Résumé : The management of marine fish stocks has stayed non-spatial, considering spatial distributions and their consequences on demography as implicit. But the impacts of climate change and the anthropisation of habitats now require to consider spatial procedures explicitly. The work presented here starts with the question of evaluating population abundance, which requires the modelling of spatial distributions (section 1). Then an ecological understanding of the multi-scale nature of distributions is investigated (section 2). Last, we study how demographic population dynamics depends on the spatial organisation of life cycles (section 3). In this work, the approach has been to combine data acquisition at sea with statistical characterisation and modelling. The application of geostatistics to fisheries survey data provided a solution to abundance evaluation and mapping for many different survey designs. A variety of models were implemented (stationary, non-stationary, non-linear, multivariate, spatio-temporal), depending on the statistical characteristics of the data and the problem posed. Sampling bias were identified by combining different survey methods. New procedures for assessing stocks based on indicators including spatial ones were developed, which prepared for ecosystem assessments. (...)
La gestion des stocks de poissons marins est longtemps restée a-spatiale, considérant implicites les mécanismes d’organisation spatiale qui soutiennent la distribution géographique des ressources et leur dynamique démographique. Mais l’impact du changement climatique et l’anthropisation des habitats nécessitent d’en tenir compte explicitement. Partant de questions d’évaluation qui ont nécessité la modélisation des distributions spatiales (section 1), le déterminisme écologique de ces distributions a ensuite été abordé à différentes échelles (section 2) puis ont été envisagées les conséquences de l’organisation spatiale sur la dynamique démographique des populations (section 3). L’approche scientifique suivie intègre l’acquisition de données à la mer, la caractérisation statistique et la modélisation. L’application de la géostatistique aux données des campagnes halieutiques permet de proposer une solution à l’estimation d’abondance et la cartographie pour une variété de plans d’échantillonnage. Différents modèles sont mis en oeuvre (stationnaires, non-stationnaires, non-linéaires, multivariés, spatio-temporels) en fonction du comportement des données et du problème posé. Des biais d’échantillonnage sont identifiés en combinant différentes méthodes d’échantillonnage. Des procédures nouvelles d’évaluation de stocks à partir d’indicateurs dont des indicateurs spatiaux sont développées, qui préparent à l’évaluation des écosystèmes. (...)

