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Notre projet a pour objectif l’étude de la production de phytoplancton dans une colonne d’eau en fonction de plusieurs paramètres tels que la concentration de nutriments, l’intensité de la lumière ou encore la mortalité.

Afin de bien aborder le sujet, nous avons tout d’abord effectué un état de l’art et trouvé de pertinentes publications scientifiques comme A model for seasonal phytoplankton blooms, Huppert, Blasius, 2005). Cette analyse nous a permis de savoir comment aborder notre sujet et déterminer les paramètres principaux sur lesquels il fallait se concentrer.

Une fois que le sujet a été bien assimilé, nous avons commencé à travaillé sur le modèle que nous avons ensuite utilisé pour simuler la production de phytoplancton. Nous nous sommes surtout basés sur deux articles. La première nous a aidés dans l’élaboration du système ainsi que dans le choix des valeurs à tester pour la meilleure représentation possible de l’univers marin. (Emergence of steady and oscillatory localized structures in a phytoplankton–nutrient model, Doelman, Zagaris, 2011). La seconde publication (Vertical distribution and composition of phytoplankton under the influence of an upper mixed layer, Ryabov et al., 2010) nous a permis d’aborder la compétition interspécifique et modéliser les équations liées. Nous avons aussi déterminé les éléments mathématiques les plus pertinents à inclure en se basant sur les deux publications. Pour programmer nos équations, nous avons utilisé MATLAB, un logiciel de simulation mathématique, qui permet par exemple de visualiser graphiquement les courbes de production de phytoplancton et les courbes en temps réels de l’intensité lumineuse et des nutriments.

La première étape a consisté à simuler les interactions entre une seule espèce de phytoplancton et son environnement et faire varier les valeurs des paramètres pour cerner les plages de valeurs pour lesquelles une production de phytoplancton était observée. Grâce à ce travail, nous avons introduit la compétition dans nos calculs, c’est-à-dire ajouté une seconde espèce dans la même colonne d’eau. En effet, la compétition peut être un facteur déterminant de mortalité. Par exemple, nous avons démontré que parfois, la cohabitation de deux espèces peut entraîner la destruction d’une d’entre elles. Nos résultats nous ont ainsi permis de cerner les variables qui ont le plus d’impact sur la dynamique du phytoplancton.

L’interprétation de ces résultats fut un travail important, car beaucoup de facteurs entrent en jeu. Il est primordial de savoir précisément à quel phénomène biologique correspond le moindre changement dans les simulations.

Cette étude a eu donc pour but de réaliser des simulations mathématiques pour déterminer les conditions requises d’une production optimale de phytoplancton. L’objectif était également de déceler les éléments pouvant ralentir ou empêcher cette même production.

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