Une pêcherie désigne une zone marine dont les ressources halieutiques sont exploitées par un groupe de pêcheurs. La dynamique des pêcheries, à l'image de la dynamique des populations, résulte d'un ensemble de variations qui interviennent au sein d'un écosystème (taux de natalité et de mortalité, flux de migration) et tient compte des différentes contraintes appliquées par une pêcherie. La pêche étant une activité ancienne ancrée dans les traditions, elle occupe actuellement une place importante dans l'économie, il est donc nécessaire d'établir des stratégies de gestion efficaces à plusieurs niveaux, afin d'éviter l'épuisement des stocks de population naturelles marines, et d'assurer leur pérennité pour les années à venir.

La gestion de ces pêcheries implique de prendre en compte le plus de facteurs possibles (engins de pêche, profondeur, quotas, efforts de pêche, nombre de pêcheurs dans chaque flotte), en adéquation avec la complexité de la dynamique des populations exploitées. À cause de cette complexité, la mise en place d'une bonne gestion requiert une bonne connaissance de la ressource et de la pêcherie, pour anticiper les variations de l'écosystème et prédire l'évolution de cette activité.

Importance Société, économie et environnement La pêche (halieutique) a influencé le développement de la société, principalement autour des zones côtières et est à l’origine de coutumes ancestrales. Cette activité est aujourd’hui concernée par des enjeux socio-économiques, politiques et écologiques. En termes d’économie, les pêcheries fournissent de nombreux emplois, puisqu'elles contribuent au commerce local et international, mais également au tourisme de certains pays. D’après le dernier rapport de la Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), l’Asie regroupe 84 % des industriels de la pêche (rapport 2014). D’autre part, avec l’expansion démographique de la population humaine, la demande a fortement augmenté. En plus de 50 ans, le produit des pêches a triplé (de 33,9 millions de tonnes en 1960 à 91,3 millions de tonnes en 2012) et la consommation de poissons par habitant a doublé, passant alors de 10 kg en 1960 à 19 kg en 2012. Au-delà de l’utilisation alimentaire, il existe de nombreux sous-produits de la pêche pouvant être revalorisés en biogaz, maquillage, engrais, gélatine ; ce qui augmente le rendement économique des industries de pêche.

D’un point de vue social, de nombreux facteurs accentuent la difficulté de gérer ce secteur d’activité, comme les traditions, les savoir-faire des pêcheurs, la gastronomie et le patrimoine propre à chaque région. De plus, certaines questions posent des problèmes en termes d’éthique et les politiques appliquées varient d’un pays à l’autre, voire d'une région à l'autre, en adéquation avec la biodiversité du site. Ces enjeux montrent bien l’importance des pêcheries dans le développement des populations humaines. Toutefois, le premier paramètre affeté par les activités de pêche est l’environnement et une exploitation démesurée du milieu risque de faire baisser la rentabilité du secteur. En 2011, 29 % des stocks de poissons marins issus de pêches commerciales étaient surpêchés (rapport FAO, 2014).

Les pêches ont des effets directs sur les populations naturelles en réduisant l’abondance des espèces ciblées, en perturbant leurs cycles de vie et en augmentant la mortalité des espèces non visées qui sont pêchées accidentellement. Les effets indirects ont des conséquences à plus grande échelle, sur l’habitat des espèces et l’équilibre de l’écosystème. À la suite de la prise de conscience des impacts écologiques des pêcheries sur les écosystèmes marins, la gestion intègre des objectifs de maintien de la biodiversité, pour un respect de l’environnement et une activité durable Louis W. Botsford et al, The Management of Fisheries and Marine Ecosystems, Science, Vol. 277, 25 juillet 1997, p.509-515 Food and Agriculture Organization of the United Nations, The state of world fisheries and agriculture 2014: opportunities and challenges.

Réglementation La pêcherie est une activité exploitant les populations naturelles, et chaque pêcherie exploite une ressource halieutique spécifique. Une réglementation est donc nécessaire et doit être appliquée en tenant compte de plusieurs facteurs, notamment en termes de conservation. Des lois permettent de réguler les quotas de pêche selon différents critères tels que la dynamique de la population visée, le cycle de vie des espèces, mais elles visent aussi le comportement des pêcheurs (engins de pêche adaptés, limite de la zone d'exploitation, respect du milieu). Les réglementations et limites imposées sont spécifiques de chaque pays en fonction de leurs besoins, ou de leurs habitudes alimentaires (cas du Japon). Au vu de l'ampleur de cette activité, des traités internationaux ont été signés entre plusieurs états dans le but de s'engager mutuellement dans l'exploitation d'une ressource de pêche. D'autres formes de réglementations existent à différents niveaux comme les normes industrielles, mais toutes ces lois sont mises en place dans l'optique d'assurer la pérennité des pêcheries A. Soliman et al, Fisheries law update, The Fisheries Law Center, Volume II, November 2013, p. 1-16.

Utilisation de l'information scientifique La dynamique des pêcheries étant complexe et variable, il faut des systèmes permettant de prévoir leur évolution dans le temps. La gestion doit être spécifique et conçue en adéquation avec les réglementations et les objectifs de chaque pêcherie. Plusieurs étapes sont nécessaires afin d'avoir une bonne vision de l'ensemble des données et des informations qui sont à prendre en compte. L'aménagement d'une pêcherie nécessite une étude minutieuse.

