L’augmentation des activités anthropiques complexifie la conservation des grands mammifères et de leur environnement dans les aires protégées. Ce constat est particulièrement vrai lorsque l’on s’intéresse à la gestion des herbivores de grande taille dans de petites réserves. En effet, comme les réserves permettent généralement de diminuer les conflits humains-animaux, la population de ces derniers augmente, ce qui peut entraîner des conséquences néfastes sur la qualité de leur habitat, conséquences amplifiées dans les aires confinées et de petite superficie. La sélection d’habitat par un animal est une réponse comportementale complexe à plusieurs variables environnementales et qui peut différer entre les sexes et selon la densité de la population. Peu d’études ont toutefois démontré que les mâles et les femelles diffèrent dans leur patron de sélection d’habitat dépendante de la densité. Mon projet démontre que la réaction de l’éléphant africain (Loxondonta africana) aux variables anthropiques de l’habitat varie avec la taille de la population et que ces ajustements densité-dépendant diffèrent entre les sexes et les saisons. L’analyse de sélection d’habitat a été réalisée sur 11 années en équipant de colliers GPS des éléphants de la réserve faunique d’Ithala en Afrique du Sud. Mes analyses ont révélé que les éléphants d’Ithala sélectionnaient les endroits près de l’eau et évitaient les secteurs avec une pente abrupte. Ils évitaient également les secteurs dominés par la végétation herbacée alors qu’ils sélectionnaient les endroits présentant une plus grande proportion d’espèces ligneuses. Mon étude a démontré que, sans discriminer entre les sexes ni considérer l’effet de la densité conspécifique, nous aurions conclue simplement que les éléphants sélectionnaient les variables anthropiques de l’habitat. Nos modèles complexes permettent cependant de démontrer que les mâles sélectionnaient davantage les infrastructures humaines, les endroits à proximité des routes et les zones limitrophes de la réserve comparativement aux femelles. Ces dernières évitaient d’ailleurs les infrastructures en tout temps et les endroits à proximité des clôtures en saison humide. De plus, avec une augmentation de la densité d’éléphants, les mâles augmentaient davantage que les femelles leur sélection de ces trois variables anthropiques. Mon étude démontre que les femelles et les mâles éléphants n’utilisent pas l’habitat de manière identique et qui plus est, ne réagissent pas de la même façon à une augmentation de population. Considérer l’effet du sexe et de la densité sur la sélection d’habitat permettrait de réduire le risque de conclusions erronées sur les interactions entre un iii animal et son environnement et donc potentiellement d’établir des décisions de gestion plus efficaces et ciblées, par exemple la relocalisation de certains mâles dont leur sélection d’habitat augmente les risques de conflits avec les humains. / The increase in anthropogenic activities has negative effects on the conservation of large mammals and their environment in protected areas, and the management of large herbivores in small reserves is particularly challenging. Indeed, the reduction of humananimal conflicts in reserves often generally results in the increase of large herbivore populations, with significant impacts on habitat quality and those impacts are generally exacerbated in small and confined reserves. Habitat selection is recognized as a complex process involving a response to multiple environmental features that can vary between sexes and with population density. Yet there is still limited empirical evidence of males and females displaying different patterns of density-dependent habitat selection. My project demonstrates that the spatial response of the African elephant (Loxodonta africana) to human-related habitat features varied with population size, and that density-dependent adjustments differed between sexes and seasons. Habitat selection analysis was based on an 11-year monitoring of GPS-collared elephants in Ithala Game reserve, South Africa. Globally, Ithala elephants selected areas with abundant woody vegetation and close to water and tended to avoid areas with steep slopes. Our analyses also revealed that, without discriminating between sexes and accounting for conspecific density, the conclusion would have been simply that elephants typically select human-related habitat features. We show, however, that males had a stronger selection for both infrastructures and areas close to roads and fences compared to females which avoided infrastructures all year long and areas close to fences in the wet season. With an increase in population density, males also increased more strongly than females their selection of these three human-related habitat features. My study demonstrates that females and males differ in their habitat selection, a trend that could be exacerbate by an increase in population density. Therefore, considering variations in habitat selection between sexes and with conspecific density can help prevent faulty conclusions on the interaction between an animal and its environment, and help develop more effective management tools, for example relocation of certain males whose habitat selection might increase human-wildlife conflicts.

