Thèse Incidence de la Pollution Lumineuse Anthropique sur l'Entomofaune H/F - 31

Établissement : Université de Toulouse
École doctorale : GEETS - Génie Electrique Electronique,Télécommunications et Santé : du système au nanosystème
Laboratoire de recherche : LAPLACE - Laboratoire PLAsma et Conversion d'Énergie
Direction de la thèse : Georges ZISSIS ORCID 0000000275825686
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-10T23:59:59

Un système d'éclairage « intelligent et durable » doit être conçu pour créer des environnements émotionnellement stimulants et des atmosphères attrayantes pour la ville. Bien que l'éclairage public nous ait permis d'augmenter la durée et la diversité de nos activités de travail et de loisir qui, autrement, auraient été limitées par l'obscurité nocturne. Il a radicalement modifié l'environnement nocturne pour de nombreuses espèces animales et végétales en perturbant les cycles lumineux naturels quotidiens et saisonniers. Plus particulièrement, on s'inquiète de plus en plus de l'impact que cela peut avoir sur les comportements vitaux des animaux nocturnes, notamment l'alimentation, la migration et la dispersion, l'évitement des prédateurs et la reproduction, avec potentiellement des effets en cascade sur la biodiversité et les biotopes qu'ils peuplent. Les défis majeurs pour la recherche future sont : (1) comment ces divers effets de la lumière artificielle sur les individus s'étendent-ils aux impacts au niveau des populations et des communautés ? (2) comment quantifier et cartographier la pollution lumineuse et ses impacts sur la faune ? Ce projet est la suite d'une première doctorante financée par l'école doctorale GEETS qui était centré sur la photométrie physique et son formalisme mathématique, la construction de pièges lumineux spécifiques et l'établissement d'une collaboration avec un laboratoire de l'Université Ljubljana 2 en Slovénie. Ce projet, s'intéresse directement à l'incidence sur les organismes vivants de signaux lumineux liées à la pollution lumineuse d'origine anthropique. Le premier objectif consiste à paramétrer notre outil numérique basé sur une nouvelle métrique d'attractivité de la lumière parasite dérivée d'une « photométrie adaptée » à la vision des espèces nocturnes. Le second consiste en l'élaboration et la mise en place d'une méthode expérimentale servant à la validation de la métrique. Nous savons aujourd'hui que la pollution lumineuse d'origine anthropique et le halo lumineux associé masquent, entre autres, les cycles d'éclairement lunaire. Elles brouillent ainsi les cycles naturels journaliers et mensuels et à plus large échelle, la perception des changements annuels de photopériode. De plus, le spectre de la lumière artificielle est différent de celui des sources naturelles qui servent de référence aux espèces qui peuplent le biotope. Étant donné que, la perception de la lumière par les animaux est fondamentalement différente de celle des humains (la majorité des insectes sont quadri-chromates) il est impossible de quantifier l'attractivité de la lumière d'origine anthropique en transposant aux animaux nocturnes les métriques basées sur des quantités photométriques établies sur la connaissance du système visuel humain. Nous arrivons ainsi à une situation oxymore qui consiste à utiliser de façon erronée des quantités photométriques pour quantifier la pollution lumineuse sur la faune dont le système visuel est fondamentalement différent de celui des humains. Partant de ces constats, nous avons développé l'embryon d'une méthodologie qui combine les réponses visuelles des insectes avec le formalisme mathématique de la photométrie/radiométrie classiques. Un autre paramètre déterminant qui rend une source plus « visible », et donc plus attractive, est bien entendu similitude de son spectre avec la réponse visuelle de l'insecte et/ou la similitude entre le spectre de la lumière artificielle avec celui de la lumière naturelle perçue normalement par l'animal. Pour affiner et valider notre approche, le/la doctorant€ travaillera sur l'élaboration d'une méthode expérimentale pour la validation des résultats obtenus par le calcul. Finalement, la métrique développée, après validation sur le terrain, servira par la suite à cartographier les impacts sur le biotope.

Un système d'éclairage « intelligent et durable » doit être conçu pour créer des environnements émotionnellement stimulants et des atmosphères attrayantes pour la ville. Bien que l'éclairage public nous ait permis d'augmenter la durée et la diversité de nos activités de travail et de loisir qui, autrement, auraient été limitées par l'obscurité nocturne. Il a radicalement modifié l'environnement nocturne pour de nombreuses espèces animales et végétales en perturbant les cycles lumineux naturels quotidiens et saisonniers. Plus particulièrement, on s'inquiète de plus en plus de l'impact que cela peut avoir sur les comportements vitaux des animaux nocturnes, notamment l'alimentation, la migration et la dispersion, l'évitement des prédateurs et la reproduction, avec potentiellement des effets en cascade sur la biodiversité et les biotopes qu'ils peuplent. Les défis majeurs pour la recherche future sont : (1) comment ces divers effets de la lumière artificielle sur les individus s'étendent-ils aux impacts au niveau des populations et des communautés ? (2) comment quantifier et cartographier la pollution lumineuse et ses impacts sur la faune ?
Étant donné que, la perception de la lumière par les animaux est fondamentalement différente de celle des humains (par exemple la majorité des insectes sont quadri-chromates) il est impossible de quantifier l'attractivité de la lumière d'origine anthropique en transposant aux animaux nocturnes les métriques basées sur des quantités photométriques établies sur la connaissance du système visuel humain. Plusieurs travaux scientifiques sont dédiés depuis des décennies à l'étude des systèmes visuels de différentes espèces d'animaux nocturnes car la façon avec laquelle un animal « voit » son environnement est intimement lié à l'évolution de l'espèce. Malheureusement, les résultats de ces travaux n'ont été que très rarement combinées avec le formalisme photométrique qui a été développé exclusivement pour la vision humaine. Nous arrivons ainsi à une situation oxymore qui consiste à utiliser de façon erronée des quantités photométriques (éclairement en lux, luminances en cd/m2...) pour quantifier la pollution lumineuse sur la faune dont le système visuel est fondamentalement différent de celui des humains.Ce projet, s'intéresse directement à l'incidence sur les organismes vivants de signaux lumineux liées à la pollution lumineuse d'origine anthropique. Le premier objectif spécifique de ce projet consiste à paramétrer notre outil numérique basé sur une nouvelle métrique d'attractivité de la lumière parasite dérivée d'une « photométrie adaptée » à la vision des espèces nocturnes. Le second objectif spécifique consistera en l'élaboration et la mise en place d'une méthode expérimentale servant à la validation de la métrique.

Nous avons développé l'embryon d'une méthodologie qui combine les réponses visuelles des insectes avec le formalisme mathématique de la photométrie/radiométrie classiques. Un autre paramètre déterminant qui rend une source plus « visible », et donc plus attractive, est bien entendu similitude de son spectre avec la réponse visuelle de l'insecte et/ou la similitude entre le spectre de la lumière artificielle avec celui de la lumière naturelle perçue normalement par l'animal. Pour affiner et valider notre approche, le/la doctorant€ travaillera sur l'élaboration d'une méthode expérimentale pour la validation des résultats obtenus par le calcul. Finalement, la métrique développée, après validation sur le terrain, servira par la suite à cartographier les impacts sur le biotope.