Durée
15h Th, 15h Pr
Nombre de crédits
| Master en biologie des organismes et écologie, à finalité | 3 crédits | |||
| Master en océanographie, à finalité | 4 crédits |
Enseignant
Coordinateur(s)
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue française
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Les rapports en isotopes stables (= non radioactifs) des éléments biogéniques légers (C, H, N, O, S) et leurs distributions naturelles dans de nombreux compartiments des écosystèmes sont communément utilisés comme traceurs de différents processus, dans des disciplines allant de l'hydrographie à la physiologie. L'objet de ce cours est de présenter et d'illustrer la manière dont ils peuvent être appliqués pour approcher diverses problématiques de recherche dans le domaine de l'écologie et de la biogéochimie marine.
En combinant cours ex cathedra, travaux pratiques et travaux dirigés, ce cours vise à transmettre les notions théoriques nécessaires à la compréhension des méthodes basées sur les isotopes stables (e.g. effets et fractionnements isotopiques), à présenter des exemples et études de cas utilisant les traceurs isotopiques pour décrire la structure et le fonctionnement des écosystèmes marins, mais aussi à préparer les étudiants à mettre en œuvre ces méthodes. Ainsi, à partir d'une question scientifique fixée ensemble, les étudiants auront l'occasion d'établir un protocole d'échantillonnage, de s'initier à la préparation des échantillons ainsi qu'à l'analyse des rapports en isotopes stables dans des matrices biologiques, et, à partir des résultats obtenus, d'utiliser des méthodes d'analyse de données applicables à de nombreuses questions de recherche (modèles de mélange, de niches isotopiques, de position trophique).
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
- Comprendre les facteurs contrôlant la distribution naturelle des isotopes stables dans l'environnement
- Comprendre les principes généraux de fonctionnement des appareils de mesure
- Comprendre comment les rapports isotopiques peuvent être utilisés comme traceurs écologiques et biogéochimiques à travers des études de cas sélectionnées (réseaux trophiques, cycles du carbone et de l'azote, cycle de l'eau)
- Comprendre comment fonctionnent les principales méthodes de traitement de données associées aux isotopes stables, ainsi que leurs conditions d'applicabilité, leurs forces, faiblesses, et limitations.
Savoirs et compétences prérequis
Connaissances élémentaires en chimie et en écologie.
Le cours vise surtout les étudiants utilisant des approches basées sur les isotopes stables dans le cadre de leurs travaux de recherche (master, doctorat), mais les étudiants désireux de s'informer sur l'utilisation de ces traceurs sont également les bienvenus.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
- Cours théoriques : présentations PowerPoint ex cathedra.
- Travaux pratiques : réalisation de mesures isotopiques (carbone, azote et soufre) pour illustrer les applications trophiques de cette approche sur des échantillons organiques collectés par les étudiants.
- Travaux dirigés : traitement des données issues des travaux pratiques pour répondre à une ou plusieurs questions scientifiques
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
Cours donné exclusivement en présentiel
Explications complémentaires:
Afin de maximiser et faciliter les interactions entre étudiants et encadrants, toutes les parties du cours seront organisées en présentiel dans la mesure du possible. Si les circonstances l'exigent (e.g. situation sanitaire), certaines parties pourront être données à distance. Dans ce cas, les enregistrements seront mis à la disposition des étudiants, et des temps dédiés à la discussion seront ménagés.
Partie théorique : 6 séances
Travaux pratiques (TP) : 1 jour d'échantillonnage + 2 jours de préparation des échantillons et d'analyses isotopiques.
Travaux dirigés (TD) : 3 séances de traitement de données + initiation du travail de recherche personnel sur base d'un échange entre étudiants et encadrants.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
Les documents présentés à l'exposé oral ainsi que les scripts R utilisés lors des travaux dirigés seront fournis aux étudiants.
Bien que ce ne soit aucunement nécessaire, les étudiants désireux de complémenter les informations présentées au cours ou de débuter leur apprentissage par eux-mêmes sont renvoyés à l'ouvrage de référence « Stable Isotope Ecology » de Brian Fry (Springer-Verlag NY, 2006, https ://doi.org/10.1007/0-387-33745-8)
Les travaux dirigés se feront via l'environnement de programmation statistique R. Il n'est pas nécessaire de maîtriser le langage de programmation R pour y participer, puisque les bases en seront apprises lors des TF. Toutefois, les étudiants qui le souhaitent peuvent se familiariser avec R grâce à ces tutoriels vidéo : https ://www.youtube.com/playlist?list=PLXXzyqr0tEhPRNDuEQ6wcvMcpAkGRjVqs
Modalités d'évaluation et critères
Autre : Présentation orale
Explications complémentaires:
L'évaluation se fera via la présentation d'un travail de recherche personnel, exposé aux encadrants et à l'ensemble des étudiants du cours. Cette présentation pourra se faire en français ou en anglais, au choix. Elle ne devra en aucune façon être un simple rapport factuel sur les travaux pratiques, mais bien un travail original basé sur les données issues de ces TP et visant à répondre à une question scientifique claire et discutée préalablement avec les encadrants. La durée de cette présentation ne pourra excéder 10 minutes.
Lors de la dernière séance de TD, les étudiants discuteront avec les encadrants d'une question scientifique de leur choix qu'ils souhaitent aborder au moyen de ces données. Pour le travail, ils devront présenter synthétiquement le contexte théorique lié à cette question, expliquer leur démarche concernant le choix de la / des bonne(s) méthode(s) pour y répondre, la (les) appliquer aux données acquises, présenter les résultats obtenus de manière adéquate et les analyser de manière critique.
La qualité de ce travail sera jugée au moyen d'une grille d'évaluation qui sera communiquée aux étudiants lors de dernière séance de travaux dirigés, pour plus de transparence. Les critères composant cette grille comprendront le fond (contexte théorique bien défini, maitrise des concepts utilisés, présence d'une question scientifique claire, choix d'outils appropriés pour y répondre, application adéquate de ces outils) comme la forme (terminologie et clarté de la présentation, respect des consignes de longueur, support de présentation adéquat) du travail.
Stage(s)
Néant.
Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours
Assistance à toutes les parties du cours obligatoire.
Des améliorations sont apportées au cours chaque année en fonction de l'évolution des connaissances concernant le sujet et des retours formels et informels des étudiants.
Contacts
- Gilles Lepoint, Laboratoire d'Ecologie Trophique et Isotopique, 04/366.33.27, g.lepoint@uliege.be
- Loïc Michel, Systématique et Diversité animale, loic.michel@uliege.be