A l’heure de la mondialisation, les êtres humains et les marchandises ne sont pas les seuls à parcourir la planète dans tous les sens ; les plantes, les animaux et les micro-organismes peuvent atteindre (presque) n’importe quel endroit en un rien de temps et coloniser des espaces situés à des milliers de kilomètres de leur lieu d’origine. Pour pouvoir intervenir en temps et lieu voulus afin de lutter contre les invasions biologiques, il faut tout d’abord connaître la vitesse et les modalités de propagation des espèces.

Un modèle ancien mais une approche d’actualité

Les écologues utilisent depuis longtemps un modèle mathématique développé en 1937 par le biologiste Ronald Aylmer Fisher et le mathématicien Andreï Nikolaïevitch Kolmogorov pour prédire la vitesse moyenne de propagation des espèces. Il est basé sur les équations de diffusion-réaction qui sont également utilisées en physique, en chimie ou en cancérologie et décrit la progression des fronts d’invasion en assimilant les mouvements des individus à la diffusion et leur reproduction à la réaction. Pour un milieu donné, seuls deux paramètres simples à déterminer sont nécessaires au calcul : le coefficient de diffusion et le taux de croissance de l’espèce étudiée.

Malgré des atouts évidents, le modèle écologique présentait toutefois deux failles majeures : il n’avait jamais été testé en conditions contrôlées et il était incapable de reproduire la variabilité de la vitesse de propagation qui était visible dans la réalité. Avec leurs équipes, le biologiste Florian Altermatt de l’Eawag et le physicien Andrea Giometto de l’EPFL ont apporté de nouveaux éléments au modèle et vérifié les prédictions obtenues à l’aide d’essais de laboratoire.

Une invasion biologique dans un système en plexiglas