Parcours Dynamique des ecosystèmes aquatiques

• Préparation des échantillons : prélèvement, conservation, préparation, extraction, analyse
• Expression des résultats : paramètres étudiés, unités, présentation des résultats, précision et justesse
• Substances chimiques et critères indicateurs de pollution
• Principales caractéristiques physico-chimiques (T, salinité, oxygène dissous, pH, turbidité), méthodes de mesure
• Matière particulaire (MES organique, C, N, P, pigments chlorophylliens), méthodes d’analyse
• Nutriments (nitrite, nitrate, ammonium, phosphate, silicate), méthodes d’analyse
• Application de méthodes analytiques à des échantillons réels

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Les cours permettront de vous familiariser avec les statistiques descriptives, exploratoires (uni- et multi-variées) ainsi que principaux tests paramétriques et d'en maitriser l'application à l'aide du logiciel R. Les principes fondamentaux sous-jacent toute analyse statistique seront également revus afin d'assurer une démarche scientifique intègre. Toutes les notions abordées seront constamment appliquées à l'aide de données biologiques/environnementales réelles en salle informatique (temps limité) ou dans le cadre de travaux personnels (temps long).

Le cours porte sur les notions suivantes :

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L'objectif de cette UE est d’une part de fournir aux étudiants des connaissances sur les principaux polluants, leurs caractéristiques physico-chimiques, leur distribution dans les écosystèmes, leurs effets sur différentes composantes d’un écosystème ainsi que sur la mise en place de normes de protection et d’autre part de les former à choisir des outils appropriés pour évaluer la toxicité des polluants.

Après la présentation des concepts théoriques et pratiques de l’écotoxicologie en cours magistraux, les étudiants seront amenés à restituer de façon critique et synthétique des résultats de travaux de recherche ; un accent sera mis sur le choix d’outils appropriés pour l’évaluation de la toxicité des polluants. Pour cela, ils réaliseront par groupe des revues bibliographiques (5 à 6 articles) qu’ils présenteront en classe et qui seront discutées à la lumière des notions acquises en cours.

 Rubriques du cours:

• Principaux polluants et leurs caractéristiques physico-chimiques
• Réactivité des polluants en milieu aquatique
• Effets des polluants sur les populations (écotoxicité)
• Effets des polluants sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes
• Perturbations globales des écosystèmes
• Méthodes d’étude des effets des polluants : dispositifs expérimentaux, échantillonnage, détermination de la réactivité, tests écotoxicologiques
• Bioindicateurs et Biomarqueurs

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Les zones côtières représentent 75% de la production de l’océan pour 5% seulement de sa surface. Ce sont des espaces de forte biodiversité et d’intense productivité. De nombreuses activités économiques s'y exercent et/ou en dépendent ; nombre de ces espaces produisent divers services écosystémiques.

Ils sont l'objet de pressions anthropiques croissantes [activités des bassins versants ; densités humaines élevées ; conflits d’usages pour l’utilisation de l’espace et des ressources (exploitation des ressources halieutiques et des fonds sous-marins, développement de projets liés aux énergies marines …) ; pollutions, etc.]. Ils sont également exposés à des évènements exceptionnels (vagues de submersion, crues, tempêtes) et au changement global (dont les effets du changement climatique).

Cette unité d’enseignement permet de comprendre la nature des principaux processus physiques, chimiques et biologiques qui interviennent sur la modification de la structure et de la fonctionnalité des écosystèmes côtiers. Complémentaire de l’UE « Ecologie fonctionnelle des milieux aquatiques » qui couvre notamment les apports et l’hydrologie des bassins versants, elle permettra de mieux appréhender la complexité des interactions entre facteurs physique, chimique, biologique et socio-économique, pour répondre aux grands enjeux sociétaux et environnementaux.

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L'objectif de cette UE est d’une part de fournir aux étudiants des connaissances sur les principes de la génétique des populations et leurs applications à la génétique de la conservation et à l’écologie moléculaire et d’autre part de les former à choisir des outils génétiques appropriés pour analyser des données de sources variables afin de répondre à des problématiques de la gestion et de la conservation des populations.

