Reaction-diffusion Models for Spatial Ecology

Préface

Introduction

I. Modèles d'équations différentielles ordinaires

1. Modèles à une seule population

1.1. Modèle de Malthus

1.2. Modèle logistique

1.3. Modèle avec effet Allee

1.4. Modèles de prélèvement

1.5. Modèles avec effet-mémoire

2. Modèles à plusieurs populations en interaction

2.1. Modèles du type prédateur-proie

2.2. Modèles de compétition du type Lotka-Volterra

2.3. Modèles de métapopulations

2.4. Modèles SIR

II. Dispersion diffusive

1. Obtention de l'équation de la diffusion via des considérations microscopiques

1.1. Marches aléatoires non corrélées

1.2. Modèles d'intégro-différence en milieu hétérogène

2. Obtention de l'équation de la diffusion via des considérations de flux

3. Dimensions supérieures

4. Solution de l'équation de la diffusion

4.1. Solution fondamentale

4.2. Problème à valeur initiale dans R^d

4.3. Problème à valeur initiale dans un domaine borné

III. Dispersion et croissance : modèles de réaction-diffusion

1. Préliminaires mathématiques

2. Modèles du type Fisher-KPP

2.1. Persistance et valeur propre principale

2.2. Problème stationnaire : existence et unicité

2.3. Problème d'évolution : persistance et extinction

3. Modèles avec effet Allee

4. Fronts, ou travelling waves

4.1. Modèle de Fisher-KPP

4.2. Modèle avec effet Allee fort

IV. Persistance, extinction et structure spatiale de l'environnement

1. Persistance et propriétés géométriques du domaine

1.1. Le cas des coefficients constants

1.2. Coefficient r(x) non constant

2. Amplitude des hétérogénéités

3. Distribution spatiale des hétérogénéités et fragmentation

3.1. Réarrangements de Schwarz et de Steiner

3.2. Egalités et inégalités de réarrangement

3.3. Effet des réarrangements sur la fragmentation et la persistance

V. Dynamique spatio-temporelle de fractions génétiques neutres

1. Décomposition de la solution d'un modèle en fractions neutres

2. Dynamique de la diversité pour un terme de réaction du type Fisher-KPP

2.1. Dynamique de la diversité dans un front de colonisation

2.2. Invasion d'un domaine 2D

3. Rôle de l'effet Allee

3.1. Le cas des fronts de colonisation

3.2. Invasion d'un domaine 2D

VI. Problèmes inverses et estimation de paramètres

1. Détermination de coefficients à partir de données exactes

2. Estimation des coefficients d'EDO et EDP à partir d'observations bruitées

2.1. La modélisation et la statistique

2.2. L'estimation bayésienne des inconnues

2.3. Application au modèle logistique

2.4. Application à un modèle de réaction-diffusion

Bibliographie

Notations

Index