2,58 à 2,55 millions d’années. L'analyse des sites de l'âge de pierre précoce, publiée dans PNAS en juin 2019, suggère que les outils en pierre ont peut-être été inventés à plusieurs reprises et de manières différentes avant de devenir un élément essentiel de la lignée humaine.


Le site de fouille, connu sous le nom de Bokol Dora 1 ou BD 1, est proche de la découverte en 2013 du plus ancien fossile attribué à notre genre Homo, découvert à Ledi-Geraru dans la région Afar du nord-est de l’Éthiopie. Le fossile, un os de mâchoire, date d'environ 2,78 millions d'années, soit environ 200 000 ans avant les plus vieux outils en pierre émiettés. L’équipe Ledi-Geraru s’efforce depuis cinq ans de déterminer s’il existe un lien entre les origines de notre genre et les origines de la fabrication systématique d’outils de pierre.

Un progrès important dans cette recherche a été découvert lorsque les géologue Christopher Campisano de l’Université d'Etat d'Arizona State (USA) et Guillaume Dupont-Nivet de l'Université de Rennes 1 ont vu des outils en pierre à arêtes vives sortir des sédiments sur une pente escarpée et érodée.

« Au début, nous avons trouvé plusieurs artefacts à la surface, mais nous ne savions pas de quels sédiments ils provenaient», expliquent-ils. «Mais en jetant un coup d'œil au dessus du bord d'une petite falaise, nous avons a vu des outils qui sortaient de l'affleurement. »

Il a fallu alors plusieurs années de fouille, deblayant plusieurs mètres de sédiments avant de mettre à jour une couche archéologique d’ossements d’animaux et de centaines de petits morceaux de pierre taillée représentant le plus ancien témoignage laissé par nos ancêtres directs indiquant qu'ils fabriquaient et utilisaient des couteaux en pierre. C'est très émouvant de tenir aujourd'hui ces objets dans la main. Le site enregistre une mine d'informations pour comprendre quand et comment les humains ont commencé à utiliser des outils en pierre. En effet, la bonne préservation des artefacts vient du fait qu’ils ont été enterrés à proximité d’une source d’eau.

« En regardant les sédiments au microscope, nous avons pu constater que le site n’était exposé que très peu de temps. Les premiers humains ont abandonné ces outils au bord d’une source d’eau, puis les ont enterrés rapidement. Le site est resté ainsi pendant des millions d'années », a déclaré la géoarchéologue Vera Aldeias du Centre interdisciplinaire pour l'archéologie et l'évolution comportementale de l'Université de l'Algarve (Portugal).

Kaye Reed, qui étudie l'écologie du site, dirige le projet de recherche Ledi-Geraru et est associée à l'institut de recherche sur les origines de l'homme de l'Université de l'Arizona State, note que les animaux découverts avec ces outils étaient similaires à ceux trouvés quelques années auparavant, quelques kilomètres plus loin avec les plus anciens fossiles Homo. « Les premiers humains qui ont fabriqué ces outils vivaient dans un habitat totalement différent de celui de Lucy », a déclaré Reed. "Lucy" est le surnom d'une ancienne espèce d'hominin connue sous le nom d'Australopithecus Afarensis, qui a été découverte sur le site de Hadar, en Éthiopie, à environ 45 km au sud-ouest du nouveau site BD 1. « L’habitat, qui comportait des arbres occasionnels et des forêts riveraines, a été transformé en une zone de prairies ouverte comportant peu d’arbres. Même les girafes fossiles mangeaient de l'herbe ! »,

En plus de la datation radiochronologique des couches volcaniques à plusieurs mètres sous le site, les géologues du projet ont analysé la signature magnétique des sédiments au laboratoire de paléomagnétisme de l'Université de Rennes 1 (Géosciences Rennes). Au cours de l’histoire de la Terre, la polarité magnétique s’est inversée à des âges connus. Or, les autres sites archéologiques proches de BD 1 qui ont aussi produit des outils très anciens ont été trouvés dans une période de polarité "inverse". Le site BD 1 s'est déposé quant à lui pendant une période de polarité "normale". Comme le renversement de «normal» à «inverse» s'est produit il y a environ 2,58 millions d'années, les géologues ont pu déterminer que BD 1 était plus vieux que tous les sites connus jusqu'à présent.