Droits : Ifremer, UPMC
http://archimer.ifremer.fr/doc/00013/12410/9197.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00013/12410/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : For ecology scientists, spatial statistics are a set of tools allowing characterization of the structure of a point set, for instance a map of trees in a forest plot. This structure is defined implicitly as a departure from complete spatial randomness (CSR), the result of a Poisson point process. Inhomogeneity of the process and non-independence of points are its causes. As they cannot be disentangled by analyzing the data, so-called "spatial concentration" or "aggregation" (evenness due to repulsion also exists but is actually rare) usually concerns non-independence while intensity is assumed as known. The literature of point processes and measures of spatial structures is reviewed to clarify concepts and choices. The purpose of this thesis was to produce methodological enhancements. Its main results are: * A test for the most used statistic, Ripley's K function, against the null hypothesis of CSR. It can replace Monte-Carlo simulations used until now in the literature. * An extension of K to inhomogeneous processes, within a typology of available statistics (absolute, relative and topographic measures). When data is available as number of objects per zones (say a number of tree in each forest plot) rather than their exact position, information theory is used to define a general framework allowing to characterize spatial structure (of species) and diversity (of plots) as two aspects of a single measure of inequality. This framework is applied to Shannon's index of biodiversity to derive a self-sufficient definition of beta diversity, its calculation independently from the difference between gamma and alpha diversity, and a statistical test of significance against the null hypothesis that plots are samples of the same community. The way is paved for other applications to measures of diversity and spatial structures. As a conclusion, it appears clear that pattern characterization tools are a first step to deal with ecological questionings. Their development is still a matter of research. Yet, they are far from sufficient to address ecological processes as point processes ignore the temporal aspect of object locations.
Les statistiques spatiales sont pour les écologues un ensemble d'outils permettant de caractériser la structure d'un semis de points, par exemple une carte représentant des emplacements des arbres dans une parcelle de forêt. Cette structure est définie implicitement comme un écart à semis complètement aléatoire, résultat d'un processus de Poisson. L'hétérogénéité du processus ponctuel dont le semis de points est une réalisation et la non-indépendance des points en sont les causes indiscernables, ce qui amène généralement à supposer l'intensité du processus connu et nommer " concentration spatiale " ou " agrégation " (la régularité spatiale est possible, mais rare en pratique) la non-indépendance. Une revue de la littérature des processus ponctuels et des mesures de structures spatiales est fournie pour clarifier les concepts et les choix. L'objectif de ce travail de thèse était de produire des améliorations méthodologiques. Ses résultats principaux sont : * L'établissement d'un test pour la principale statistique utilisée, la fonction K de Ripley, permettant de s'affranchir de la méthode de Monte-Carlo utilisée dans la littérature pour rejeter l'hypothèse nulle d'un processus complètement aléatoire. * L'extension de K aux processus hétérogènes, dans le cadre d'une typologie claire des statistiques (absolues, relatives, topographiques). Lorsque la position exacte des objets n'est pas connue, mais que des effectifs par zone sont disponibles (par exemple des nombres d'arbres par parcelle), la théorie de l'information est utilisée pour définir un cadre général permettant de caractériser la structure spatiale (des espèces dans les parcelles) et la diversité (des parcelles, en termes d'espèces) comme deux aspects d'une même mesure d'inégalité. Ce cadre est appliqué à l'indice de biodiversité de Shannon pour définir clairement la mesure de diversité bêta, son calcul direct indépendamment de la différence entre diversités gamma et alpha, et fournir un test statistique de non nullité. La voie est ouverte pour l'application à d'autres mesures de diversité et de structure spatiale. En conclusion, il semble clair que ces outils de caractérisation sont un premier pas pour traiter les questions écologiques, leur développement étant toujours du domaine de la recherche. Ils sont cependant très insuffisants pour répondre à des questions liées aux processus écologiques, assez éloignés des processus ponctuels qui ignorent l'aspect temporel de l'installation des objets.
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NNT : 2010AGPT0075
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : French Guiana is a region located on the Guiana Shield in South America. Is presents at the same time a high originality in biodiversity, a good state of conservation and a strong correlation to Amazonian carbon stocks. Knowledge on evolution of the forest structure of French Guiana is however still insufficient to bring an optimal management at territory scale. Availability as never seen before of remote sensing data at high spatial resolution such as LiDAR, on large coverage, offers the opportunity to assess the forest resource in French Guiana. The work done during this thesis aim mostly to study the structure and the variations of the canopy height, the factors determining its variability and the consequences of forest logging activities. The data used during this thesis come from an airborne LiDAR and field data from Office National des Forêts (ONF). This thesis manuscript is divided in three parts. The first part introduces the problem and sets the objectives of the thesis. The second part takes the so-called "article" form, that is, the different chapters that compose it are scientific articles published or in the course of publication, it is composed of three studies (I) A study on the gaps detection and environmental determinants on the gap sizes distribution in natural forest: How to characterize the gap size distribution and are there environmental determinants that influence the statistical distribution of gap size? This article has been submitted in Biogeoscience. (ii) A study of the control of the environment on the canopy height structure and variations at different spatial resolutions. Which spatial scales are relevant for analyzing the environmental determinants of canopy height changes in tropical forests from remote sensing data? How can the environment help or not map the height of the canopy in the rainforest? This article was accepted for publication in Remote Sensing. (iii) a third study where we quantified the effects of Reduced Impact Logging (RIL) on the structure and variation of canopy height. What are the effects of logging on canopy height variations and gap size distribution? This article will be submitted for publication in a Forest Ecology and Management journal. In the last part, after a synthesis of the main results, we propose a conclusion.
