Les huîtres ont des oreilles

Les huîtres ont des oreilles


Brève[fn] L’année 2013 avait été déclarée par l’UNESCO «année des mathématiques de la planète Terre». L’initiative «Un jour, une brève» avait choisi d'illustrer la variété des problèmes scientifiques dans lesquels la recherche mathématique actuelle joue un rôle important, ainsi que certains grands moments dans l’histoire des sciences où les mathématiques ont, en interaction avec les autres sciences, aidé à comprendre ce que nul n’avait compris jusque là. Quelques années ont passé mais ces textes illustrent toujours précisément une certaine capacité des mathématiques à regarder le monde. Ce projet a été réalisé à l’initiative de l’Institut des sciences mathématiques et de leurs interactions du CNRS, d’Inria, de la Société Française de Statistique (SFdS), de la Société de Mathématiques Appliquées et Industrielles (SMAI) et de la Société Mathématique de France (SMF), avec le soutien de Cap’Maths dans le cadre des Investissements d’avenir. CultureMath remercie les auteurs qui ont permis de republier ces textes et de les faire connaître du plus grand nombre. À coup sûr ils susciteront de nouveaux textes, de nouvelles idées, de nouveaux regards sur le monde! [/fn]rédigée par Romain Azaïs (Inria), Raphaël Coudret (OpenAnalytics) et Gilles Durrieu (UBS) d'après leurs travaux et les informations disponibles sur L'oeil du mollusque.


Aujourd’hui plus que jamais, protéger l’environnement est une priorité absolue, surtout en ce qui concerne nos côtes et l’ensemble des milieux aquatiques, car la pollution marine est principalement d’origine terrestre.

Ajoutons que si aujourd’hui, environ 40% de la population mondiale vit à proximité du littoral, ce sera le cas pour 75% d’entre nous en 2050. C’est pourquoi surveiller et protéger le milieu marin est capital.

Les animaux marins testent en permanence la qualité de leur milieu. Ils représentent donc une voie possible de surveillance de leur écosystème. En observant l’évolution au cours du temps de leur rythme de vie, on obtient un grand nombre d’informations sur leur environnement.

C’est en ce sens que le laboratoire EPOC (Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux) du CNRS à Arcachon (Gironde) a mis en place un instrument d’analyse de l’activité de mollusques : la valvométrie non invasive.

Des électrodes légères sont installées, par exemple, sur les deux parties de la coquille d’une huître, elle-même placée dans son environnement naturel ; le système embarqué enregistre alors en temps réel et à haute fréquence la distance entre les deux valves.

On obtient ainsi une représentation du comportement de l’animal et donc de son habitat. Les signaux collectés sont transférés via le réseau de téléphonie mobile et enregistrés dans des bases de données accessibles depuis Internet.

Ce sont ces grandes quantités de données qu’il faut traiter pour extraire de l’information sur la qualité du milieu marin : pour un seul animal équipé du système de valvométrie, une donnée est enregistrée toutes les 1,6 secondes, ce qui correspond à plus de 19 millions de mesures par an!

Actuellement, plusieurs sites géographiques sont équipés de systèmes de valvométrie non invasive : en France bien sûr (Aquitaine et Bretagne), mais aussi à l’étranger (en Espagne, en Norvège et en Russie).

À partir de ces importants volumes de données, il est possible d’analyser l’état de santé d’une huître en modélisant son comportement au cours du temps par un processus très simple : à chaque instant, le bivalve est déclaré ouvert lorsque l’espacement entre les deux parties de sa coquille dépasse un certain seuil ; dans le cas contraire, il est déclaré fermé.

Le seuil dépend évidemment de l’animal et de son environnement ; il est calculé mathématiquement à partir des signaux enregistrés. On peut alors étudier les durées au cours desquelles l’animal reste fermé ou ouvert : la loi de probabilité de ces temps est estimée statistiquement afin de caractériser la santé de l’huître et donc la qualité de son milieu.

En effet, une procédure de classification appliquée sur les estimations obtenues permet de ranger les animaux dans deux catégories : la première correspond à des huîtres a priori saines, alors que la seconde regroupe des animaux dont on sait que l’état de santé est dégradé.

L’acquisition, le transfert et le traitement des données fonctionnent de manière automatique quel que soit le site où un système est positionné.

Par la modélisation statistique, on espère mettre au point un outil permettant de suivre en ligne, et à distance, l’évolution de la qualité du milieu aquatique dans l’esprit d’un biocapteur.


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Crédits Images : Wikimedia Commons.


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