WP4 : Modélisation Informatique et conception des outils

Dans cette action les travaux seront menés suivant deux axes complémentaires. Un axe fondamental, dans lequel nous envisageons d’étudier la pertinence mathématique des modèles de dynamique des populations et d’obtenir à partir des données issues de WP1 les paramètres des modèles globaux, et des données issues du WP3 les paramètres des processus biologiques décrivant les modèles structuraux.

1. Conception et développement d'outils. Dans cette partie nous allons réaliser un cahier des charges avec les différents acteurs afin de cadrer les objectifs et contraintes des différents outils que nous souhaitons développer. A savoir : un site web vitrine pour la communication du projet, une application mobile afin de faciliter la saisie, l'enregistrement et le prétraitement des données collectées auprès des pêcheurs (work package 1), un service web qui intégrera notre outil de simulation, et nos modèles afin d'offrir un ensemble d'outils et de services de visualisation et d'aide à la décision. Enfin l’accès à un simulateur sera proposé.
2. Identification des espèces ciblées et des zones d’exploitation. Sur la base des données collectée dans le WP1 nous devons, compiler et bancariser les données qui permettront in fine d’être implémenter dans les modèles bio-informatiques que ce soit via une approche globale ou structurale. Constitution et mise en forme de cet entrepôt de données pour une exploitation scientifique dans le cadre d’un outil d’aide à la décision.
3. Développement théorique et méthodologique. Le premier travail concerne l’évaluation des stocks, pour cela en utilisant le modèle globale proposé par Graham Shaefer et à partir des données de captures et de l’effort de pêche associé, nous envisageons d’utiliser une solution numérique basé sur l’algorithme de Levenberg Marquardt pour déterminer : le taux de croissance de la population, la « capturabilité » de l’espèce, la capacité du milieu et l’état du stock au début des prélèvements. Nous envisageons de développer un modèle théorique d’interaction entre une représentation spatiale de l’environnement en cellules ou zones, un modèle de dynamique des populations permettant d’estimer la biomasse dans une zone à un instant donné et un modèle d’agents correspondant à des bateaux de pêche.
4. Développement,  tests, répétabilité et validation. Pour l’implémentation de l’approche individus-centrée nous avons choisi de représenter l’espace de manière décentralisée dans laquelle chaque zone peut être vue comme un environnement centralisé. Cette approche à l’avantage de correspondre à des environnements hétérogènes pour lesquels une zone pourrait être une espace bien adapté pour une espèce et pas pour une autre et correspondent donc à des modes d’évolution très différents. De plus dans le cas de la région Corse qui est notre principal domaine d’étude, le découpage de la région en prudhommies conduit à un partitionnement en zones sur lesquelles les bateaux appartements à une prudhommie ne peuvent aller pêcher dans une autre prudhommie. Il est donc possible d’utiliser pour la résolution des méthodes de simulation multiprocesseurs ou parallèle, pour lesquels chaque processeur ou ordinateur pourrait avoir la charge de traiter une zone particulière. La difficulté consiste alors à mettre en œuvre de processus de communication efficaces entre les processeurs afin d’assurer la cohérence temporelle et les échanges d’informations (migration d’individus par exemple) entre les zones. Les tests sur différents jeux de données (réels ou simulés) permettront de tester la cohérence des modèles et des approches théoriques proposées. Reposant sur des approches stochastiques, il sera nécessaire de mettre en place en ensemble de jeu de test afin de s’assurer de la répétabilité et la validation des simulations.