modelisation de la dynamique saisonniere des eclosions daedes (ochlerotatus) caspius (pallas, 1771)...

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MODELISATION DE LA DYNAMIQUE SAISONNIERE DES

ECLOSIONS D’AEDES (OCHLEROTATUS) CASPIUS

(PALLAS, 1771) (CULICIDAE) EN CONTEXTE DE CHANGEMENT CLIMATIQUE

Camille ROUMIEUX Directeurs de Thèse : FRANQUET Evelyne et TORRE Franck Ecole Doctorale : Sciences de l’Environnement (EDSE 251)

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Les moustiques Plus grand vecteur de maladies sur la planète

Préoccupation mondiale dans le domaine de l’entomologie médicale (Becker et al. 2003)

Repas sanguin nécessaire pour la maturation des œufs peut représenter un risque

Espèces potentiellement vectrices d’agents pathogènes

En 2009, 225 millions de cas de paludisme et

781 000 décès à l’échelle de la planète (OMS 2010)

Plus dangereux que n’importe quelle bête féroce. (Gustave Flaubert, Dictionnaire des idées reçues, posthume, 1913 )

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Femelle Aedes caspius Espèce présente sur l’ensemble du Bassin Méditerranéen

Colonise les marais salés temporaires

Forte nuisance, piège à CO2 de l’EID Med. a récolté en une nuit de capture 250 000 moustiques (Balenghien et al, 2010)

Ferré J-B

Rioux J-A

Roumieux C.

4

www.emc.mc

Enjeu socio-économique (tourisme, activités culturelles, sportives, …)

Enjeu sanitaire, par sa compétence vectorielle

Plus de 300 piqûres enregistrées en 15 min. en Camargue

Ramsar.org

EID

Adulte (femelle) Larve (4 st.) Nymphe

Mo

rta

lité

EclosionOviposition

Mo

rta

lité

Prédation

Mo

rta

lité

AnoxiePrédationDéshydratation

Diapause


Essaimage Développement

embryonnaire

Œuf

Alternance Submersion/émersion

Accouplement

Modèle biologique d’Aedes caspius, document modifié Carron (2007)

Phase Aérienne Phase Aquatique

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Le cycle de vie d’Aedes caspius se divise en 2 phases : Aérienne pour l’adulte et l’œuf (besoin de submersion pour éclore) et une phase aquatique pour le dvpt des 4 stades larvaires.L’entrée et la sortie de la diapause (repos hivernal) se fait suivant des paramètres climatiques et astronomiques.

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Adulte (femelle) Larve (4 st.) Nymphe

Mo

rta

lité

Eclosion

Humidité Végétation Salinité

TempératurePhotopériode

Oviposition

Hab

itat

Mo

rta

lité

Prédation

Mo

rta

lité

Phase Aérienne Phase Aquatique


Diapause


Essaimage Développement

embryonnaire

Fréquence de submersionDurée de submersionO2

Œuf

Température

Alternance Submersion/émersion

Accouplement

Modèle biologique d’Aedes caspius, document modifié Carron (2007)

Facteurs limitant d’ordre météorologique et astronomique

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Littoral méditerranéen français occidental : un lieu favorable à Aedes caspiusConditions climatiques et des habitats favorables au développement des larves

Températures minimales supérieures au seuil d’induction de la diapause (plus de 7 mois de l’année)

PrécipitationIntensité des pluies et qualité du substrateau stagne en surface des sols environnement favorable aux éclosions d’Aedes caspius

Coups de mer•lors de fort vent d’origine du Sud•Submersion du gîte est causée par des vagues ou par balancement des plans d’eau•s’observe à proximité du littoral

Origine naturelle

D. White

Origine anthropique (Irrigation)

Paysage : composé de territoires artificialisés, de terres agricoles et de zones humides

Climat méditerranéen stress hydrique aux végétaux

Irrigation nécessaire : activités agronomiques et cynégétiques

riziculture viticulture activités cynégétiques

Littoral méditerranéen français occidental : un lieu favorable à Aedes caspius

Pole-lagune.org tourduvalat.orgTerredevin.com

Ces apports durant la période estivale tendent à transformer les milieux aux dépens de leur spécificité méditerranéenne (Tamisier and Grillas 1994).