La Guyane française est une région située sur le Plateau des Guyanes en Amérique du sud. Elle présente à la fois une grande originalité en termes de biodiversité, un bon état de conservation et une forte contribution au stock de carbone Amazonien. Les connaissances sur l’évolution de la structure forestière de la Guyane française restent cependant insuffisantes pour offrir une gestion optimale à l’échelle du territoire. La disponibilité sans précédent de données de télédétection à très haute résolution spatiale telles que le LiDAR , sur de larges couvertures nous offre l'opportunité d’évaluer la ressource forestière de la Guyane Française. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse visent prioritairement à étudier la structure et les variations de la hauteur de canopée, les facteurs déterminant sa variabilité ainsi que les conséquences des activités d’exploitation forestière. Les données utilisées au cours de la thèse proviennent d’un LiDAR aéroporté et des données de terrains de l'Office National des Forêts (ONF). Ce manuscrit de thèse est divisé en trois grandes parties. La première partie introduit la problématique et fixe les objectifs de la thèse. La seconde partie prend la forme dite « sur article », c'est-à-dire que les différents chapitres qui la compose sont des articles scientifiques publiés ou en cours de publication, elle est composée de trois études. (i) Une étude concernant la détection des trouées et des déterminants environnementaux sur la distribution de tailles des trouées en forêt non exploitée : Comment caractériser la distribution de taille des trouées et est-ce qu’il y a des déterminants environnementaux qui influencent la distribution statistique de taille de trouées? Cet article à été soumis dans Biogeoscience. (ii) Une étude du contrôle de l'environnement sur la structure et les variations de la hauteur de canopée à différentes résolutions spatiales. Quelles échelles spatiales sont pertinentes pour analyser les déterminants environnementaux des variations de hauteur de la canopée en forêt tropicale à partir des données de télédétection ? Comment l’environnement peut aider, ou pas, à cartographier la hauteur de la canopée en forêt tropicale ? Cet article à été accepté pour publication dans Remote Sensing. (iii) Une troisième étude où nous avons quantifié les effets de l’exploitation à faible impact (EFI) sur la structure et la variation de la hauteur de canopée. Quelles sont les effets de l’exploitation forestière sur les variations de hauteur de canopée et sur la distribution de taille des trouées ? Cet article sera soumis pour publication dans une revue scientifique (Forest Ecology and Management). Dans la dernière partie, après une synthèse des principaux résultats, nous proposons des pistes de développement.
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NNT : 2016YANE0006
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Éditeur(s) : NRC
Résumé : Universal kriging was used to model the spatio-temporal variability in the acoustic density of tuna aggregations recorded during star echosounding surveys around moored fish aggregating devices (FADs) in Martinique (Lesser Antilles). The large-scale deterministic drift in the tuna spatial distribution was modeled using an advection-diffusion equation applied to animal grouping. Residuals from the drift were modeled as a random component with small-scale spatial correlation. An estimation variance formula was derived from this deterministic-statistical mixed model to assess the mean precision of density estimates of daytime tuna aggregation. The mean relative error obtained with our star design for daytime surveys was 24%. The methodology was applied to estimate daily maxima of tuna biomass around moored FADs during four monthly sea cruises. The daily peak of tuna biomass aggregated around moored FADs was 9 t on average (standard deviation = 4). Estimation variances for different survey designs were compared for optimizing sampling strategy.
La distribution spatiale d'agrégations de thons autour de dispositifs de concentration de poissons (DCP) ancrés a été étudiée en Martinique (Petites Antilles) au moyen de parcours acoustiques en étoile. Les densités acoustiques géoréférencées attribuées aux thons ont été analysées à l'aide d'un modèle de krigeage universel. Une tendance à large échelle a été identifiée dans la distribution spatiale des thons. Cette tendance a été modélisée de façon déterministe au moyen d'une équation d'advection–diffusion appliquée aux groupes d'animaux. Les résidus de la tendance ont été modélisés comme une composante aléatoire du modèle, spatialement corrélée à faible échelle. De ce modèle, qui contenant une composante déterministe et une composante statistique, a été déduite une formule permettant de calculer la variance d'estimation de la densité diurne moyenne de l'agrégation de thons autour des DCP. L'erreur relative moyenne commise sur l'estimation de la densité de thons lors d'un parcours en étoile diurne a été estimée à 24 %. Cette méthode a été appliquée afin d'estimer les maxima journaliers de biomasse de l'agrégation de thons observés lors de quatre campagnes en mer mensuelles successives autour des DCP ancrés. La biomasse maximale de thons agrégée autour des DCP ancrés durant une phase diurne était en moyenne de 9 t (écart type : 4). Les variances d'estimation obtenues avec différents parcours acoustiques ont été comparées afin d'optimiser la stratégie d'échantillonnage.
Canadian journal of fisheries and aquatic sciences (0706-652X) (NRC), 2008-06 , Vol. 65 , N. 6 , P. 1193-1205