Plusieurs paramètres doivent être inclus lors de sa conception et les gestionnaires doivent avoir une bonne connaissance de leur pêcherie afin d'assurer la mise en place d'une gestion efficace. Les études scientifiques menées sur les dynamiques des populations exploitées et des pêcheries constituent un support indispensable pour établir de bonnes stratégies de gestion. Elles fournissent des données essentielles qui peuvent être de types biologiques (quantité de poissons, effort de pêche, composition par espèces, zones exploitées), et écologiques (captures d'espèces pêchées accidentellement comme certaines espèces indicatrices, impacts des engins de pêche sur la faune et la flore aquatique, modification des habitats naturels, zones protégées à prendre en compte pour la conservation des espèces). Les scientifiques s'appuient sur ces données, tout en considérant les aspects économiques et sociaux, pour élaborer des modèles de gestion des pêcheries, selon différents paramètres en jeu. La modélisation permet aux gestionnaires de visualiser l'évolution d'une stratégie à long terme. Les modèles mathématiques sont ainsi étudiés pour garantir un maximum de bénéfices pour les pêcheurs, tout en préservant les populations naturelles exploitées.

Modèles mathématiques Dynamique des stocks Il existe de très nombreux modèles mathématiques élaborés selon différents paramètres, et permettent de faire des projections sur l’évolution de la pêcherie et des stocks de populations naturelles. La dynamique de ces populations dépend fortement de facteurs biologiques, comme le taux d'accroissement de la population qui comprend la natalité et la mortalité, ainsi que les mouvements d'individus (immigration et émigration). L'activité humaine constitue également un facteur important qui influence la dynamique des populations. Les contraintes majeures à prendre en compte dans la gestion d'une pêcherie sont donc de types économiques, comme la demande du marché qui évolue avec le prix de vente; ou encore comportementales et conservationnistes. Les variables à intégrer dans les modèles de gestion sont le taux de croissance de la population, l'effort qui correspond au nombre et à la durée de l'exploitation, les coûts liés à l'effort, la capture dans la ressource (capturabilité), ainsi que les prix de vente des captures.

Les modèles peuvent alors être catégorisés en deux parties, ceux purement biologiques qui ne prennent pas en compte les intérêts économiques, et ceux bioéconomiques qui intègrent le rendement et les bénéfices des pêcheurs. 

Modèles biologiques D'après le modèle de dynamique de population de Malthus, la densité de population d’un stock suit l'équation suivante :

(1)

Pour une exploitation durable des ressources, il faut seulement prélever le surplus du stock. Ainsi la population initiale ne sera pas affectée par l'activité et restera à l'équilibre. Sur l'équation (1) cela revient à dire :

(2) soit (3)

En utilisant le modèle de Verhulst :

(4)

D'après (2) et (4) il y a une exploitation durable si et seulement si : 

(5)

L'équilibre est atteint lorsque le recrutement R, est égal à la mortalité par exploitation F. L’exploitation du stock peut être soumise à différentes gestions permettant de contrôler le taux de mortalité. Un quota de capture peut être fixé, indépendant de la densité de population, mais il est également possible de faire varier le taux de mortalité en fonction des paramètres (biologiques ou économiques)  du système. 

Gestion par quotas thumb|Courbe de dynamique du stock à TAC.

Dans ce modèle, le nombre total de captures autorisées est fixe, la mortalité par exploitation sera constante :

et (6)

Il existe deux équilibres où 

L'équilibre E2  est stable tandis que E1 est instable. Cela signifie que l'application d'un TAC (Total autorisé de capture) sur une population à forte densité laisse un stock constant et stable, alors que pour une faible densité de population, le stock risque de s’effondrer et de disparaître. 

Plus le TAC va être faible et plus les deux équilibres seront éloignés : à forte densité de population, l’équilibre reste stable. Cet idéal pose un problème d'un point de vue purement économique. En effet, un faible TAC pour les pêcheurs, limite leur nombre de captures et limite également leurs revenus. Ils ont alors tendance à pêcher plus afin d'arriver à un Rendement d’Exploitation Durable Maximale (, MSY). Dans ce cas les 2 équilibres se retrouvent confondus en un équilibre instable. Le modèle montre ici une limite puisqu’il ne permet pas d’exploiter au maximum les ressources Clark CW, Fisheries bioeconomics: why is it so widely misunderstood ?, The Society of Population Ecology, 24 février 2006, p.95-98..

Gestion par quotas individuels Après l’instauration des TAC, les gestionnaires ont affiné le modèle en créant le Quota Indiduel Transferable ou Individual Transferable Quota (ITQ). Dans ce type de gestion le gouvernement attribue à chaque acteur de la pêcherie un quota de pêche et chaque quota est entièrement divisible. Les quotas étant transférables, un titulaire peut revendre la totalité ou des fractions du quota qui lui est alloué à d'autres acteurs de la pêcherie. Le problème que pose cette méthode est d'aboutir à un risque de monopolisation de la pêcherie par les plus gros acteurs Ragnar Arnason, The Icelandic Individual Transferable Quota System : A Descriptive account, Marine Ressource Economics, Volume 8, 1993, p.201-218..

Gestion par effort constant thumb|Courbe de la dynamique du stock à effort constant

Un autre modèle propose d’appliquer un effort constant sur le stock et de contrôler le nombre de captures en fonction de la densité de population.

D'où :  

(7)

En utilisant cette méthode, il y a seulement un équilibre stable et ce, même si le MSY est atteint.

Le MSY est au maximum de la fonction de recrutement :

soit (8)En remplaçant (8) dans (6) et dans (7), cela donne : (9)

Pour tendre vers un point d’équilibre N*, il faut que le taux de croissance r soit supérieur au produit de la capturabilité et de l’effort de pêche : qEN* > 0 si et seulement si qE < r

Il est possible de calculer la densité de population à l'équilibre, N*, en fonction de l'effort, E :

soit