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Pays Auteurs Année de publication Jan Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc

Danemark Nielsen et Nielsen 1963 + + + + Allemagne Mohrig 1969 + + + + +

Angleterre James 1922 + + + + + +

Marshall 1938 + + + + + + + Kazakhstan Anufrieva 1968 + + + + + +

France

Sinègre 1974 + + + + + + + + + Rioux et al. 1968 + + + + + + + +

Joubert et al. 1967 + + + + + + + +

Maroc Elkaïm 1972 + + + + + + + + + + + + Gaud 1953 + + + + + + + + + + +

Libye Gad 1956 + + + + + + + + + + + + Turkménie Petrischeva 1936 + + + + + + + + + + + +

Algérie Sevenet et Anderelli 1960 + + + + + + + + + + + +

Hassaïne 2002 + + + + + + + + + + + +

Egypte Abdel Malek et al. 1969 + + + + + + + + + + + +

Kirpatrik 1925 + + + + + + + + + + + +

Dynamique saisonnière d’Aedes caspius (Moussiegt,1986)

Latitu

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-

+

+

-

10

Hiver (D J F) Eté (J Ju A)

Tem

pér

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Pré

cip

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ion

s

Anomalies des températures et précipitations entre 1980-1999 et 2080-2099 (simulations MMD-A1B, moyenne de 21 modèles climatiques, IPCC - WG1. 2007)

Perspective des changements climatique sur le bassin méditerranéen

Cycle de vie d’Aedes caspius

Le bassin méditerranéen serait une des régions du monde où le réchauffement climatique serait le plus marqué (Giorgi and Lionello 2008).

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Choix du modèle biologique

Aedes caspius

Hypothèse de changement climatique

marqué dans sa région de prédilection

Déterminisme climatique de son écologie

Enjeux socio-économiques

par sa nuisance

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Base de données EID Méditerranée (Entente Interdépartementale

pour la démoustication) Données météorologiques et astronomiques de

MétéoFrance Données occupation du sol par la base

européenne Corine Land Cover de 2006

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Objectifs de cette thèse

Quels sont les déterminants de la dynamique inter et intra-annuelles des éclosions ?

Quels sont les impacts des changements climatiques sur la dynamique des éclosions d’Aedes caspius?

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Plan 1ère Partie : Définition et évolution du bioclimat

méditerranéen dans un contexte de changement climatique selon différents scenarii du GIEC à l’horizon 2020, 2050 et 2080

2ème Partie : Construction de modèles d’éclosions en fonction des variables environnementales et utilisation en mode prédiction à l’horizon 2020, 2050 et 2080

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Objectif : 1) Actualisation à haute résolution des cartes de références du climat méditerranéen

1ère Partie : Définition et évolution du bioclimat méditerranéen dans un contexte de changement

climatique selon différents scenarii du GIEC à l’horizon 2020, 2050 et 2080

1) Actualisation à haute résolution des cartes du climat méditerranéen 2) Proposition d’une définition multi-auteur de l’ECM 3) Evolution de l’ECM suivant les scénarii du GIEC

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2) Proposition d’une définition multi-auteurs de l’Enveloppe Climatique Méditerranéenne




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2) Proposition d’une définition multi-auteurs de l’Enveloppe Climatique Méditerranéenne

3) Evolution de l’ECM suivant les scénarii du GIEC à l’horizon 2020, 2050 et 2080




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Exemple de réseau climatologique, données extraites de la Meteorological Office, 1966 utilisé dans l’étude de Daget (1977)

Démarche : Actualisation




Densification du réseau météorologique (Hijmans et al., 2005) et Interpolation, logiciel

ANUSPLINE (Hutchinson, 2004)

Résolution spatiale de 1 km2 à l’échelle du globe

Augmentation de la résolution des cartes originelles

WorlClim

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Pour le Bassin Méditerranéen, 10 177 stations

Localisation du réseau climatologique utilisé pour l’actualisation des cartes (Hijmans, Comm. Pers.)