Droits : 2008 National Research Council Canada
http://archimer.ifremer.fr/doc/2008/publication-4559.pdf
DOI:10.1139/F08-050
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/4559/

Éditeur(s) : HAL CCSD Public Library of Science
Résumé : International audience
Understanding the factors underlying the spatio-temporal distribution of infectious diseases provides useful information regarding their prevention and control. Dengue fever spatio-temporal patterns result from complex interactions between the virus, the host, and the vector. These interactions can be influenced by environmental conditions. Our objectives were to analyse dengue fever spatial distribution over New Caledonia during epidemic years, to identify some of the main underlying factors, and to predict the spatial evolution of dengue fever under changing climatic conditions, at the 2100 horizon. We used principal component analysis and support vector machines to analyse and model the influence of climate and socio-economic variables on the mean spatial distribution of 24,272 dengue cases reported from 1995 to 2012 in thirty-three communes of New Caledonia. We then modelled and estimated the future evolution of dengue incidence rates using a regional downscaling of future climate projections. The spatial distribution of dengue fever cases is highly heterogeneous. The variables most associated with this observed heterogeneity are the mean temperature, the mean number of people per premise, and the mean percentage of unemployed people, a variable highly correlated with people's way of life. Rainfall does not seem to play an important role in the spatial distribution of dengue cases during epidemics. By the end of the 21st century, if temperature increases by approximately 3°C, mean incidence rates during epidemics could double. In New Caledonia, a subtropical insular environment, both temperature and socio-economic conditions are influencing the spatial spread of dengue fever. Extension of this study to other countries worldwide should improve the knowledge about climate influence on dengue burden and about the complex interplay between different factors. This study presents a methodology that can be used as a step by step guide to model dengue spatial heterogeneity in other countries.
ISSN: 1935-2727

Droits : http://creativecommons.org/licenses/by/
pasteur-01247037
https://hal-riip.archives-ouvertes.fr/pasteur-01247037
https://hal-riip.archives-ouvertes.fr/pasteur-01247037/document
https://hal-riip.archives-ouvertes.fr/pasteur-01247037/file/journal.pntd.0004211.pdf
DOI : 10.1371/journal.pntd.0004211

