Search

The assessment and management of fish populations is based on the use of management units called fish stocks. The shape of otoliths, calcified structures of the fish's inner ear, can be used to discriminate these stocks. First, this thesis focuses on the study of the spatio-temporal variability of the otolith’s shape for three fish species with different ecological characteristics (size, swimming speed, behaviour in the water column, etc.) and biogeographical environments. The results showed that there is a decreasing structural gradient across stock sizes from large pelagic species to more localised demersal species. This is linked to the fact that some demersal species such as the bogue (Boops boops) are constrained by the presence of geographical barriers and hydrological fronts, which is not the case for the analysed pelagic species (blue whiting, Micromesistius poutassou; swordfish, Xiphias gladius). Secondly, we tested the effects of potential confounding factors (e. g. bilateral directional asymmetry, DA) on the discriminating power of an otolith’s shape. We have shown that there is a DA for bogue, induced by the lateralisation process, which varies in amplitude and direction according to the geographical area. In the bogue, this DA impacts stock identification by otolith shape, which changes according to which otolith is used (i.e. right or left). Otolith shape is useful to discriminate among fish stocks because it reflects the specific environmental conditions that fish have experienced during their lifetime. Finally, in the third part of the thesis, we analyzed, under controlled conditions, the effects of temperature and the diet content of omega-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFAs) on otolith morphogenesis for seabass (Dicentrachus labrax). After emergence, two phases can be distinguished in the ontogenesis of otolith shape with an initial elongation that reflects slower growth of the dorso-ventral axis compared to the antero-posterior axis. This leads to more localized modifications, in particular, in a more complex area between the rostrum and the anti-rostrum, which is clearly linked to the thermal regime. Conversely, the percentage of n-3 PUFAs does not appear to influence otolith morphogenesis. The use of growing degree days (GDD) has shown that the effect of temperature is to accelerate morphogenesis, but also to change its trajectory: at a fixed GDD value, for two given temperatures, the shapes differ. All the results obtained in this thesis validate the use of the otolith shape to discriminate fish stocks, but also emphasize the need to know the precise sources of morphological variability of intra-stock otoliths in order to determine more precisely the limits of fish stocks., L’évaluation et la gestion des populations de poissons se basent sur l'utilisation d’unités de gestion appelées « stocks halieutiques ». Pour discriminer ces stocks, la forme des otolithes, pièces calcifiées de l’oreille interne des poissons, peut être utilisée. Dans ce contexte, cette thèse s'est consacrée premièrement à l’étude de la variabilité spatio-temporelle de la forme des otolithes chez 3 espèces de poissons présentant des caractéristiques écologiques (taille, vitesse de nage, comportement dans la colonne d’eau, etc.) et des environnements biogéographiques différents. Les résultats montrent qu’il existe un gradient structurel décroissant de taille des stocks allant des espèces de grands pélagiques aux espèces démersales. Ceci est lié au fait que certaines espèces démersales comme la bogue (Boops boops) sont contraintes par la présence de barrières géographiques et de fronts hydrologiques ce qui n’est pas le cas chez les espèces pélagiques analysées (merlan bleu, Micromesistius poutassou ; Espadon, Xiphias gladius). Dans un deuxième temps, nous avons testé les effets de facteurs confondants potentiels (e.g. l’asymétrie bilatérale directionnelle, AD) sur le pouvoir discriminant de la forme des otolithes. Ainsi, nous avons montré qu'il existe chez la bogue une AD, induite par un processus de latéralisation et qui varie en amplitude et en direction selon la zone géographique étudiée. Chez la bogue, cette AD impacte les résultats d’identification des stocks par la forme qui changent en fonction de l'otolithe, droit ou gauche, utilisé. Si la forme de l’otolithe est utilisée pour discriminer les stocks halieutiques, c’est parce qu’elle reflète en particulier les conditions environnementales qu’a subi le poisson au cours de sa vie. Ainsi, dans la troisième partie de la thèse, nous avons analysé, en conditions contrôlées, les effets de la température et du taux d'acides gras polyinsaturés omega-3 (n-3 AGPI) contenus dans l’alimentation sur la morphogenèse des otolithes de bars (Dicentrachus labrax). Après la naissance, deux étapes peuvent être distinguées dans l’ontogenèse de la forme de l’otolithe avec en premier lieu un allongement qui traduit une croissance moins rapide de l’axe dorso-ventral par rapport à l’axe antéro-postérieur. Il s'en suit des modifications plus localisées avec en particulier une complexification de la zone comprise entre le rostre et l’anti-rostre a priori essentiellement liée au facteur thermique. A l’inverse, le taux de n-3 AGPI ne semble pas influencer la morphogenèse de l’otolithe. L’utilisation des degrés-jours de croissance (GDD) a permis de montrer que l’effet de la température est bien d’accélérer la morphogenèse, mais aussi de changer sa trajectoire: à valeur de GDD fixe, pour 2 températures données, les formes diffèrent. L’ensemble des résultats acquis lors de cette thèse valident l’utilisation de la forme des otolithes pour discriminer les stocks de poissons, mais souligne également le besoin de connaître précisément les sources de la variabilité morphologique des otolithes intra-stock pour pouvoir déterminer plus précisément les limites des stocks halieutiques.