Après la présentation des concepts théoriques et pratiques de la génétique des populations en cours magistraux, les étudiants se verront attribuer des publications de génétique des populations qu’ils présenteront en classe et qui seront discutées à la lumière des notions acquise en cours. Pour la partie pratique, les étudiants travailleront sur un projet qui intégrera les compétences et connaissances acquises tout au long du semestre. Pour cela, ils tenteront de répondre à une problématique de gestion et de conservation en analysant des données réelles avec des logiciels spécifiques. A l’issue de ce travail, ils remettront un compte rendu au format d’un article scientifique

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A great challenge for freshwater ecology in the 21st century is the restoration of degraded ecosystems while preserving those systems that still remain in good condition.

This EFMA course aims to develop students as professional freshwater ecologists.

Students will advance their knowledge of current issues and approaches in freshwater ecology, particularly the concepts that underpin understanding of freshwater ecosystems and the application of research to management. Has a focus on the skills needed by professionals working in freshwater-related areas of research, consultancy and management. This course provides a thorough grounding in the ecology of streams and rivers, but also introduces other freshwater ecosystems such as lakes and wetlands. It covers the most important concepts that underpin our understanding of these ecosystems (with some emphasis on practical applications for solving current problems) whilst focusing especially on understanding how biodiversity affects functioning of ecosystems.

Theoretical part is complemented by practical skills in association with quantitative state-of-the-environment monitoring and team-based project work. Guided lab sessions prior to the trip will develop basic physical and biological (not chemical – seen in Mesures et analyse physico-chimiques) sampling procedures, as well as vertebrate and macroinvertebrate identification (macro- and microphytes are studied at M2 level). Field trip aims at carrying out both biological assessment and hydromorphological assessment of rivers, and serve as support for the assessment in the field trip long report. By combining this practical expertise with detailed knowledge of how freshwater ecosystems work and the main approaches to managing them, students will be well placed for a diverse range of careers connected to freshwater ecosystems and the resources they provide.

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Confrontée aux questions climatiques, environnementales, politiques et économiques, la gestion de l’eau est un souci prioritaire partagé par la communauté internationale et subit de profonds changements. Elle inspire les Etats et les collectivités locales à travers les politiques mises en œuvre et notamment la politique de l'eau. Celle-ci donne lieu à des actes formalisés (directives, lois, circulaires ministérielles, communication gouvernementale, schémas directeurs, contrats, etc.). Une approche intégrée de la gestion des ressources en eau permet de mieux répondre aux enjeux et constitue un pas important vers le développement socioéconomique durable du territoire mais la mise en œuvre d’une telle Gestion Intégrée des Ressources en Eau (GIRE) est indissociable d’une gouvernance moderne, d’un cadre juridique et institutionnel adapté. Un certain nombre de dispositifs (contrats de rivière, territoriaux, SAGE...) se sont développés au cours de la dernière décennie pour coordonner et rationaliser la gestion de l'eau par tous les acteurs concernés à l'échelle d'un bassin versant mais la multiplicité de ces acteurs, de leurs objectifs, de leurs moyens, des caractéristiques de l'eau et de ses usages, complique parfois les interactions.

Cette unité d’enseignement permet de se situer par rapport aux enjeux de la politique de l’eau et de son architecture réglementaire. Faisant appel à des notions pluridisciplinaires (environnementales, institutionnelles, politiques, économiques…), elle doit permettre de maîtriser divers outils applicables dans la vie professionnelle en matière de gestion intégrée de l’eau et des territoires. L’essentiel des enseignements sont dispensés par des intervenants professionnels (EPCI, Agence de l’Eau).

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Le cours peut être associé à un cours de spécialité pour un enseignement en binôme.

• Elaboration d'un diaporama servant de support à une présentation scientifique
• Apprentissage de vocabulaire de spécialité
• Elaboration d’un blog scientifique
• Préparation à une certification en langue de type TOEIC/Cambridge

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Stage de 6 mois.

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Le projet tuteuré est une modalité de travail pédagogique qui consiste en une mise en situation professionnelle de l’étudiant, réalisée en mode projet, au sein d’un groupe d’étudiants, en collaboration avec une entreprise, collectivité, association ou un laboratoire et sous la responsabilité d’un membre de l’équipe pédagogique tuteur (universitaire ou professionnel). Il recouvre les notions de projet, projet collectif, projet collaboratif, travail encadré de recherche, etc.

Mené en équipe de 4 à 7 étudiants entre septembre et janvier (le nombre et la période sont indicatifs, ils peuvent varier d’un projet à un autre), il offre aux étudiants l’opportunité de saisir l’imbrication et d’ancrer activement les différents enseignements/savoir-faire acquis au cours de la formation aux situations professionnelles. C’est à la fois un temps de réflexion, d’approfondissement et de confrontation à une situation opérationnelle associée à la formulation et la gestion d’un projet et, in fine, d’acquisition de nouvelles compétences.