La récente découverte au Kenya d'outils percussifs plus anciens, datant d'il y a 3,3 millions d'années et qualifiée de "Lomekwian", associés à des fossiles d'ossements coupés en Éthiopie, témoigne de l'ancienneté de la fabrication et de l'utilisation d'outils par nos nos ancêtres. Cependant, les découvertes récentes d'outils fabriqués par les chimpanzés et les singes ont remis en question les idées de "singe technologique" d'origine humaine.

Les archéologues travaillant sur le site BD 1 se sont donc demandés comment leur nouvelle découverte d'outils de pierre s'inscrivait dans ce tableau de plus en plus complexe. Ils ont découvert que ces nouveaux outils constituaient non seulement les artefacts les plus anciens, mais encore attribués au "Oldowan", une technologie qui tire son nom des découvertes de la gorge d'Olduvai en Tanzanie, mais se distinguait néanmoins des outils fabriqués par les chimpanzés, les singes ou même par des ancêtres humains plus anciens.

« Nous nous attendions à voir une indication d'une évolution du Lomekwian à ces premiers outils d'Oldowan. Pourtant, lorsque nous avons examiné de près les modèles, il y avait très peu de liens avec ce que l'on sait de sites archéologiques plus anciens ou avec les outils fabriqués par les primates modernes », affirme Will Archer de l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutionniste de Leipzig et de l'Université de Cape Town (Afrique du Sud).

Les principales différences semblent être la possibilité pour nos ancêtres de produire systématiquement les outils à arêtes vives plus petits, extraits de plus grands nodules de pierre. Les chimpanzés et les singes utilisent généralement des outils pour les activités de percussion, afin de marteler et de casser des aliments tels que les noix et les fruits de mer, ce qui semble avoir été le cas des outils Lomekwian vieux de 3,3 millions d'années.

Quelque chose a donc changé il y a 2,6 millions d'années et nos ancêtres sont devenus plus précis et plus habiles à frapper le bord des pierres pour fabriquer des outils. Les artefacts BD 1 enregistrent ce changement.

Il semble que cette évolution dans la fabrication des outils s’est produite à peu près au même moment où les dents de notre ancêtre ont commencé à changer. La mâchoire Homo de Ledi-Geraru en est le témoignage. Lorsque nos ancêtres ont commencé à transformer les aliments en utilisant des outils en pierre, nous constatons une réduction de la taille de leurs dents. Notre technologie et notre biologie étaient intimement liées, même il y a 2,6 millions d'années.

En outre, l'absence de liens clairs avec la technologie antérieure des outils en pierre suggère que l'utilisation des outils a été "ré-inventée" à plusieurs reprises dans le passé.

David Braun, un archéologue de la George Washington University et auteur principal de l'étude, précise : « Étant donné que les espèces de primates du monde entier utilisent régulièrement des marteaux de pierre pour chercher de nouvelles ressources, il semble très possible que de nombreux ancêtres humains aient découvert de nouvelles façons d'utiliser des artefacts en pierre pour extraire des ressources de leur environnement. Si notre hypothèse est correcte, alors nous nous attendons à trouver une continuité dans l'évolution de la forme des artefacts après 2,6 millions d'années, mais pas avant cette période. Nous devons donc trouver plus de sites. » La poursuite de fouilles sur le terrain dans la zone du projet Ledi-Geraru permet d'ores et déjà de mieux comprendre les modes de comportement de nos ancêtres les plus anciens. D'ailleurs, de nouveaux sites ont déjà été trouvés et l'équipe de Ledi-Geraru va commencer les fouilles dès cette année.


Cette recherche a été financée par la National Science Foundation et la John Templeton Foundation.