Information on stock identification and spatial stock structure provide a basis for understanding fish population dynamics and improving fisheries management. In this study otolith shape analysis was used to study the stock structure of blue whiting (Micromesistius poutassou) in the northeast Atlantic using 1693 samples from mature fish collected between 37°N and 75°N and 20°W and 25°E. The results indicated two stocks located north and south of ICES Divisions VIa and VIb (54°5 to 60°5 N, 4° to 11°W). The central area corresponds to the spawning area west of Scotland. Sampling year effects and misclassification in the linear discriminant analysis suggested exchanges between the northern and southern stocks. The results corroborate previous studies indicating a structuring of the blue whiting stock into two stocks, with some degree of mixing in the central overlap area., L’identification et la connaissance de la structuration spatiale de stocks sont essentielles pour étudier la dynamique des populations de poissons et ainsi gérer les pêcheries. Dans cette étude, la forme des otolithes a été employée pour comprendre la structuration des stocks des merlans bleus (Micromesistius poutassou) dans le nord-est de l’Océan Atlantique a` partir de 1693 poissons matures échantillonnés entre 37°N–75°N et 20°O–25°E. Les résultats indiquent la présence de deux stocks situés au nord et au sud, respectivement, des divisions VIa et VIb du CIEM (de 54°5N a` 60°5N, de 4°O a` 11°O). La zone centrale correspond a` la zone de frai a` l’ouest de l’Écosse. Les effets du facteur année d’échantillonnage et la mauvaise classification dans l’analyse linéaire discriminante suggère des échanges entre les composants nordique et méridionale. Ces résultats corroborent des études antérieures indiquant une structuration des merlans bleus en deux stocks avec un certain niveau de mélange dans la zone de chevauchement.

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; La méthode des éléments discrets (DEM pour Discrete Element Modelling) est une approche de modélisation bien établie dans la communauté de la mécanique granulaire en général, et de la géomécanique en particulier. Une des problématiques actuelles consiste à tenir compte de la complexité morphologique des grains composant les géomatériaux réels, qui s'éloignent souvent de la forme sphérique utilisée traditionnellement en DEM. Dans l'objectif de générer des particules de formes complexes et aléatoires, tout en conservant un bon contrôle sur certaines de leurs propriétés morphologiques, une première approche fondée sur la notion de descripteur de Fourier a été proposée dans un cadre bidimensionnel [1]. Dans cette approche, les propriété morphologiques des grains sont introduites par le modélisateur par l'intermédiaire d'un spectre discret, qui décrit les fréquences et les amplitudes des irrégularités faisant dévier chaque grain de la forme circulaire. Une extension de ce travail au cadre tridimensionnel est décrite dans cette communication.

We present in this paper an automatic system for the classification of diatoms based on the extraction of the normal angles of an anticlockwise 8-connected contour. For that, we used a parametric model that consists in characterizing the contour of the diatoms according to a vector of the Fourier descriptors. The correct classification rate is around 97% of the 450 diatom images examined.

National audience; Dans le domaine de la chasse aux mines sous-marines, l'objet détecté peut être caractérisé par son ombre portée sur le fond. L'approche classique est séquentielle : l'image sonar est tout d'abord segmentée afin d'obtenir une image binaire partageant les pixels entre la zone d'ombre et la zone de réverbération de fond, puis des attributs caractéristiques sont extraits de la silhouette 2-D correspondant à l'ombre segmentée lesquels servent à classifier l'objet en fin de traitement. A chacune des étapes sont généralement associés des pré- et/ou post-traitements visant à éviter qu'une erreur intervenant à un instant donné de la chaîne de traitement se répercute jusqu'au résultat final. Afin d'optimiser la procédure de classification en se concentrant sur l'objectif ultime de la chaîne de traitement, nous avons mis en œuvre un processus dynamique pour caractériser le contour de l'ombre à partir de l'image sonar brute en offrant en outre la possibilité de classifier l'objet détecté. Cette approche innovante fait appel aux notions de modèles déformables, modèles statistiques et algorithmes génétiques.

Colloque avec actes et comité de lecture. internationale.; International audience; Nous proposons dans cet article un système de reconnaissance de mots manuscrit arabes basé sur les modèles perceptifs d'activation interactive et de vérification, définis par des psychologues. Le système proposé est basé sur un Réseau de Neurones faisant partie des systèmes Transparent (RNT). Il procède par une vision globale des caractéristiques structurelles apparentes durant la première phase de propagation et une vision locale par des Descripteurs de Fourier normalisés en phase de rétro-propagation (DF). L'avantage du système appelé RNT-DF, est qu'il ne nécessite pas d'étape d'apprentissage. Il se réfère à des descriptions standard de l'écriture imprimée aussi bien au niveau global (mot) qu'au niveau de la normalisation locale (lettres). Une évaluation expérimentale des deux visions est effectuée sur une base de données des montants littéraux de chèques et de noms de villes tunisiennes.