Accounting for sampling effect in the detection of the structure of ecological interaction network | Prise en compte des effets d'échantillonnage pour la détection de structure des réseaux écologiques

English. In this thesis, we focus on the biases that sampling can cause on the estimation of statistical models and metrics describing ecological interaction networks. First, we propose to combine an observation model that accounts for sampling with a stochastic block model representing the structure of possible interactions. The identifiability of the model is demonstrated and an algorithm is proposed to estimate its parameters. Its relevance and its practical interest are attested on a large dataset of plant-pollinator networks, as we observe structural change on most of the networks. We then examine a large dataset sampled by a citizen science program. Using recent advances in artificial intelligence, we propose a method to reconstruct the ecological network free from sampling effects caused by the varying levels of experience among observers. Finally, we present methods to highlight variables of ecological interest that influence the network's connectivity and show that accounting for sampling effects partially alters the estimation of these effects. Our methods, implemented in either R or Python, are freely accessible.

French. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux biais que peut causer l'échantillonnage sur l'estimation des modèles statistiques et des métriques décrivant les réseaux d'interactions écologiques. D'abord, nous proposons de combiner un modèle d'observation qui traite des efforts d'échantillonnage et un modèle à blocs stochastiques représentant la structure des interactions possibles. L'identifiabilité du modèle est démontrée et un algorithme est proposé pour estimer ses paramètres. La pertinence et l'intérêt pratique de ce modèle sont confirmés par un grand ensemble de données de réseaux plantes-pollinisateurs, où nous observons un changement structurel dans la plupart des réseaux. Ensuite, nous nous penchons sur un jeu de données massif issu d'un programme de sciences participatives. En utilisant de récents progrès en intelligence artificielle, nous proposons un moyen d'obtenir une reconstruction du réseau écologique débarrassé des effets d'échantillonnage dus aux niveaux d'expérience différents des observateurs. Enfin, nous présentons des méthodes pour identifier les variables d'intérêt écologique qui influencent la connectance du réseau et montrons que la prise en compte de l'effet d'échantillonnage modifie en partie l'estimation de ces effets. Nos méthodes, implémentées soit en R soit en Python, sont accessibles librement.