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Point processes are often used as spatial or spatio-temporal distribution models of occurrences. In this PhD dissertation, we focus first on Cox processes driven by a hidden process associated with a Dirichlet process. This model corresponds to hidden occurrences influencing the stochastic intensity of observed occurrences. We generalize the notion of "Shot noise Cox process" introduced by M{o}ller and develop its bayesian analysis by a Gibbs sampler combined with a Metropolis-Hastings algorithm. We show that our MCMC method is a reversible jump one. The model takes into account a random number of hidden contributions producing effects on the observed point process intensity. Therefore the parameter space has a variable dimension. We focus the statistical inference on the estimation of the hidden contribution expected value, the hidden contribution expected number, the spatial influence and correlation parameters. The contribution equality test and contribution independence test are proposed. Applications in epidemiology and ecology are shown from extit{Rubus fruticosa} data, extit{Ibicella lutea} data and death number data in counties of Georgia, USA. Two situations are considered with respect to available data~: firstly, the spatial positions of occurrences are observed between several pairs of consecutive dates; secondly, counts are carried out over a fixed time interval in several spatial sampling units. Secondly, we focus on point processes with memory introduced by Kagan, Ogata and Vere-Jones, pioneers in statistical seismology. In fact, spatio-temporal point processes play an important role in the studies of earthquake catalogs since they consist of seismic events with their dates and spatial locations. We studied an ETAS (Epidemic Type Aftershock Sequence) model with time independent background intensity and several triggering functions taking into account previous events. We illustrate our approach with a seismicity study of the Lesser Antilles arc. A comparaison study of Gamma, Weibull, Log-Normal and modified Omori law triggering function models is also carried out. We show that the modified Omori law does not fit the Lesser Antilles seismic data and the best adjusted triggering function is the Weibull model. Consequently, the waiting time between aftershocks is weaker in the Lesser Antilles zone compared to the one in regions with seismicity described by the modified Omori law. In other words, aftershock aggregativity is higher in the Lesser Antilles region. The stochastic background intensity following a Dirichlet process centered on a spatial log-normal process is discussed.
Les processus ponctuels sont souvent utilisés comme modèles de répartitions spatiales ou spatio-temporelles d'occurrences. Dans cette thèse, nous nous intéressons tout d'abord à des processus de Cox dirigés par un processus caché associé à un processus de Dirichlet. Ce modèle correspond à des occurrences cachées influençant l'intensité stochastique des occurrences observées. Nous généralisons la notion de " Shot noise Cox process " introduite par Moller et développons le traitement bayésien par un échantillonneur de Gibbs combiné à un algorithme de Metropolis-Hastings. Nous montrons que cette méthode MCMC est à sauts réversibles. Le modèle prend en compte, en effet, un nombre aléatoire de contributions cachées influençant l'intensité du processus ponctuel observé donc a un espace paramétrique de dimension variable. Nous focalisons l'inférence statistique sur l'estimation de la valeur espérée de chaque contribution cachée, le nombre espéré de contributions cachées, le degré d'influence spatiale de ces contributions et leur degré de corrélation. Le test d'égalité des contributions et celui de leur indépendance sont ainsi développés. L'utilité en épidémiologie et en écologie est alors démontrée à partir de données de Rubus fruticosa, Ibicella lutea et de mortalité dans les cantons de Georgia, USA. En termes de données observées, deux situations sont considérées: premièrement, les positions spatiales des occurrences sont observées entre plusieurs paires de dates consécutives; deuxièmement, des comptages sont effectués, au cours d'une période fixée, dans des unités d'échantillonnage spatiales. D'autre part, nous nous intéressons aux processus ponctuels à mémoire introduits par Kagan, Ogata et Vere-Jones, précurseurs de la statistique sismologique. En effet, les processus ponctuels spatio-temporels ont une place importante dans l'étude des catalogues sismiques puisque ces derniers sont généralement constitués d'événements sismiques datés et géo-référencés. Nous avons étudié un modèle ETAS (Epidemic Type Aftershock Sequence) avec une intensité d'arrière-plan indépendante du temps et plusieurs fonctions déclenchantes permettant d'intégrer les événements antérieurs récents. Cette approche est utilisée pour étudier la sismicité de l'arc des Petites Antilles. Une étude comparative des modèles Gamma, Weibull, Log-Normal et loi d'Omori modifiée pour les fonctions déclenchantes est menée. Nous montrons que la loi d'Omori modifiée ne s'ajuste pas aux données sismiques des Petites Antilles et la fonction déclenchante la plus adaptée est le modèle de Weibull. Cela implique que le temps d'attente entre répliques dans la zone des Petites Antilles est plus faible que celui des régions à sismicité décrite par la loi d'Omori modifiée. Autrement dit, l'agrégation des répliques après un événement majeur est plus prononcée dans la zone des Petites Antilles. La possibilité d'inclure une intensité d'arrière-plan suivant un processus de Dirichlet centré sur un processus spatial log-gaussien est discutée.
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Droits : info:eu-repo/semantics/OpenAccess
NNT : 2012AGUY0555
tel-00841146
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Éditeur(s) : Université de Bretagne Occidentale
Résumé : Study of mineral suspended particulate matter (SPM) is essential to understand ecosystem dynamics. SPM influences light penetration which is closely related to primary production and carries pollutants and nutrients within the water masses. This work aims to study near-surface mineral SPM dynamics in the English Channel using two complementary methods: remote-sensing by satellites and numerical modelling. Firstly, MODIS and MERIS satellite images processed by the IFREMER semi-analytical algorithm and describing non-algal SPM, are analysed to build three statistical models which are able to estimate near-surface SPM using simple variables, e.g., tidal coefficient, significant wave height and mean chlorophyll-a concentration. Secondly, the three-dimensional hydrosedimentary model ROMS (Regional Ocean Modeling System) is applied in the English Channel. It considers tidal forcing along open boundaries, wind stress at the sea-surface, wave-current interactions in the bottom boundary layer and realistic heterogeneous bottom sediments. Results of the more sophisticated statistical model is also used to impose SPM concentrations at open boundaries. Sensitivity tests on SPM boundary conditions show the importance of prescribing realistic sediment concentrations to improve the model predictions. Biological influences on mineral SPM are also tested using settling velocity and critical shear stress for erosion which vary with seasons. Both statistical and numerical models highlight and locate respective influences of tide, waves and biology on mineral SPM. Numerical predictions indicate that near-surface SPM is mainly composed of silts (>70%). Near-surface suspended silts come largely from seabed resuspension alongshore in the Eastern Channel and from the open boundaries of our limited-area coastal model at the West of Cotentin Peninsula and offshore. Near-surface SPM variations are investigated at semi-diurnal, neap-spring tidal cycle time scales and during a wave event. Finally, dynamics of sediments in the turbidity maximum zone around the Isle of Wight is examined depending on hydrodynamical conditions in order to distinguish the role played by advection and local erosion/settling processes in this area. Keywords: Suspended particulate matter, satellite, remote-sensing, modelling, English Channel, sediments, turbidity, tide, wave
L'étude des matières en suspension (MES) minérales est essentielle pour comprendre le fonctionnement des écosystèmes en Manche : les MES influencent la pénétration de la lumière dans la colonne d'eau, paramètre clé pour la production biologique, et sont susceptibles de transporter des polluants et nutriments. Lors de ce travail, la dynamique des MES minérales de surface en Manche est étudiée à l'aide de deux méthodes complémentaires : l'observation par satellite et la modélisation numérique tridimensionnelle. Dans un premier temps, les images satellite MODIS et MERIS, traitées par l'algorithme semi-analytique développé par l'IFREMER et représentant les MES non-algales de surface, sont analysées afin d'élaborer trois modèles statistiques permettant d'estimer la MES de surface en fonction de variables basiques telles que le coefficient de marée, la hauteur significative des vagues et la concentration moyenne en chlorophylle-a. Dans un deuxième temps, le modèle hydrosédimentaire multiclasse tridimensionnel ROMS (Regional Ocean Modeling System) est implémenté en Manche. Il prend en considération le forçage par la marée aux frontières ouvertes, la contrainte exercée par le vent à la surface de la mer, l'interaction houle-courant en couche limite de fond et l’hétérogénéité spatiale réaliste du lit sédimentaire. Les résultats du modèle statistique le plus sophistiqué sont également utilisés pour forcer la concentration en MES aux frontières ouvertes du domaine de calcul. Des tests de sensibilité sur les conditions limites montrent l'importance de considérer de manière réaliste les sédiments entrant en Manche par les frontières ouvertes lors de la modélisation numérique. L'influence de la biologie sur les MES minérales est testée en utilisant une formulation de la vitesse de chute et de la contrainte critique d'érosion variant saisonnièrement. Grâce à ces deux outils associés, les influences respectives de la marée, de la houle et de la biologie sur les MES minérales sont mises en avant et localisées en Manche. Le modèle numérique prédit que les MES de surface sont composées principalement de silts (>70%). Les silts en suspension en surface proviennent majoritairement du lit sédimentaire près des côtes en Manche orientale et des frontières ouvertes du domaine de calcul à l'ouest de la presqu'île du Cotentin et au large en Manche centrale et orientale. Les variations des MES de surface sont ensuite étudiées aux échelles des cycles de marée semi-diurnes, vive-eau/morte-eau et autour d'un épisode de houles. Enfin, l'évolution de la concentration de sédiments dans la zone de forte turbidité autour de l'île de Wight peut être analysée suivant les conditions hydrodynamiques afin d'évaluer les rôles respectifs des processus locaux d'érosion/dépot et d'advection dans la génération de ces turbidités remarquables. Mots-clés : Matière en suspension, télédétection, satellite, modélisation, Manche, sédiments, turbidité, marée, houle

Droits : 2013 UBO
http://archimer.ifremer.fr/doc/00157/26783/24884.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00157/26783/