Dans cette unité d’enseignement, des interventions relatives aux outils et méthodes de gestion de projet et à la communication sont proposées afin de les appliquer à votre projet. L’intervenant accompagne le groupe projet dans la structuration et la planification du projet. Sans se substituer au « donneur d’ordre » qu’est l’enseignant tuteur, il guide, réoriente et conseille le groupe d’étudiants.

En inscrivant les étudiants dans les réseaux de professionnels et d’universitaires, cette unité d’enseignement œuvre dans le sens d’une professionnalisation. Elle doit permettre de susciter l’intérêt des étudiants, dans une perspective éventuelle de proposition de stages plus opérationnels (stage de fin d’étude) ou d’embauche ultérieure.

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Les séances en salle sont un mélange de présentation de concepts d’écologie des populations et d’outils de modélisation, et de construction par les étudiants de leurs propres modèles sur les thématiques qui les intéressent.

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La préservation du patrimoine naturel est un impératif majeur des politiques environnementales. Cette introduction à la notion de gestion conservatoire sera abordée dans un cadre international, européen et de conventions et stratégies nationales pour la Biodiversité (marin, terrestre, outre mer).

A travers un exemple concret de gestion dans le cadre de Natura 2000 et de méthodologies adaptées à la caractérisation des habitats, elle doit permettre de répondre à des situations concrètes rencontrées en entreprise ou en collectivités territoriales. 100 % des enseignements sont dispensés par des intervenants professionnels issus de divers secteurs d’activités.

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Because it is generally not possible to monitor an entire ecosystem, or an entire population, sampling is essential. But the theory is complex and many environmental specialists are not trained in it.  As a result, many programs suffer from a lack of definition in the problematic, in the formulation of hypotheses, in the elaboration of an adapted sampling plan (design) with, as an immediate consequence, a questionable quality of the data. Inadequate data processing and the use of incorrectly specified models without understanding the underlying theory contribute to the questionability of the results. A bad method has many cascading side effects that can lead to program failure. It is therefore essential to know, on the one hand, some essential theoretical aspects of sampling and data modeling and, on the other hand, some reproducible and robust methods that practitioners can use. The key is to be at least aware of several critical aspects such as the definition of the variables of interest to be monitored, sample size, bias, precision, and the trade-off between sufficient sample size and reasonable financial cost to funders.

The course is divided into two mainstream parts:

• Building survey designs that will help ensure environmental monitoring programmes deliver data with characteristics sticking to rigorous scientific process, involving survey data be trustworthy and fit-for-purpose. Surveys and monitoring programmes must be designed and implemented in such a way that the resulting data are: (i) « representative » of the population under investigation and (ii) information rich so that uncertainty around inferences is reduced as much as survey budgets will allow. Several packages exist for generating spatially balanced designs (Kermorvant et al., 2019) ; they provide a good platform for generating spatially balanced designs, but they have different foci in terms of algorithms, functionality, scope, computation requirements and user interface. Students will use main packages (spsurvey, SDraw…).
• Assessing species distribution and abundance are important goals of a wide range of fields including wildlife research and management. Imperfect detection of individual animals and plants is a ubiquitous source of bias in these assessments. To correct the resulting errors, ecologists and statisticians have proposed a suite of hierarchical models which separate the state process (e.g. occurrence or abundance) and the observation, or detection, process. These models typically require field protocols where a site is surveyed repeatedly, allowing the estimation of probability of detection. Occupancy modelling (MacKenzie et al., 2002; Tyre et al., 2003) is among the most widely used of these hierarchical approaches and will be developped in-depth. Similar hierarchical modelling approaches will be applied to estimate abundance from repeated counts (Royle, 2004) using N-mixture models. Multiple software tools have been developed to facilitate fitting occupancy and abundance models and estimating covariate effects. Students will use the pioneer program PRESENCE (stand-alone software that can be used to fit various model types using maximum likelihood) but emphasis will be on R programming language which has greatly increased among ecologists and wildlife biologists using the specialized R package unmarked (which also uses maximum likelihood; Fiske & Chandler, 2011).