Référence
David R. Braun, Vera Aldeias, Will Archer, J Ramon Arrowsmith, Niguss Baraki, Christopher J. Campisano, Alan L. Deino, Erin N. DiMaggio, Guillaume Dupont-Nivet, Blade Engda, David A. Feary, Dominique I. Garello, Zenash Kerfelew, Shannon P. McPherron, David B. Patterson, Jonathan S. Reeves, Jessica C. Thompson, and Kaye E. Reed. PNAS June 11, 2019 116 (24) 11712-11717; first published June 3, 2019 https://doi.org/10.1073/pnas.1820177116





Juin2019a
Un grand artefact de couleur vert trouvé in situ sur le site de Bokol Dora. A droite : Photo du même artefact sous divers angles et modèle 3D du même artefact (crédit photo : © David R. Braun)



Juin2019b
Blade Engda de (Université de Poitiers) soulève un artefact d'un sédiment vieux de 2,6 millions d'années, mettant en évidence une empreinte dans la couche inférieure (crédit photo : © David R. Braun)



Juin2019d
Une image de la fouille de Bokol Dora lors de la fouille de 2015. Des pierres ont été placées sur la surface de contact pendant l'excavation pour préserver les couches stratigraphiques fragiles (crédit photo : © David Feary)



Juin2019c
Des archéologues de l'Institut Max Planck (Allemagne) et de l'Autorité Ethiopienne pour la Recherche et la Conservation du Patrimoine Culturel, ainsi que des géologues de l'Université d'Algarve (Portugal) étudient les sédiments du site de Bokol Dora. Des pierres ont été placées sur la surface de contact pendant l'excavation pour préserver les contacts stratigraphiques fragiles.(crédit photo : © Erin Dimaggio)



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Guillaume Dupont-Nivet (Géosciences Rennes) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Gorilles des plaines de l’Ouest : le choix de partenaires socio-sexuels


 AHLeGall    12/06/2019 : 08:34

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ARTICLE DANS LA REVUE ECOLOGY

Les facteurs démographiques et sanitaires qui conditionnent les décisions de dispersion des femelles.


Dans un article intitulé "Disease avoidance, and breeding group age and size condition the dispersal patterns of western lowland gorilla females" publié dans la revue Ecology en juin 2019, Alice Baudouin, Pascaline Le Gouar, Jean-Sébastien Pierre et Nelly Ménard (ECOBIO) explorent les mécanismes de dispersion sociale chez des femelles de gorilles de plaine à travers une étude de plus de 10 ans dans deux populations vivant en forêt en République du Congo.


La dispersion sociale est un paramètre clé de la dynamique des populations de mammifères sociaux. Chez des espèces polygynes comme les gorilles, les décisions des femelles lors de leur dispersion dépendent des caractéristiques de la femelle, du mâle dominant et des groupes sociaux de départ et d’arrivée. Les facteurs déterminants les plus souvent mis en évidence dans les décisions de dispersion sont l’évitement de la consanguinité, la réduction des risques de prédation, la réduction de la compétition alimentaire ou intra-sexuelle. La prise en compte par les individus des risques de transmission de maladies reste, par contre, souvent difficile à explorer, en particulier dans des populations sauvages. Seules quelques rares études chez l’homme ou dans des populations animales mettent en évidence le rôle d’un évitement de pathogènes dans le choix de partenaires socio-sexuels, sur la base de signaux externes de présence de maladie, qu’ils soient comportementaux, chimiques ou visuels.

