Rapport de recherche F.R.F.C. n° 2.4601.00 F (rapport final d’activités scientifiques : années 2000-2001 et 2002): Utilisation des techniques d’imagerie numérique pour l’étude de profils comportementaux de poissons d’eau douce (Salmonidés, Cyprinidés), d’eau de mer (Labridés) en fonction de leur environnement physique, chimique, biologique et social

Dans de nombreux secteurs axés sur les recherches comportementales, l'imagerie numérique (I.N.) apparaît aujourd'hui comme un outil dont la précision descriptive, les capacités à appréhender, à analyser et à quantifier des paramètres comportementaux échappant aux méthodes éthométriques classiques ouvrent des perspectives originales et très prometteuses. En effet, par la puissance de calcul offerte par ces nouvelles techniques, les sciences du comportement et de l’environnement peuvent profiter de systèmes permettant de prendre en compte un grand nombre de variables qui habituellement ne peuvent être mesurées par les méthodes d'observation directe.

Les travaux de recherche poursuivis dans le cadre de ce programme F.R.F.C., exploitant de nouvelles techniques éthométriques basées sur l’I.N., ont porté sur plusieurs problématiques ayant comme fil conducteur l’influence des facteurs environnementaux sur les profils comportementaux chez les poissons. Nous avons ainsi adapté, validé et exploité des techniques complémentaires d’I.N. au cours de travaux effectués sur le terrain et en laboratoire.

Objectifs de la recherche

Dans notre domaine de recherche, les techniques s’appuyant sur l’I.N. concernent deux approches méthodologiques distinctes : l'une concerne la création d'images numériques (donc modifiables à l'envi) à partir de bases de données topographiques (techniques de modélisation numérique de terrain ou MNT) ; l'autre concerne le traitement informatisé d'images numérisées, procédé permettant la reconnaissance d'objets caractéristiques par rapport à un modèle de référence (Computer Vision System ou Visionique).

Le principe de base de nos recherches, réalisées tant en milieu naturel qu’en laboratoire, se résume en trois points :

• Premièrement, définir de manière numérique l'habitat naturel (côte rocheuse méditerranéenne), semi-naturelle (aquarium de grande capacité ou mésocosme) ou artificiel (aquariums expérimentaux de petites tailles) des poissons étudiés : variables environnementales physiques, chimiques, biologiques et sociales (variables indépendantes) ;

• Deuxièmement, décrire qualitativement puis quantitativement les profils comportementaux des poissons choisis, selon la nature, l'intensité et la répartition temporelle des activités ciblées : territorialité, construction de nids, comportements sexuels, compétition et agressivité, déplacements, vitesses de nage, interactions sociales (variables dépendantes) ;

• Troisièmement, mettre en relation les variables des deux premières phases, c'est-à-dire celles des profils comportementaux et celles de l'environnement, par le biais de techniques de modélisations numériques et d’outils statistiques et graphiques.

Ainsi, en mesurant sur le terrain ou en manipulant en laboratoire des variables environnementales abiotiques et biotiques, il est possible d’extraire, via le paradigme de l'imagerie numérique, les conditions idéales d'environnement dans lequel l'animal (ici les poissons) trouve son ou ses équilibre(s) psycho-physiologique(s). On est alors en mesure de pouvoir déterminer ses limites de tolérance à des perturbations de son milieu : uniformisation de l'habitat, densités excessives entraînant le stress, pollution, etc.

Commencées concrètement en mai 1997 et poursuivies jusqu’en janvier 2002, nos recherches ont eu pour objectif d’adapter, de valider et d’exploiter, dans notre domaine, des techniques basées sur les deux pôles de l'imagerie numérique.