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Régis par des interactions complexes, les impacts des pressions anthropiques sur les milieux aquatiques (industrie, agriculture intensive, urbanisation etc.) ont profondément transformé certains habitats, fragilisant le continuum fluvial et, au final, altéré le fonctionnement global des écosystèmes dans leurs différentes dimensions : longitudinale, latérale et verticale. Le meilleur reflet de l’état de santé d’un milieu est fourni par les caractéristiques biologiques des communautés qui y vivent. Avec l’adoption de la directive cadre sur l’eau (DCE) en 2000, les bioindicateurs ont été institués comme les véritables « juges de paix » de l’état écologique des masses d’eau : leur développement et leur mise en compatibilité avec le texte de la DCE a induit une mobilisation sans précédent de la communauté scientifique en hydrobiologie.

Cette unité d’enseignement propose un tour d’horizon actualisé des outils de diagnostic DCE compatibles et/ou utilisables dans le cadre de différents types d´expertises hydrobiologiques : diagnostics de qualité de l´eau et des habitats, indices biologiques et mise au point de méthodes (cours d’eau, plans d’eau, zones humides et côtières). Les enseignements sont réalisés par un grand nombre d’intervenants issus de divers secteurs d’activités (Universités, Bureaux d’études, Ifremer, Inrae…). Les outils s’appuyant sur la composition chimique des eaux sont développés dans le cadre d’une autre UE.

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Les cours permettront de vous familiariser avec la visualisation et le traitement des données spatio-temporelles en écologie. Au-delà de certaines approches spécifiques, le cours met l'accent sur des méthodes analytiques générales pouvant également servir hors cadre spatio-temporel. Certaines méthodologies seront également succinctement introduites afin d'élargir votre boite à outils analytique. Toutes les notions abordées seront constamment appliquées à l'aide de données biologiques/environnementales réelles en salle informatique (temps limité) ou dans le cadre de travaux personnels (temps plus long).

Le cours porte sur les notions suivantes :

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Le pauvre état de conservation de la plupart de nos masses d’eau impose de mener des travaux de restauration. Le terme « restauration » est souvent utilisé, mais parfois avec des connotations très diverses, même opposées. La restauration écologique vise à recouvrer la structure et le fonctionnement originaux des écosystèmes aquatiques, ou au moins, d’approcher l’état originel (réhabilitation ou restauration partielle).  Donc, il est essentiel de bien connaitre les fondements de la structure (qualité de l’eau, forme du chenal, espèces, etc.) et du fonctionnement (épuration des eaux, production de poissons, etc.) des milieux aquatiques.

La restauration écologique démarre avec un diagnostic décrivant actuel de l’écosystème, les éléments qui sont modifiés, parmi lesquels certains sont plus importants pour recouvrer les structures et les fonctions perdues. Puis il faut croiser cette information avec impératifs législatifs et socio-économiques pour déterminer la faisabilité de chaque alternative et ainsi choisir le plan d’action. Ce plan d’action doit ensuite être exécuté et son efficacité doit enfin être évaluée.

Cette unité d’enseignement présente les différentes étapes du processus de restauration écologique de milieux aquatiques. Au travers d’exemples concrets concernant la dégradation des rivières, la discontinuité écologique, l’établissement de récifs artificiels et les aménagements côtiers, les étudiants aborderont la complexité scientifique et opérationnelle liée à la restauration écologique. Reflet de l’interaction entre différents partis nécessaires à l’aboutissement des projets de restauration, les intervenants proviennent de structures variées (recherche publique, industriels de l’hydro-électricité, services de l’état…).

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Le cours peut être associé à un cours de spécialité pour un enseignement en binôme.

• Elaboration d'un diaporama servant de support à une présentation scientifique
• Apprentissage de vocabulaire de spécialité
• Elaboration d’un blog scientifique
• Préparation à une certification en langue de type TOEIC/Cambridge

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Les processus écologiques doivent impérativement être appréhendés dans un contexte évolutif si l'on souhaite en comprendre les mécanismes et éventuellement effectuer des prédictions. À partir d'exemples concrets issus de recherches récentes, cette l'UE soulignera les aspects évolutifs à considérer lors de programmes de gestion des écosystèmes et/ou des espèces. Même si le tour d'horizon dressé n'est pas exhaustif, il dressera un vaste portrait des champs disciplinaires impliqués, allant de l'agroécologie à l'écologie fonctionnelle en passant par la bioénergétique et la réintroduction d'espèces.