Cette étude apporte un éclairage sur les mécanismes de décision des femelles gorilles lors de leur dispersion entre groupes sociaux dans leur population. Les chercheurs ont étudié, pendant plus de 10 ans, la composition et la dynamique de 109 unités sociales de gorilles et ont caractérisé 593 gorilles individuellement identifiés dont 212 femelles adultes. Les populations étudiées sont affectées par le pian, une maladie à Treponema visible par des lésions cutanées, en particulier au visage, qui peuvent conduire à des déformations osseuses et des handicaps sévères chez les individus les plus atteints. La prévalence dans les populations étudiées est de 22% et 13% des individus sont considérés comme sévèrement atteints. Les chercheurs ont cherché à comprendre si la présence de cette maladie chez la femelle dispersante, chez les mâles adultes et chez les congénères des groupes pouvait influencer les décisions de dispersion des femelles adultes, tout en prenant en compte les autres facteurs potentiellement importants (statut reproducteur de la femelle, taille du groupe, composition en immatures du groupe, qualité du mâle reproducteur).

Les résultats confirment que la présence d’un enfant non encore sevré est un frein majeur à la dispersion chez les mères. D’autre part, les groupes de gorilles sont caractérisés par un processus de vieillissement qui va de la formation initiale, avec l’association d’un mâle et une femelle, jusqu’à la sénescence, lorsque le mâle perd progressivement ses femelles et sa progéniture qui dispersent. La tenure de groupe par un mâle est en moyenne d’une dizaine d’année. Le vieillissement du groupe s’accompagne donc également du vieillissement du mâle leader et est un indicateur de sa qualité en termes de reproduction et de protection du groupe. Les femelles choisissent préférentiellement d’immigrer dans des groupes jeunes conduits par des mâles pleinement matures au maximum de leurs capacités physiques. Au contraire, elles évitent les groupes sénescents qui sont conduits par des mâles plus âgés.

Le résultat le plus marquant de cette étude est que les femelles quittent les mâles et les groupes atteints par la maladie de pian et évitent d’immigrer dans des groupes qui contiennent un grand nombre d’individus affectés. L’état sanitaire des congénères autres que le partenaire reproducteur est donc un élément déterminant des choix de dispersion des femelles. Ces choix peuvent contribuer à limiter les risques d’infection par des congénères. On peut donc supposer que les mécanismes impliqués dans la détection de la maladie peuvent relever, comme cela a été montré chez l’homme, de signes visuels comme l’intensité des lésions cutanées, souvent localisées sur la face. En effet, chez le gorille comme chez l’homme, la face est souvent scrutée lors des communications interindividuelles. Par ailleurs, compte tenu de la longévité de l’espèce, les gorilles sont susceptibles d’apprendre le lien entre les signes de maladie d’individus familiers du groupe et l’évolution vers des conséquences délétères.

Globalement, cette étude montre que l’évitement de la maladie et le choix d’un mâle de bonne qualité sont des éléments majeurs dans les décisions de dispersion des femelles chez les gorilles de plaine. Elle souligne aussi le rôle crucial de la qualité de l’environnement social. Les incidences de ces stratégies dans les patrons de diffusion des maladies au sein des populations et la nécessité de les prendre en compte dans les modèles d’épidémiologie pour comprendre l’évolution des dynamiques hôtes-pathogènes sont discutés.


Référence
Alice Baudouin, Sylvain Gatti, Florence Levréro, Céline Genton, Romane H. Cristescu, Vincent Billy, Peggy Motsch, Jean‐Sébastien Pierre, Pascaline Le Gouar, Nelly Ménard. Disease avoidance, and breeding group age and size condition the dispersal patterns of western lowland gorilla females (2019). Ecology, First published: 12 June 2019, doi.org/10.1002/ecy.2786

https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ecy.2786



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Nelly Ménard (ECOBIO, Station biologique de Paimpont) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM OSUR) / @


Un nouveau modèle met en lumière la stabilité spatiale de la qualité de l’eau quelque soit son origine géographique



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ARTICLE DANS ENVIRONMENTAL RESEARCH LETTERS

Une nouvelle méthode d’identification des sources de pollution dans les bassins versants à partir de suivis à haute résolution spatiale. Objectif : identifier les sources de pollution pour localiser au mieux les actions de remédiation et conservation.