Le climat Méditerranéen :une définition complexe

•Se rencontre sur les façades occidentales de tous les continents

•Climat de transition entre climats tempérés et tropicaux (Emberger, 1971; Quézel, 1985)

•Caractérisé par l’existence d’une période estivale sèche et chaude

Athènes (Grèce) 38°N


Le climat Méditerranéen :différentes approches

La question de la délimitation d’uneEnveloppe Climatique Méditerranéenne (ECM) est débattue au moins depuis les travaux de Grisebach en 1866.

Une définition climatiqueUne définition floristiqueUne définition bioclimatique


Le climat Méditerranéen :une définition climatique

Auteurs Année

Köppen* 1930

Bagnouls et Gaussens 1953

Aschmann** 1973

*Raccasi G. et Roumieux C. Mars 2010. chapitre d’ouvrage : « Le Dictionnaire de la méditerranée » aux éditions Actes Sud (sous presse), chapitre sur « les climats autour de la mer Méditerranée » **Roumieux, et al.. 2010. Actualisation des limites de l’aire du bioclimat méditerranéen selon les critères de Daget (1977). Ecologia mediterranea 36:17-24.

Différents critères Différentes limites ECM


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Le climat Méditerranéen : une définition floristique


« Où l’olivier renonce finit la Méditerranée » (Duhamel, G.; Académie Française)

Aire de répartition d’Olea europaea cultivé suivant les données issues de la base européenne Corine Land Cover (2000) et les données agronomiques de la FAO (Moriondo et al. 2008).

Auteurs Espèces Année

Drude Quercus ilex L. 1884

Durand et Flahaut

Olea europaea 1886

FlahautAssociation Quercus ilex

L. et autres1937

Travaux en cours. Roumieux C.1,2, Raccasi G.3, Franquet E.1, Sandoz A.2, Torre F.1, Metge G.1et Médail F.4

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Le climat Méditerranéen :une définition bioclimatique

Daget (1977)Station d’étude:Europe occ.

Nord de l’Afrique

Critères : Pluviosité relative

Eté est la saison la moins arrosée (EMA)

Indice de sécheresse estivale d’EmbergerS = Pluviosité Estivale / M M = moy. des températures du mois le plus chaud

S compris entre 0 et 5 = ÉTÉ SECMathématiquement équivalent à l’indice de xéricité (Bagnouls et Gaussen ,1957)

p(i) = 2t(i)• p correspondant aux précipitations pour le mois considéré• t exprimant les températures pour le mois considéré

Daget P., 1977. Le bioclimat méditerranéen : Caractères généraux, mode de caractérisation. Vegetatio, Vol. 34, 1 : 1-20.


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Critère : Été moins arrosé

Limite Sud1) Actualisation à haute résolution des cartes du climat méditerranéen 2) Proposition d’une définition multi-auteur de l’ECM 3) Evolution de l’ECM suivant les scénarii du GIEC

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Critère : Indice S compris entre 0 et 5

Limite Nord1) Actualisation à haute résolution des cartes du climat méditerranéen 2) Proposition d’une définition multi-auteur de l’ECM 3) Evolution de l’ECM suivant les scénarii du GIEC

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Aire Isoclimatique Méditerranéenne


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Roumieux, et al.. 2010. Actualisation des limites de l’aire du bioclimat méditerranéen selon les critères de Daget (1977). Ecologia mediterranea 36:17-24.


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Zone en « Disparition »Zone en « Apparition »


31

Carte Bioclimatique d’Emberger et al. 1963, financée par UNESCO

Quotient pluviothermique :Q2 = [ 2000P / (M2-m2)]

• P: Précipitation annuelle en mm• M: Moyenne des maxima du mois le plus chaud en degré

Kelvin (t °C + 273,15)• m: moyenne des minima du mois le plus froid en degré

Kelvin (t °C + 273,15)



Emberger (1955)Station d’étude: Nord de l’Afrique

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Carte Bioclimatique d’Emberger et al. 1963, financée par UNESCO

Quotient pluviothermique :Q2 = [ 2000P / (M2-m2)]