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La préservation du patrimoine biologique est un impératif majeur des politiques environnementales. La France a mis en place des dispositifs de protection réglementaire permettant d’interdire ou de limiter les activités humaines préjudiciables à la biodiversité remarquable dans les domaines terrestres et marins. Ces statuts de protection sont pour la plupart mis en œuvre par décret ou par arrêté lorsqu’ils relèvent de la responsabilité de l’Etat mais certains dépendent directement de la compétence de collectivités territoriales. Pour se mettre en conformité avec la loi (Grenelle de l'environnement, normes environnementales, directives européennes, loi sur l’eau, etc.), les entreprises et les collectivités territoriales ont besoin et font appel à des spécialistes maîtrisant les outils du droit de l'environnement pouvant ainsi les conseiller sur l'ensemble des questions liées notamment à la protection de l'environnement. Ces spécialistes assurent une veille permanente en suivant les nouvelles lois en vigueur, élaborent ou instruisent les dossiers réglementaires que les entreprises ou structures gestionnaires publiques doivent déposer auprès des administrations concernées. Ils peuvent également impulser une démarche environnementale en sensibilisant l'entreprise au respect de l'environnement.

La préservation du patrimoine naturel sera abordée au travers de l’évolution des textes conventionnels ou réglementaires, de la Convention sur la Diversité Biologique aux Directives européennes (DO, DHFF, DCE, DCSMM notamment) puis aux stratégies élaborées par l’Etat français (SNB, SAP, AMP…). Cette unité d’enseignement permet de comprendre et se situer par rapport à la politique environnementale, son architecture et ses incidences réglementaires. Faisant appel à des notions de droit de l’environnement techniques et à des notions scientifiques, elle doit permettre de maîtriser et d’appliquer les principales connaissances en matière de législation environnementale aux situations concrètes rencontrées en entreprise ou en collectivités territoriales en y apportant des réponses précises. 100 % des enseignements sont dispensés par des intervenants professionnels issus de divers secteurs d’activités (bureaux d’études, Syndicat Mixtes, associations).

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Le projet tuteuré est une modalité de travail pédagogique qui consiste en une mise en situation professionnelle de l’étudiant, réalisée en mode projet, au sein d’un groupe d’étudiants, en collaboration avec une entreprise, collectivité, association ou un laboratoire et sous la responsabilité d’un membre de l’équipe pédagogique tuteur (universitaire ou professionnel). Il recouvre les notions de projet, projet collectif, projet collaboratif, travail encadré de recherche, etc.

Mené en équipe de 4 à 7 étudiants entre septembre et janvier (le nombre et la période sont indicatifs, ils peuvent varier d’un projet à un autre), il offre aux étudiants l’opportunité de saisir l’imbrication et d’ancrer activement les différents enseignements/savoir-faire acquis au cours de la formation aux situations professionnelles. C’est à la fois un temps de réflexion, d’approfondissement et de confrontation à une situation opérationnelle associée à la formulation et la gestion d’un projet et, in fine, d’acquisition de nouvelles compétences.

Dans cette unité d’enseignement, des interventions relatives aux outils et méthodes de gestion de projet et à la communication sont proposées afin de les appliquer à votre projet. L’intervenant accompagne le groupe projet dans la structuration et la planification du projet. Sans se substituer au « donneur d’ordre » qu’est l’enseignant tuteur, il guide, réoriente et conseille le groupe d’étudiants.

En inscrivant les étudiants dans les réseaux de professionnels et d’universitaires, cette unité d’enseignement œuvre dans le sens d’une professionnalisation. Elle doit permettre de susciter l’intérêt des étudiants, dans une perspective éventuelle de proposition de stages plus opérationnels (stage de fin d’étude) ou d’embauche ultérieure.

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Le projet tuteuré est ici réalisé dans le cadre d'un contrat d'apprentissage (Master 2 alors réalisé en alternance). Elle consiste en une immersion professionnelle de l’étudiant, au sein d'une structure d'accueil (entreprise, collectivité, association ou laboratoire) et sous la responsabilité d’un maitre d'apprentissage et avec le suivi des membres de l’équipe pédagogique. Les modalités de cette UE dépendront ainsi des missions qui seront spécifiquement confiées à l'alternant.

Il offre aux étudiants l’opportunité de saisir l’imbrication et d’ancrer activement les différents enseignements/savoir-faire acquis au cours de la formation aux situations professionnelles. C’est à la fois un temps de réflexion, d’approfondissement et de confrontation à une situation opérationnelle associée à la formulation et la gestion d’un projet et, in fine, d’acquisition de nouvelles compétences.

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Stage de 6 mois.

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