Rémi Dupas (INRA SAS) et ses collègues Camille Minaudo et Ben Abbott publient en mai 2019 dans la Revue Environmental Research Letters un article qui propose une nouvelle méthode qui démontre la stabilité spatiale de la qualité de l’eau quelque soit son origine géographique. L'étude a porté sur 4500 stations de mesure en France métropolitaine. En s'appuyant sur ce modèle, et en privilégiant la haute résolution spatiale plutôt que temporelle, les auteurs espèrent pouvoir atteindre un des objectifs majeurs des suivis de la qualité de l’eau : identifier les sources de pollution pour localiser au mieux les actions de remédiation et conservation des écosystèmes.

La pollution des eaux de surface est un problème qui affecte la santé des écosystèmes, de l’homme et bouleverse les usages. Lutter contre ces pollutions implique de développer des méthodes pour localiser les sources de polluants dans les paysages. Pourtant, il est extrêmement difficile de quantifier précisément les flux d’éléments à partir de mesures discrètes, du fait de la très forte variabilité temporelle des concentrations et des débits. Puisque les mesures mensuelles ou hebdomadaires ne permettent pas d’estimer précisément les flux de polluants, comment peut-on alors espérer hiérarchiser et prioriser correctement des bassins versants entre eux, et ainsi améliorer l’efficience des actions de remédiation/conservation mises en œuvre ?

Dans cette étude, Rémi et ses deux collègues ont analysé les données d’environ 4500 stations de mesure de la qualité de l’eau en France (Fig. 1), pour tester l’hypothèse suivante : si un suivi de la qualité de l’eau à basse fréquence ne permet pas d’estimer les flux de manière fiable, permet-il au moins de hiérarchiser correctement les bassin versants entre eux ? Pour cela, ils ont calculé la corrélation sur les rangs entre la qualité de l’eau observée en une date donnée et la qualité de l’eau estimée à partir de 30 à 72 dates de mesure. Ce coefficient de corrélation, appelé coefficient de stabilité, permet de quantifier à quel point une seule date d’échantillonnage permettait de classifier les bassins versants en fonction de leur propension à émettre des polluants. Les résultats montrent que ce coefficient de stabilité est toujours proche de un, pour dix paramètres de qualité de l’eau et trois métriques d’évaluations couramment employées par les gestionnaires de bassins versants : la médiane, le percentile 90 et la concentration moyenne pondérée par le débit. Cette observation, qu'ils ont pu tester sur les nutriments mais pas encore sur les micropolluants, est valable pour toutes les écorégions de France métropolitaine.

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Figure 1. Localisation des 4 523 stations de mesure de la qualité de l'eau en France dans les quatre écorégions. Les triangles indiquent où les mesures du débit des rivières (Q) étaient disponibles.


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Figure 2: La stabilité spatiale signifie que les motifs spatiaux de zones à fortes/faibles émissions de polluants se maintiennent dans le temps, malgré la forte variabilité temporelle des concentrations en rivière. Cette forte stabilité spatiale s’explique à la fois par la haute synchronie des variations temporelles, ainsi que par le fait que les variations spatiales sur supérieures aux variations temporelles.


Deux raisons principales permettent d’expliquer cette forte stabilité spatiale de la qualité de l’eau (Fig. 2). D’une part, les concentrations varient souvent selon des cycles saisonniers synchrones, si bien que les courbes représentant leurs séries temporelles se croisent peu. D’autre part, si les concentrations varient beaucoup dans le temps en un point donné, elles varient encore plus dans l’espace entre points de mesure. Ces deux effets expliquent qu’une seule date d’échantillonnage soit souvent suffisante pour identifier les zones fortement émettrices pour une espèce chimique donnée.

En privilégiant la haute résolution spatiale plutôt que temporelle, il est alors possible d’atteindre un des objectifs majeurs des suivis de la qualité de l’eau : identifier les sources de pollution pour localiser au mieux les actions de remédiation et conservation.






Référence
Rémi Dupas, Camille Minaudo, Benjamin Abbott. Stability of spatial patterns in water chemistry across temperate ecoregions. Environmental Research Letters (2019). - doi.org/10.1088/1748-9326/ab24f4



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