UE OBEM304 : "Systèmes Dynamiques en Ecologie"


Introduction

Généralités sur le cours

Exemples de simulations faites en cours

Diagramme de récurrence et application (Dippner et al., 2002)

Articles étudiés en cours

Sujets d'examens



Exercices sur machine :

Exercices sur PYTHON

Exercices pour l'étude du modèle de croissance logistique à temps discret

   - Simuler le modèle logistique à temps discret pour plusieurs conditions initiales et pour une valeur du taux de croissance r arbitraire entre 0 et 4, représenter graphiquement le résultat (code en Python ici).

   - Tracer le diagramme de bifurcation pour le modèle logistique à temps discret (code en Python ici).

   - Déterminer l'exposant de Lyapounov pour le modèle logistique à temps discret (code en Python ici).

   - A partir d'une série temporelle construite avec le modèle logistique à temps discret pour une valeur de r donnée, déterminer la distance entre le modèle et les données (choisir une ou deux distances et étudier les différences) et la représenter en fonction de r (code en Python ici).

   - Représenter sur un même graphique la fonction f o f  et la droite {y=x} où f est définie par f(x)=rx(1-x). Compléter pour que le code puisse représenter la composée n-ième (code en Python ici).

   - Construire une série temporelle avec l'application "tente" définie par y_{t+1}=f(y_t) où f est définie sur [0,1] par f(y)=2y si y est entre 0 et 0.5 et f(y)=2-2y si y est entre 0.5 et 1. Générer une série de 5000 valeurs et tracer un histogramme permettant de visualiser la distribution de ces valeurs entre 0 et 1 (code en Python ici).


Exercices pour l'analyse de séries temporelles fondée sur l'étude des systèmes dynamiques

   - Construire des codes permettant de simuler les modèles de Rosenzweig Mc Arthur, Lorenz, Rossler et de chaine tritrophique, de tracer des chroniques et des trajectoires dans l'espace des phases et d'enregistrer les valeurs simulées dans un fichier (codes en Python ici :   RMA, Lorenz, Rossler, Tritrophique).

   - Construire un code qui permet de déterminer la fonction d'autocorrelation associée à une série temporelle, qui détermine le délai nécessaire pour que la correlation linéaire soit inférieure à un seuil donné et réordonne les valeurs de la série temporelle pour supprimer la corrélation linéaire entre deux séries successives (code en Python ici)

   - Construire un code qui permet de plonger une série temporelle dans un espace de phase de dimension p (code en Python ici)





Exemples sur MATLAB
   - Travail pratique sur machines (énoncé)

   - Analyse de Fourier et tracé du spectre de Fourier d'une série de données (code)
Le lien donne accès à deux fichiers : le fichier harmonic.m est un code en Matlab qui permet de faire une analyse de Fourier sur une série temporelle, le second fichier quasiperiodic.txt est un exemple de série temporelle quasipériodique pour tester le code harmonic.m.

   - Diagramme de bifurcation de l'application logistique à temps discret (code)

Le lien donne accès à un programme Matlab qui permet de simuler une série d'une longueur choisie, selon la loi logistique à temps discret, pour une condition initiale donnée entre 0 et 1, et pour une valeur du paramètre r entre 0 et 4.

   - Effet de l'enrichissement sur la valeur et la stabilité des équilibres dans le modèle de Ronsensweig - Mc Arthur (codes)
Le lien donne accès à 4 codes Matlab. Le fichier à exécuter est le fichier BifurcKPredPrey.m. Il trace les valeurs asymptotiques de la densité des prédateurs et une mesure de la stabilité de l'équilibre correspondant en fonction de la capacité limite du milieu. Les calculs sont faits en se fondant sur les formules analytiques et au moyen de méthodes numériques pour comparaison.
   - Exposant de Lyapounov (codes)
Le lien donne accès à trois codes Matlab. Le fichier à exécuter est le fichier exelyapounov.m qui permet de calculer le coefficient de Lyapounov d'un système donné dans un fichier model. Dans l'exemple présenté ici, le système est le modèle logistique à temps discret, programmé dans le fichier logistic.m, une fonction qui a pour argument une valeur de la variable d'état x et une valeur du paramètre r et qui donne en sortie l'image de x et la dérivée en x. Le fichier exelyapounov.m s'appuie également sur une fonction qui s'appelle lyapounov.m et qui, pour une condition intiale donnée, calcule la moyenne des  logarithmes des dérivées successives de l'expression du modèle, le long de la trajectoire correspondante.

   - Codes de simulation d'une chaine trophique à trois maillons (codes)

   - Application retour de Poincaré (codes)




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