Le phénomène grandissant de morcèlement des forêts boréales matures est une source de préoccupation importante pour l'industrie forestière du Québec en raison de l'augmentation des coûts d'approvisionnement qu'il induit. Effectivement, les déplacements de machinerie plus fréquents ainsi que l'augmentation du nombre de chemins à aménager impactent la rentabilité des opérations forestières en forêt morcelée. L'évolution de ce contexte impose la recherche de solutions, incluant l'adaptation des systèmes de récolte utilisés, qui n'ont que très peu été étudiées à ce jour. Le principal objectif de cette maîtrise est d'identifier des systèmes adaptés à la récolte de forêts morcelées, permettant d'amoindrir l'impact financier du morcellement sur l'approvisionnement. Toutes les alternatives possibles se doivent d'être considérées dans la réflexion menant à l'implantation de solutions en forêt. Une approche de sélection employant des analyses successives fut préconisée, de manière à sélectionner itérativement un sous-ensemble de solutions potentielles. Dans un premier temps, une revue exhaustive des systèmes de récolte permit d'en décrire plus de 1 000 différents. De ce nombre, vingt-huit furent retenus pour leur potentiel d'application en forêt morcelée. Ceux-ci furent comparés à l'aide d'un modèle d'évaluation multicritère impliquant des experts. Sept systèmes se démarquèrent des autres, mettant en évidence l'intérêt de considérer l'implantation de systèmes actuellement inexistants au Québec. Une simulation déterministe fut réalisée afin d'estimer les coûts des solutions potentielles et ainsi affiner l'identification de la meilleure alternative. Les résultats démontrent le potentiel du système de bois tronçonnés utilisant des camions auto-chargeurs à grue détachable en contexte de forêt morcelée. L'utilisation du porteur pour charger les camions est également une alternative intéressante, notamment pour la simplicité de son adaptation par rapport au système de bois tronçonnés classique. Il serait à présent intéressant de tester ces systèmes dans un contexte opérationnel contrôlé avant d'en proposer un déploiement à plus grande échelle. / Fragmentation in mature boreal forests is a growing concern for the forest industry of Quebec, due to the increase of wood procurement costs. The more frequent machine relocations and the increasing number of roads to build and maintain compromise the profitability of fragmented operations. This changing reality needs to be addressed, starting with re-evaluating the current operational systems used in fragmented forests, which have received little attention so far. The objective of this master's degree is to identify the most cost-effective harvest systems in fragmented forests. Doing so requires a methodology compatible with the evaluation of a very wide range of potential solutions that can be implemented in these forests. The elaborated approach is based on subsequent analysis gradually reducing the number of alternatives and precising the identification of the best subset. First, an in-depth review of harvest systems resulted in the description of over 1,000 distinct alternatives. Only twenty-eight were considered as conceivable alternatives in the studied context. A multi-criteria evaluation approach involving experts from the forest industry revealed the superiority of seven potential solutions. Lastly, a deterministic simulation model was developed to estimate the harvest costs associated with each system in case studies and narrow down the selection of the best alternative. The results demonstrate the potential of the cross-cut timber system using self-loading trucks with detachable cranes in a fragmented forest context. Of the seven systems, the cut-to-length systems using either removable crane self-loader trucks or forwarders to load trucks presented lower costs in fragmented forest stands. It would now be interesting to test these systems in a controlled operational context before considering large-scale implementation.

