Conférence : Des mathématiques au service de l’écologie

Y-a-t-il un lien entre les mathématiques et l’écologie ? On serait à priori tenté de répondre « non ». Les mathématiques, ce n’est pas ce qui vient à l’esprit en priorité quand on pense écologie. Les sciences de la vie et de la terre, la chimie éventuellement seront plutôt évoquées. Et pourtant Bastien Mérigot, enseignant chercheur au département biologie-écologie de l’Université des sciences à Montpellier (UM2), a brillamment illustré l’utilisation des mathématiques dans l’étude des phénomènes de la biodiversité et de l’écologie.

En début d’après-midi, le mardi 23 mars 2021, une cinquantaine de personnes parmi lesquelles des enseignants de mathématiques et sciences, quelques élèves de terminale et du personnel des services informatiques, s’étaient rassemblées afin d’assister à la conférence de l’universitaire (dans le respect du protocole sanitaire).

Ce dernier, après avoir présenté son contexte de travail et l’objet des études menées au cœur du laboratoire auquel il est rattaché, a développé son sujet autour des biomathématiques et des bio-statistiques. Le changement global a un impact sur le climat mais aussi sur l’humain et la biodiversité. Ce concept complexe présente une variabilité importante et des variétés multiples d’organismes vivants à étudier. La recherche s’ordonne selon trois organisations : éco systémique, spécifique et génétique. Les mathématiques sont le lien entre ces différentes optiques d’analyse. « On utilise des formules mathématiques similaires, ce sont les variables qui diffèrent » précise Bastien Mérigot.

A l’université, des recherches sont donc menées dans le domaine de l’écologie des communautés animales. Ce travail aide à déterminer la place des espèces dans l’environnement, leur évolution, la configuration de leurs habitats, l’étude de propriétés particulières… Les tableaux de données conséquentes recueillies sur le terrain sont analysés à l’aide de théories mathématiques, ce qui permet d’extraire des informations sur la répartition des individus, les impacts sur l’environnement etc... Par exemple, un calcul d’indices sur des échantillons va permettre de communiquer plus facilement des résultats signifiants. L’indice de Berger Parker pour déterminer la proportion d’espèces dominantes, le théorème de Pythagore pour calculer la distance fonctionnelle entre chaque couple d’espèces, les calculs de distances euclidiennes au service de l’indice de diversité fonctionnelle, autant d’applications des mathématiques dans le domaine de l’écologie : on pourra, entre autres applications, étudier l’impact de la pollution sur ces différents indices.

Des exemples que les élèves ayant pris la spécialité mathématiques pourraient tout à fait s’approprier pour leur sujet de grand oral. En effet Bastien Mérigot a clôturé son exposé par la présentation des filières qui participent au développement de ce type de recherches au sein de l’université des sciences de Montpellier. Il a été attentif à faire le lien entre son travail et les perspectives que les études scientifiques peuvent proposer. L’assemblée a ensuite été invitée à échanger avec l’intervenant. Plusieurs questions ont permis à l’universitaire de préciser les applications très concrètes que son travail de recherche peut rencontrer, surtout au niveau local. Un partage très riche qui a permis à chacun de poser un nouveau regard sur les mathématiques.

M. Chartier et M. Bonnin