Compréhension et prédiction des effets de substances chimiques sur la dynamique de population de l'épinoche à trois épines en mésocosme

En écotoxicologie, les expériences en écosystème artificiel (mésocosme) présentent un intérêt certain car elles permettent d’évaluer les effets directs et indirects des contaminants à des niveaux d’organisation biologique tels que les individus, les populations et les écosystèmes. Cependant, les études en mésocosme sont caractérisées par une faible puissance statistique et un risque élevé de ne pas détecter de différence entre les mésocosmes contrôles (sans contaminant) et ceux contaminés lorsqu’il y en a un. Dans ce contexte, les modèles individu-centrés basés sur la théorie de « dynamic energy budget » ont été suggérés être des outils pertinents pour permettre une meilleure analyse des résultats d’expérience en mésocosme. L’objectif de cette thèse était donc de développer un tel modèle simulant la dynamique de population de l’épinoche à trois épines en rivière artificielle. Les connaissances sur le modèle biologique utilisé, l’épinoche à trois épines, ainsi que plusieurs jeux de données disponibles provenant d’expériences en mésocosmes avant ou sans substances chimiques testées ont été utilisés pour développer ce modèle individu-centré. Celui-ci a tout d’abord été développé, calibré et évalué sur des données de dynamiques de population d’épinoches à trois épines en condition contrôle en mésocosme. Dans un second temps, le modèle a été appliqué à plusieurs cas d’étude où différentes substances chimiques ont été testées en mésocosme. Les résultats de simulation ont montré que l’approche par modélisation individu-centrée semble prometteuse pour améliorer les évaluations actuelles des effets des substances chimiques. Celle-ci a notamment permis une meilleure compréhension des modes d’action des toxiques et une extrapolation pertinente des données d’écotoxicité mesurées en laboratoire sur les organismes au niveau populationnel.

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