La migration représente un déplacement saisonnier récurrent entre un site de reproduction et un site d'hivernage géographiquement distants. Les migrateurs profitent ainsi d'un environnement saisonnier où les conditions sont favorables à la reproduction avec des ressources abondantes et une réduction de la compétition et de la prédation. En contrepartie, migrer implique des contraintes phénologiques, en plus d'exposer les individus à une plus grande diversité d'environnements lors des déplacements. Il est toutefois difficile d'établir des liens entre les conditions rencontrées durant la période nonreproductrice et leurs répercussions sur la reproduction chez les migrateurs. L'objectif général de cette thèse est de mieux comprendre les principales étapes du cycle annuel et leurs interrelations chez le labbe à longue queue, un oiseau marin migrateur de longue distance exploitant la toundra arctique en été et les mers australes en hiver. Cette thèse se décompose en trois objectifs spécifiques : (1) examiner les mouvements annuels de cet abondant prédateur de la toundra arctique en décrivant sa migration transéquatoriale, sa phénologie et ses stratégies migratoires saisonnières; (2) évaluer les relations entre les périodes non-reproductrice et reproductrice via de possibles effets reportés réciproques, ainsi que les impacts directs de la disponibilité de sa principale source de nourriture estivale, les lemmings, sur sa reproduction; (3) étudier les mécanismes permettant la coexistence du labbe au sein d'une guilde de prédateurs aviaires partageant deux espèces de lemmings dont les populations fluctuent annuellement. De 2004 à 2019, la reproduction du labbe a été suivie sur l'Île Bylot (Nunavut) dans le Haut-Arctique canadien pour en estimer la phénologie et le succès. Parallèlement, les nids des principaux prédateurs aviaires présents dans la zone d'étude (harfang des neiges, goéland bourgmestre, buse pattue, labbe à longue queue) ont été géoréférencés et des pelotes de régurgitations récupérées afin d'identifier les proies consommées. De 2014 à 2019, 70 géolocalisateurs ont été déployés sur des labbes pour suivre leurs déplacements pendant une année entière. Les géolocalisateurs ont révélé que les labbes parcourent annuellement >32 000 km. Durant la période non-reproductrice, ils hivernent majoritairement dans la région d'upwelling du Benguela de l'Atlantique Sud et ils effectuent une halte migratoire printanière et automnale au large des Grands Bancs de Terre-Neuve, des régions océaniques hautement productives. Contrairement à la majorité des oiseaux, la migration d'automne est plus rapide que celle du printemps. Cette stratégie s'explique probablement par des contraintes écologiques au printemps ralentissant la progression vers l'Arctique, comme la présence de la banquise et la toundra enneigée, et des contraintes endogènes à l'automne incitant les individus à arriver rapidement au site d'hivernage pour amorcer la mue. Nous avons trouvé peu d'effets reportés de la période d'hivernage et de la migration printanière sur la reproduction. Toutefois, une réduction du temps en vol en hiver augmente la propension à nicher, alors qu'une arrivée trop hâtive au printemps la diminue. En revanche, une forte abondance de lemmings en été augmente la propension à nicher et le succès reproducteur, alors que pondre tardivement diminue celui-ci. Globalement, les conditions locales influencent fortement la reproduction, alors que les effets reportés ont un effet plutôt faible. Durant l'été, deux mécanismes permettent la coexistence de la guilde de prédateurs aviaires à laquelle le labbe appartient. D'abord, une ségrégation spatiale de l'habitat basée sur les préférences spécifiques réduit le chevauchement des territoires de nidification entre espèces. Ensuite, une ségrégation alimentaire dans les espèces et la taille des lemmings en fonction de la taille des prédateurs qui les consomment réduit le chevauchement des niches alimentaires. En l'absence du prédateur dominant, le harfang, un relâchement de la pression de compétition s'opère néanmoins sur le labbe, le plus petit prédateur, qui déplace sa niche alimentaire en consommant des proies plus grosses. Ces résultats suggèrent que les conditions variables et imprévisibles de l'Arctique comme les couvertures de neige et de glace, ainsi que l'abondance de lemmings influencent fortement le cycle annuel du labbe