Résumé : Le statut de département français fait de l’île de la Martinique une des régions ultra périphériques (RUP) de l’Union européenne. L’activité des navires de pêche qui exploitent sa ZEE s’inscrit dans le cadre de la politique commune des pêches de l’Union européenne, et la gestion des ressources partagées avec d’autres pays s’exerce dans le cadre des organisations internationales de pêche afférentes. Avec 1098 navires de pêche dont 1074 de moins de 10 mètres, la flotte de la Martinique représentait en 2009 16% de la flotte française. L’absence de données halieutiques depuis les évaluations de Gobert en 1989 a été identifiée à de nombreuses reprises comme un élément critique pour le suivi de l’évolution des activités de pêche et des ressources exploitées, ainsi que pour la définition de politiques de gestion durable de ce secteur économique. L’objectif de cette étude pilote était de tester la mise en place d’un système d’informations relatif aux activités de pêche maritime en Martinique, et d’étudier les conditions scientifiques et techniques d’une pérennisation d’un tel dispositif. Ce projet mené sur la période 2008-2010 avait pour objectif d’une part de consolider les connaissances en termes d’effort de pêche, de captures et de suivi socio-économique des différentes composantes de la pêche martiniquaise, et d’autre part de réaliser des synthèses sous forme d’indicateurs à destination des partenaires du projet (Direction des pêches maritimes et de l’aquaculture, Conseil régional de Martinique, Comité régional des pêches maritimes et des élevages marins de Martinique). Ce travail a été mené considérant le contexte particulier de la pêche martiniquaise qui cumule les difficultés inhérentes à une pêcherie artisanale en milieu tropical : utilisation de nombreux engins, exploitation à partir d’une centaine de ports/abris une ressource très diversifiée, débarquement de faibles quantités de produits à toutes heures de la journée, faible disponibilité des patrons, très polyvalents dans leur activité en mer comme à terre, pour remplir des documents statistiques. Le projet a permis de tester différentes méthodes d’enquêtes dans les ports et de sondages téléphoniques utilisables dans ce contexte. La confrontation de ces méthodes et de leurs résultats a permis de mettre en évidence certains biais associés à la difficulté de respecter les règles du tirage statistique des unités d’échantillonnage. Il est ainsi apparu que les enquêtes sur les points de débarquement pouvaient surévaluer l’effort de pêche et les débarquements. En effet, ces enquêtes méconnaissent les navires inactifs parqués hors des ports. De plus, les retours de pêche avec des prises faibles ou nulles échappent en partie aux observateurs en raison de la brièveté du séjour du patron dans le port au terme de sa marée. Des sondages téléphoniques couvrant une période de sept jours ont été menés, afin de prendre en compte le cycle hebdomadaire d’organisation de la pêche et de la commercialisation du poisson. Ces sondages permettent de s’affranchir des contraintes spatiales (éloignement et mauvaise accessibilité de certains lieux de débarquement) et temporelles (fin de semaine, jours fériés, débarquements de nuit), dans la mesure où ils peuvent être établis sur la base d’un registre complet des patrons-armateurs. Au cours de l’étude pilote, le plan d’échantillonnage a pu être suivi à 70 % (navires tirés au hasard figurant dans le plan). Dans 27 % des cas, l’observateur a du substituer l’unité d’échantillonnage, selon les règles imposées par le plan. En outre 2 % des sondages prévus au plan n’ont pas pu être réalisés en raison d’un refus. L’inconvénient majeur attribué à la méthode des sondages téléphoniques est l’impossibilité de vérifier les déclarations de personnes interviewées. Une comparaison entre ces déclarations et des pesées effectuées par les observateurs sur les points de débarquement a permis de décrire les divergences entre les deux modes de collecte des données. Cette analyse a également montré que si la collecte des données au débarquement offre la garantie d’une observation directe, elle peut également manquer une partie du produit de la pêche : langoustes déposées en vivier en pleine eau avant l’entrée dans le port, poisson non débarqué pour satisfaire la commande d’un client, lots de poissons remis aux haleurs de sennes de plage, débarquement sur un premier point avant le site enquêté, etc. Il est apparu qu’une collecte de données fiables ne peut se faire sans une bonne information des professionnels et leur participation volontaire à l’établissement des statistiques. La collecte des données dans un cadre qui garantit l’anonymat du pêcheur est également une condition inhérente à la réussite d’un observatoire. Par ailleurs, bon nombre d’informations portant par exemple sur l’activité en mer (dimension des engins, temps de pose, zone de pêche, etc.) invérifiables sur le lieu de débarquement peuvent être recueillies dans des conditions analogues par téléphone. Pendant la réalisation du projet pilote, 90,4 % des pêcheurs contactés par téléphone ont répondu sans réticence aux observateurs. Ceux qui ont refusé de répondre ou qui n’ont jamais décroché le téléphone (erreur de numéro ou refus) représentent 3 % des patrons-armateurs des navires figurant au fichier flotte national. Les pêcheurs qui n’ont pas régulièrement répondu aux observateurs représentent 6,6 % des effectifs. Pour valider les données collectées par enquêtes téléphoniques, leurs résultats ont été comparés par différentes méthodes à ceux des enquêtes au débarquement en vue d’identifier et de quantifier des biais éventuels. Aucune surévaluation ou sous-évaluation systématique par les enquêtes téléphoniques n’a été décelée au cours de ces travaux, certaines valeurs pouvant être plus élevées et d’autres moins. Les écarts non formellement expliqués ont été considérés comme une sous-évaluation par les enquêtes téléphoniques. Ceux-ci s’élèveraient à 20 % pour l’estimation du nombre de sorties et à 30 % pour celle des prises par sortie. Malgré la prise en compte de ces écarts, les estimations faites en 2009 et 2010 indiquent une régression des débarquements et de l’effort de pêche depuis l’évaluation réalisée en 1987 par le Pôle de recherche océanographique et halieutique Caraïbes. Un second niveau de validation a consisté à vérifier cette décroissance de la pêche en confrontant les informations obtenues par la présente étude pilote à des données d’origines différentes : étude des comportements alimentaires par l’Institut de veille sanitaire, étude de la consommation des ménages par l’INSEE, évolution des données d’importation des Douanes, données de vente de matériel de pêche par la coopérative d’avitaillement des pêcheurs de la Martinique (COOPEMAR). Toutes ces données font ressortir une baisse de la consommation de poisson par habitant depuis la fin des années 1980 et une augmentation des importations de produits de la mer. La pêche martiniquaise n’étant pas exportatrice, ces données donnent également un signal de diminution de la pêche martiniquaise au cours des 25 dernières années. Les données collectées à l’occasion de cette étude pilote suggèrent que la régression de la pêche martiniquaise au cours des dernières décennies serait le résultat de deux causes majeures : - la surpêche des ressources de fond sur le plateau insulaire. Ces ressources subissent une forte pression de pêche, entre autres de la part des pêcheurs les plus âgés qui n’ont plus les capacités physiques de pratiquer une activité loin des côtes. Un quart des patrons-armateurs ont aujourd’hui l’âge de la retraite et relèvent près de la moitié des nasses mouillées sur le plateau insulaire. Ces pêcheurs à l’activité peu flexible sont contraints de la poursuivre en raison de la faiblesse de leur pension de retraite. Une réduction de la pression de pêche sur le plateau insulaire par le départ effectif de ces pêcheurs favoriserait certainement, après quelques années, un retour à la situation décrite il y a 25 ans, qui permettait un débarquement annuel d’espèces issues du plateau insulaire d’environ 1 000 tonnes de plus que la production actuelle. - la concurrence des importations, en particulier des produits congelés, est certainement en partie la cause de la régression de la pêche des pélagiques hauturiers, malgré le développement des dispositifs de concentration de poissons (DCP) qui sont à l’origine d’environ 30 % des débarquements de la pêche de l’île. Face aux importations, la commercialisation de la pêche locale est encore peu structurée avec plus de 49 sites de vente répartis sur le territoire, généralement peu achalandés en raison des faibles prises irrégulières des pêcheurs artisans. Les espaces de vente sont encore peu équipés et rarement aux normes. C’est ainsi que plus de quarante pour cent des tables de vente sont en bois. Plusieurs options sont actuellement examinées pour améliorer la fiabilité et la précision des données collectées par le SIH sans augmenter leurs coûts de collecte. Le traitement des données collectées sur quelques années permettra d’affiner les critères de stratification de la population afin d’améliorer la précision des données. Compte tenu de l’éparpillement des points de débarquement et de la faible fréquence de sortie des navires de pêche, une optimisation du travail de terrain des observateurs doit être faite. L’objectif de ces enquêtes de terrain doit être de : - servir de témoin pour la validation des enquêtes téléphoniques. Pour cela, il faudra rechercher les sousensembles communs aux enquêtes téléphoniques et aux observations sur le terrain afin qu’ils soient comparables ; - disposer d’une composition spécifique et en taille des débarquements qui soit si possible représentative de l’ensemble des débarquements ou au moins d’une part significative qui pourrait servir d’indicateur de l’évolution de la pêche et des ressources exploitées. Afin d’optimiser les déplacements des observateurs sur le terrain, les données des enquêtes téléphoniques peuvent être utilisées pour identifier par semestre les 50 à 100 sites et tranches horaires de cinq heures au sein desquels les fréquences de retours de pêche sont les plus élevées. L’étude pilote a montré que, par ce procédé, le nombre de retours échantillonnés s’élève en moyenne à 3,5. Les échantillonnages biologiques des débarquements permettant de décrire leur composition spécifique et en taille sont réalisés par photographie lorsque l’engin utilisé capture un grand nombre d’espèces différentes (nasses, filets de fond, senne de plage...). Par ce procédé, il est possible de réduire la durée des échantillonnages de près de trois quarts du temps nécessaire aux mensurations directes, et ainsi de moins gêner le débarquement et la vente du poisson. Ce procédé permet également d’avoir une traçabilité des échantillonnages; il offre notamment la possibilité de revenir sur les identifications en cas de doute. Cette méthode, aujourd’hui bien rodée, devrait permettre d’améliorer la qualité des travaux sur la biodiversité de la faune marine.