• P: Précipitation annuelle en mm• M: Moyenne des maxima du mois le plus chaud en degré

Kelvin (t °C + 273,15)• m: moyenne des minima du mois le plus froid en degré

Kelvin (t °C + 273,15)



Emberger (1955)Station d’étude: Nord de l’Afrique

m

Q2

Climagramme

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Actualisation de la classification des types d’hiver selon Emberger

(Worldclim)


34

Actualisation de la cartographie des sous-étages bioclimatiques de Emberger (1955)


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Comment améliorer les cartes du climat

méditerranéen? Mieux définir la saisonnalité Proposer une nouvelle approche par une

définition multi-auteurs …Utilisation de définition « climatique et bioclimatique »:

○ Selon les critères restrictifs de Aschmann (1973)

○ Selon les critères bioclimatiques de Daget (1977)


Aschmann, 1973

Daget, 1977

Carte originelle Aschmann, Daget

les plus référencés dans la littérature scientifique

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Comment améliorer les cartes du climat méditerranéen? Mieux définir la saisonnalité Proposer une nouvelle approche par une

définition multi-auteurs …Utilisation de définition « climatique et bioclimatique »:

○ Selon les critères restrictifs de Aschmann (1973)

○ Selon les critères bioclimatiques de Daget (1977)


Validation par critère floristique

les plus référencés dans la littérature scientifique

Kew.orgcirad

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Redéfinition de la limite estivale

Détermination en chaque point de la carte d’un « été » comme étant la succession des 3 ou 6 mois les plus secs

Notion de saisonnalité indépendante des dates calendaires


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Redéfinition de la limite estivale

Détermination en chaque point de la carte d’un « été » comme étant la succession des 3 ou 6 mois les plus secs

Redéfinition des cartes d’origine et …

Saisonnalité flottante


Notion de saisonnalité indépendante des dates calendaires

39

Critères restrictifs, bornés par « valeurs

numériques » +

Redéfinition de l’Enveloppe Climatique Méditerranéenne

Critères « ouverts » par indice biogéographique

Nouvelle proposition : Nouvelle proposition :

Le climat méditerranéen : une définition multi-auteursen « saisonnalité flottante »


40

Le climat méditerranéen : une définition multi-auteursen « saisonnalité flottante »

Ensemble des critères climatiques retenus

par Aschmann +

Redéfinition de l’Enveloppe Climatique Méditerranéenne

Ensemble des critères de Daget

Nouvelle proposition :


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Aschman 1973

Critères :►Bisaisonnalité : Hiver (6 mois les plus froids de l’année)

Eté (6 mois les plus chauds de l’année)

►A l’échelle de l’année Précipitations cumulées comprises entre 275 et 900mm

►A l’échelle de l’hiver (6 mois les plus froids) Au moins 65 % des précipitations durant les 6 mois les plus froids Aucun mois durant les 6 mois les plus froids à température moyenne <

0 °C

Aschmann H., 1973. Distribution and peculiarity of Mediterranean ecosystems Mediterranean type ecosystems: origin and structure in Mooney, Harold A. (ed). Springer-Verlag., New York : 11-19.

Zone d’étude


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Redéfinition de la carte de Aschmann (1973) en saisonnalité « flottante »


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Définition multi-auteurs : --- Daget + Aschmann en saisonnalité flottante


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Précipitations annuelles cumulées comprises entre 275 et 900 mm

Au moins 65 % des précipitations en hiver

Aucun mois d'hiver à température moyenne < 0 °C

Indice sécheresse estivale compris entre 0 et 5

Été saison moins arrosée (critère non sélectif)

Définition multi-auteurs de l’ECM Aschmann-Daget :


Asch

man

n1973

Dag

et1977

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Validation de l’ECM multi-auteurs par l’aire de répartition d’Olea europaea cultivée

Comparaison entre l’aire de répartition d’Olea europaea (Moriondo et al. 2008) et l’Enveloppe Climatique Méditerranéenne multicritère à saisonnalité flottante (ECM-AD)


modelisation de la dynamique saisonniere des eclosions daedes (ochlerotatus) caspius (pallas, 1771)...

Documents