à longue queue et affectent davantage le succès reproducteur que la variabilité émanant de la période non-reproductrice. Cette thèse améliore notre compréhension des stratégies migratoires aviaires et du rôle de la compétition interspécifique dans un environnement caractérisé par une ressource pulsée, les lemmings. / Migration represents a recurring seasonal movement between geographically distant breeding and wintering sites. Migrants thus benefit from a seasonal environment where conditions are favourable to reproduce with abundant resources, and low competition and predation. However, migrating involves phenological constraints, and exposes individuals to a greater diversity of environments. Nevertheless, it is difficult to establish links between conditions encountered during the non-breeding period and their impact on reproduction in migrants. The overall objective of this thesis is to better understand the main stages of the annual cycle and their interrelationships in the long-tailed jaeger, a long-distance migratory seabird exploiting the Arctic tundra in summer and the southern seas in winter. This thesis consists of three specific objectives: (1) examine the annual movements of this abundant Arctic tundra predator by describing its transequatorial migration, phenology and seasonal migratory strategies; (2) assess the relationships between non-breeding and breeding periods through potential reciprocal carry-over effects, as well as the direct impacts of the availability of its main food resource in summer, lemmings, on its reproduction; (3) investigate the mechanisms allowing coexistence of the jaeger within a guild of avian predators sharing two species of lemmings whose populations fluctuate annually. From 2004 to 2019, reproduction of jaegers was monitored on Bylot Island, Nunavut, in the Canadian High Arctic to estimate its phenology and success. Also, nests of the main avian predators present in the study area (snowy owl, glaucous gull, rough-legged hawk, long-tailed jaeger) were georeferenced and regurgitation pellets collected to identify the prey consumed. From 2014 to 2019, 70 geolocators were deployed on jaegers to track their movements throughout an entire year. Geolocators showed that jaegers travel >32 000 km annually. During the non-breeding period, they winter mostly in the Benguela upwelling region of the South Atlantic and they make a stopover off the Grand Banks of Newfoundland in spring and in fall, both highly productive oceanic regions. Unlike most birds, fall migration is faster than spring migration. This strategy is likely due to ecological constraints during the spring that slow progression towards the Arctic, such as the presence of sea-ice and the snow cover in the tundra, and endogenous constraints in the fall, prompting individuals to quickly arrive at the wintering site to start molting. We found few carry-over effects of the wintering period and spring migration on reproduction. However, reducing time spent flying during the winter increases breeding propensity, while arriving too early in spring has the opposite effect. Conversely, high lemming abundance during the summer increases breeding propensity and breeding success, while laying late decreases the latter. Overall, reproduction is strongly influenced by local conditions and weakly influenced by carry-over effects. During the summer, two mechanisms allow the coexistence of the guild of avian predators to which jaegers belongs. First, spatial segregation of habitat based on species-specific preferences reduces overlap of nesting territories between species. Second, food segregation based on lemming species and size according to the size of predators that consume them reduces the overlap of food niches. The absence of the dominant predator, the snowy owl, nonetheless triggers a competitive release on the smallest one, the jaeger, which shifts its food niche by consuming larger prey. These results suggest that variable and unpredictable conditions in the Arctic as snow and ice covers, and lemming abundance strongly influence the annual cycle of the long-tailed jaeger and influence reproductive performance more than the variability encountered during the non-breeding period. This thesis improves our understanding of bird migratory strategies and the role of interspecific competition in an environment characterized by a pulsed resource, lemmings.