Droits : 2013 Ifremer
http://archimer.ifremer.fr/doc/00156/26762/24850.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00156/26762/

Éditeur(s) : Université de la Rochelle
Résumé : In order to better understand the functioning of the Brouage intertidal mudflat (Marennes- Oléron Basin, France), its carbon-based trophic web has been modelled and analyzed. The foodweb building is based on the 4 step method of Inverse Analysis: 1) conceive an a priori model as the graph of compartments (nodes) between which exist fluxes of material (vertices). These vertices are the unknowns for the problem; 2) gather all the existing knowledge about the ecosystem and translate it into linear equations and inequalities involving the fluxes; 3) complete this set of data by common knowledge on the behaviour of the compartments and translate it into inequalities, 4) solve the obtained linear system under the parsimony principle to find a unique solution vector. The food-web analysis is based on. The first purpose of this work was a methodological one: inverse analysis method has been adapted to consider the seasonal and spatial variability of the temperate ecosystem: two seasons have been coupled in the computation and the area has been divided into three geographical zones along a cross-shore gradient. Hence, two types of physical exchanges are involved: the benthicpelagic ones and the advection ones. Statistical results can also be obtained by coupling Monte Carlo methods to Inverse Analysis. To study the obtained networks, new indices based on Markov Chains take delay into account in describing integrative transfers of material between compartments. This lets emerge the systems' properties that are not obvious at first sight and emphasizes the role of peculiar components. The second purpose was to apply such methods to the Brouage mudflat ecosystem in order to better understand its functioning. As the knowledge and methods evolve, various food webs were computed and analyzed with the help such indices and existing ones. Sensitivity analyses allow to point at the most crucial lacks of knowledge, which can orientate future field research. New data would improve the quality of the model in two ways: one the one hand, they would validate or invalidate the outcomes and on the other hand, they would give useful information to better constrain some of the black boxes and most uncertain fluxes, especially the advection and vertical flows. The main results of the study show a strongly seasonal system in which benthic and pelagic components are linked with intensity. The system is driven by its high local benthic primary production, but also depends on imports from the basin. Each of the 3 geographic zones has a peculiar functioning. The central zone corresponds to the classical description of European intertidal mudflats: very productive, it can feed the other regions. It is a production zone. The upper part is less productive but is fed by the middle one via the water column and can be exploited by shorebirds. It is a degradation zone (material is transformed for less qualitative). The lower part strongly depends on the basin imports for its functioning, as the cultivated bivalves act as a pump for pelagic material of which a great part is deposited under the cultivation structures (oyster racks or mussels "bouchots"). It is a transformation zone.
Un double objectif (méthodologique et appliqué) a été visé par une modélisation du réseau trophique de la vasière de Brouage (Bassin de Marennes Oléron, France) à l'aide de l'analyse inverse, et son étude à l'aide de l'analyse des réseaux. L'Analyse Inverse permet en effet de reconstruire l'ensemble du réseau à partir de données éparses, le problème du manque de données étant récurrent en Ecologie. Au plan méthodologique, l'analyse inverse a été adaptée à la prise en compte des caractères saisonnier et spatialement hétérogène d'un écosystème tempéré de zone intertidale : deux saisons ont ainsi été couplées et la vasière a été considérée le long d'un transect perpendiculaire au rivage et divisé en trois zones spatiales. Deux types de flux physiques interviennent donc : les flux verticaux de dépôt et remise en suspension, et les flux d'advection via la colonne d'eau. Des pistes d'amélioration et de nouvelles méthodes sont proposées. Un résultat sous forme statistique peut être obtenu en couplant l'utilisation de méthodes de Monte Carlo à l'analyse inverse pour la construction des réseaux trophiques. Les moyens d'étude des modèles ont été enrichis par la mise au point d'indices issus de la construction de chaînes de Markov et prenant en compte le caractère temporel des transferts de matière entre compartiments. Enfin, la transformation mathématique du modèle statique pour une étude dynamique de la stabilité de l'équilibre décrit est abordée. Plusieurs modèles ont été construits au cours de l'évolution des méthodes et de l'acquisition de connaissances sur le site. Des méthodes d'analyses existantes et d'autres mises au point dans le cadre de cet ouvrage ont été appliquées aux réseaux obtenus afin de faire émerger les propriétés du fonctionnement de la vasière et de souligner le rôle de certains compartiments. Des analyses de sensibilité permettent d'évaluer la robustesse des résultats et d'orienter les recherches futures en mettant en évidence les manques les plus cruciaux. Des données supplémentaires, notamment concernant les foraminifères benthiques, le zooplancton ou les mouvements verticaux du microphytobenthos permettront de fournir de meilleures contraintes et de valider (ou non) les résultats obtenus. Les principaux résultats montrent un système au fort caractère saisonnier dont les compartiments benthiques et pélagiques sont très liés. La production primaire benthique locale est un moteur important, mais qui ne suffirait pas à suppléer l'indispensable importation de matériel détritique. Le découpage de la vasière en trois zones fait apparaître les particularités de chacune. La zone centrale correspond à la description classique des « vasières intertidales européennes » : très productive, elle peut alimenter les autres régions. C'est une zone de production et d'exportation. La partie supérieure est moins productive et reçoit de la matière de la zone de milieu d'estran via la colonne d'eau. Sa production secondaire peut alors être exploitée par les limicoles, nombreux en hiver. C'est une zone de dégradation et d'exportation. Le bas d'estran dépend fortement des importations extérieures, « pompées » par les bivalves cultivés qui sont ainsi directement responsables d'une forte sédimentation sous les structures mytilicoles et ostréicoles. C'est une zone de transformation.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2005/these-2260.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2260/

Résumé : Cette thèse concerne la modélisation des dynamiques de maladies foliaires de cultures pérennes tropicales à différentes échelles spatiales. Cette approche de modélisation est appliquée à la cercosporiose noire du bananier. Il s’agit d’explorer et de déterminer les paramètres environnementaux et de résistance de l’hôte ayant une influence significative sur la dynamique spatiotemporelle de la maladie et d’apporter des éléments associés au contrôle de la cercosporiose noire.Deux modèles ont été développés dans le cadre de cette thèse. La dynamique épidémiologique au niveau de la plante est décrite par un modèle mécaniste décomposé en un modèle de croissance de la plante et un module épidémiologique décrivant le cycle épidémique du pathogène. L’architecture du bananier est prise en compte par le biais de compartiments foliaires positionnés dans l’espace. Le modèle a été validé par un jeu de données indépendant. Les expérimentations numériques et l’analyse de sensibilité du modèle réalisées par les méthodes de Morris et de e-FAST ont permis de mieux comprendre le fonctionnement épidémique de cette maladie et d’identifier les paramètres influant le plus la dynamique épidémique en particulier la vitesse d’extension des lésions, la durée d’incubation et l’efficacité d’infection .L’approche bayésienne a permis de prendre en compte l’information a priori disponible pour ces trois paramètres sur lesquels a porté l’inférence statistique. L’analyse de sensibilité du modèle a également permis d’identifier l’influence de deux paramètres liés à la croissance de la plante : le nombre de feuilles sur une plante et le rythme d’émission foliaire Un modèle de dynamique spatio-temporelle de la cercosporiose noire a été développé à l’échelle d’un territoire à partir d’enquêtes effectuées enMartinique pendant la période d’invasion de cette maladie de septembre 2010 à mai 2012. Les données récoltées étant censurées, l’inférence des paramètres du modèle a été réalisée dans un cadre bayésien en utilisant un algorithme d’augmentation de données. Le modèle et l’inférence développés permettent de reconstruire la dynamique spatio-temporelle de l’invasion et de prédire la fin d’invasion sur le territoire.Les deux modèles de dynamiques spatio-temporelles développés à deux échelles spatiales différentes ont permis d’acquérir des informations importantes pour construire des outils de conception de méthode de contrôle de la cercosporiose noire des bananiers.
This thesis concerns the modeling of the dynamics of foliar diseases of tropical tree crops at different spatial scales. This modeling approach is applied to black Sigatoka of banana. It is to explore and determine the environmental parameters and host resistance has a significant influence on the spatiotemporal dynamics of the disease and to provide elements associated with the control of Sigatoka noire.Deux models were developed as part of this thesis. The epidemiological dynamics at the plant is described by a mechanistic model decomposed into a growth model of the plant and an epidemiological unit describing the pathogen epidemic cycle. The architecture of the banana is taken into account through foliar compartments positioned in space. The model was validated by an independent data set. Numerical experiments and model sensitivity analysis performed by the methods of Morris and e-FAST enabled to better understand the functioning of this epidemic disease and identify the parameters affecting the most dynamic epidemic especially speed extension of the lesions, the incubation period and efficiency of Bayesian .L'approche infection allowed to take into account prior information available for these three parameters that were the statistical inference. The model sensitivity analysis also identified the influence of two parameters related to plant growth: the number of leaves on a plant and rate of leaf emission A dynamic model of space-time Black Sigatoka has been developed at the scale of a territory from surveys enMartinique during the period of invasion of the disease from September 2010 to May 2012. The data collected being censored, inference of model parameters has was performed in a Bayesian framework, using a data augmentation algorithm. The model developed and inference possible to reconstruct the spatiotemporal dynamics of the invasion and predict the end of the invasion territoire.Les two spatio-temporal dynamics models developed at two different spatial scales has been gained important information for build tools design method of control of black Sigatoka of banana.

