D7 Analyse environnementale et contextuelle

Topique

L'analyse environnementale et contextuelle quantifie les conditions physiques du milieu de vie du mammifère, ainsi que ses interactions avec ce milieu dans le temps et l'espace. Pour ce faire, elle intègre quatre composantes : des technologies de localisation qui suivent la position de l'animal, des techniques de caractérisation des surfaces sur lesquelles il se déplace, des mesures des variables climatiques environnantes et une analyse quantitative de son comportement social. L'ensemble de ces éléments fournit le contexte physique dans lequel s'inscrivent les mouvements et la physiologie de l'animal.

Les technologies de localisation combinent un système de positionnement par satellite avec une centrale inertielle (IMU) composée d'un accéléromètre, d'un gyroscope et d'un magnétomètre, chacun mesurant dans les trois directions spatiales. Ensemble, ces capteurs enregistrent la position géographique et les mouvements de l'animal à haute fréquence. L'intégration de l'accélération mesurée par l'accéléromètre à deux reprises dans le temps permet de calculer le déplacement de l'animal, bien que ce calcul accumule une erreur croissante au fil du temps. Pour corriger cette erreur, un algorithme de fusion de capteurs combine le positionnement par satellite, mis à jour peu fréquemment mais sans accumulation d'erreur, avec les mesures inertielles, mises à jour très fréquemment mais sujettes à l'accumulation d'erreur. Ceci permet d'obtenir la meilleure estimation possible de l'état dynamique de l'animal à un instant donné. Grâce à l'accéléromètre et aux modèles d'étalonnage empiriques, la puissance dynamique générée par l'animal sur le terrain peut également être estimée.

La caractérisation des surfaces sur lesquelles l'animal se déplace comprend trois mesures distinctes : le coefficient de frottement de la surface, obtenu en y faisant glisser un élément de test ; la rigidité du substrat face à la déformation, obtenue en appliquant un élément de test sur la surface ; et la rugosité de la surface, obtenue en traçant son profil à l'aide d'un instrument de précision.

L'analyse quantitative du comportement social mentionnée précédemment représente chaque animal du groupe comme un point au sein d'un réseau, et chaque interaction physique entre deux animaux (contact, poursuite, vocalisation à une distance maximale donnée) comme une connexion entre ces deux points. Cette connexion est ensuite pondérée en fonction de l'intensité ou de la fréquence de l'interaction. Le nombre d'interactions que chaque individu entretient avec ses plus proches voisins suit une distribution caractéristique au sein du groupe, ce qui permet de détecter les individus isolés du réseau social ou présentant un schéma d'interaction anormal par rapport aux autres. La dépense énergétique journalière de l'animal, estimée à partir de la puissance dynamique que permet de calculer l'accélérométrie, est corrélée à sa masse corporelle selon la même relation allométrique que le métabolisme basal : elle n'augmente pas proportionnellement à la masse, mais selon une puissance de la masse légèrement inférieure à un. À ce métabolisme basal s'ajoute l'activité locomotrice, qui multiplie la dépense énergétique par un facteur allant de 1,5 à 8, selon son intensité. Ainsi, l'analyse environnementale et contextuelle qui a introduit cette description explique, par le biais du contexte physique du mouvement, une part substantielle de la dépense énergétique totale de l'animal.

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