http://www.theses.fr/2015AGUY0835/document

Résumé : Les processus ponctuels sont souvent utilisés comme modèles de répartitions spatiales ou spatio-temporelles d'occurrences Dans cette thèse, nous nous intéressons à des processus de Cox dirigés par un processus caché associé à un processus de Dirichlet. Ce modèle correspond à des occurrences cachées influençant l'intensité stochastique des occurrences observées. Nous généralisons la notion de Shot noise Cox process et développons le traitement bayésien. Nous focalisons l'inférence statistique sur l'estimation de la valeur espérée de chaque contribution cachée, leur nombre espéré, degré d'influence spatiale et degré de corrélation L'utilité en épidémiologie et en écologie est démontrée à partir de données de Rubus fruticosa, lbicella lutea et de mortalité dans les cantons de Georgie, USA. En termes de données observées, deux situations sont considérées: d'abord, les positions spatiales des occurrences sont observées entre plusieurs paires de dates consécutives; puis, des comptages sont effectués dans des unités d'échantillonnage spatiales. D'autre part, nous nous intéressons aux processus ponctuels à mémoire introduits par Kagan, Ogata et Vere-Jones. En effet, les processus ponctuels ont une place importante dans l'étude des catalogues sismiques. Nous avons étudié un modèle Epidemie Type Aftershock Sequence avec une intensité d'arrière-plan indépendante du temps et plusieurs fonctions déclenchantes permettant d'intégrer les événements antérieurs récents. Cette approche est utilisée pour étudier la sismicité des Petites Antilles. Une étude comparative des modèles Gamma, Weibull, Log-Normal et loi d'Omori modifiée pour les fonctions déclenchantes est menée.
Point processes are often used as spatial or spatio-temporal distribution models of occurrences. In this Phd dissertation, we focus first on Cox processes driven by a hidden process associated with a Dirichlet process. This model corresponds to hidden occurrences influencing the stochastic intensity of observed occurrences. We generalize the notion of Shot noise Cox process and develop its bayesian analysis. We focus the statistical inference on the estimation of the hidden contribution expected value, the hidden contribution expected number, the spatial influence and correlation parameters. Applications in epidemiology and ecology are shown from Rubus fruticosa data, Ibicella lutea data and death number data in counties of Georgia, USA. Two situations are considered with respect to available data: firstly, the spatial positions of occurrences are observed between several pairs of consecutive dates; secondly, counts are carried out over a fixed time interval in several spatial sampling units. Secondly, we focus on point processes with memory intr oduced by Kagan, Ogata and Vere-Jones. Spatio-temporal point processes play an important role in the studies of earthquake catalogs since they consist of seismic events with their dates and spatial locations. We studied an Epidemic Type Aftershock Sequence model with time independent background intensity and several triggering functions taking into account previous events. We illustrate our approach with a seismicity study of the Lesser Antilles arc. A comparaison study of Gamma, Weibull, Log-Normal and modified Omori law triggering function models is also carried out

http://www.theses.fr/2012AGUY0555/document

Résumé : Une étude des facteurs influençant la composition et la répartition spatiale des abondances algales dans les communautés récifales des Antilles françaises et plus spécifiquement de Guadeloupe a été réalisée. Le rôle joué par les oursins diadème est plus particulièrement étudié. Les principaux compartiments des communautés récifales et les facteurs d'influence susceptibles de jouer un rôle dans la régulation du compartiment algal ont été dimensionnés sur 22 stations des Antilles françaises. Pour cela plusieurs indicateurs ont été testés. Après une description de chaque compartiment biotique (algues, herbivores, prédateurs), une recherche des facteurs influençant les caractéristiques du compartiment algal a été menée à trois échelles spatiales, à l'aide d'analyses statistiques non paramétriques, notamment des analyses canoniques des redondances et des correspondances. Puis, une recherche des facteurs influençant la répartition des oursins diadème a été également menée. Si les deux guildes d'herbivores étudiées (poissons et oursins diadème) ont un impact significatif sur l'abondance de gazon algal, seuls les poissons herbivores ont la capacité d'exercer cette influence à l'échelle des récifs de Guadeloupe et cette influence ne s'étend pas aux autres catégories algales. Notamment les phéophycées. A l'échelle de l'ensemble des îles étudiées, les analyses effectuées n'ont pas permis de mettre en évidence l'influence des herbivores sur la régulation des abondances algales. Les oursins diadèmes sont en faible densité dans les iles antillaises étudiées. Plusieurs facteurs susceptibles de participer à leur répartition en taille et en abondance sont identifiés.
A study of factors influencing the composition and spatial distribution of algal abundance in the French Caribbean reef communities and more specifically in Guadeloupe was conducted. The role of diadema sea urchins was particularly studied. For that, 22 stations in the French Antilles were selected and several indicators tested. After a description of each biotic compartment (algae, herbivore, predators), a search for factors influencing the characteristics of the algal compartment was conducted at three spatial scale, using non-parametric statistical analyses, including canonical correspondence analyses (cca) and redundancy analyses (rda). Then a search for the factors influencing the distribution of diadema sea urchins was also conducted. If the two guilds of herbivores (diadema sea urchin and fish) have a significant impact on the abundance of algal turf, only herbivorous fish was found to have an influence in the reefs of Guadeloupe and that influence was not observed on other algal groups, including phaeophyceae. At the scale of all the islands, the analyses did not enable to show the influence of herbivores in the regulation of algal abundance. The density of sea urchins was found to be low in the studied sites. Several factors likely to influence their distribution in size and their abundance were identified.

http://www.theses.fr/2012AGUY0522/document