La mise en place d’un aménagement forestier écosystémique passe par une meilleure connaissance des régimes de perturbations naturelles. En forêt boréale canadienne, le feu est la perturbation naturelle la plus été étudiée. Cependant, dans les régions où le cycle de feu est long, d’autres perturbations, comme le chablis, sont importantes. La description du régime de chablis dans la forêt boréale de l’est du Québec a été effectuée en tenant compte de ses caractéristiques intrinsèques, temporelles et spatiales, ainsi que ses conséquences sur l’écosystème forestier. D’abord, les caractéristiques de station et géoclimatiques influençant la susceptibilité d’un peuplement au chablis à l’échelle du paysage ont été étudiées. La base de données SIFORT a été utilisée, permettant une profondeur temporelle d’environ 30 ans. Deuxièmement, les caractéristiques spatiales du chablis et des coupes ont été analysées à l’échelle du paysage et de la perturbation, dans trois zones de la pessière de 5000 ha. Finalement, à l’échelle du peuplement, les principaux attributs clés présents en pessière suite au chablis ont été recensés et comparés à ceux retrouvés après coupe de récupération. Ces trois approches complémentaires ont permis de dresser un portrait du chablis en forêt boréale irrégulière. Les variables ayant le meilleur pouvoir prédictif de la susceptibilité au chablis sont le topex, l’épaisseur du dépôt et la pente. Les chablis sont surtout partiels et couvrent 0.23% du territoire annuellement. Les chablis partiels présentent une variété de tailles plus importante que les chablis totaux, qui eux, sont plus petits. Les chablis partiels possèdent, en moyenne, plus de 60% de leur superficie couverte par des arbres vivants. Les coupes de récupération modifient les attributs post-chablis. La quantité de bois mort est réduite et les stades de dégradation ne sont pas tous représentés. Les lits de germination et la présence de bryophytes sont aussi affectés par les opérations de récolte. Dans un contexte d’aménagement écosystémique, ces résultats démontrent l’importance de la mise en place de traitements sylvicoles inéquiennes afin de mieux reproduire les caractéristiques après chablis. De plus, il en découle des recommandations de saines pratiques d’aménagement pour que les coupes de récupération assurent le maintien d’attributs clés. / The implementation of ecosystem management involves a better understanding of natural disturbance regimes. In the boreal forest of Canada, fire is the most studied natural disturbance. However, in areas where the fire cycle is long, other natural disturbances, such as windthrow, are important. Thus, the description of windthrow regime of the eastern boreal forest of Quebec was performed considering its intrinsic, temporal and spatial characteristics, and also its consequences on the forest ecosystem. Firstly, site and stand characteristics affecting windthrow susceptibility were studied. The SIFORT database was used, allowing a 30 year temporal coverage. Secondly, windthrows and cutblocks spatial characteristics were analysed at landscape and polygons (or disturbance) levels, in three areas of 5 000 ha. Finally, at the stand level, the main key attributes or biological legacies in the black-spruce forest after windthrow episodes were measured and compared to salvaged windthrows. These three complementary approaches provided a global picture of the windthrow regime in the irregular boreal forest. Results showed that the variables having the best predictive capacity of a stand susceptibility to windthrow are topex, surface deposit thickness and slope. Windthrows, mainly partial, annually affects 0.23% of the study area with a return interval of approximately 450 years at a given location. At the landscape level, partial windthrows have a higher variability in their size than total windthrows, which are smaller. Partial windthrow polygons have a mean of 60% of their area in residual living trees, and total windthrow polygons have 15% of their cover in residual trees. Salvage logging changes many post-windthrow key stand structure, microsite and vegetation attributes. Salvage logging causes a reduction in the quantity of downed coarse woody debris and snags and all the decay classes are not present in salvaged windthrows. Furthermore, forest floor heterogeneity and bryophytes cover are affected by salvage logging operations. These results highlight the importance of uneven-age silvicultural treatments in the irregular boreal forest. Furthermore, salvage logging operations should be designed to ensure the maintenance of key attribute.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019 / Dans l’Arctique canadien, la pression des changements climatiques s’accroît, alors que le développement anthropique et les impacts qui en découlent sont de plus en plus importants. Toutefois, nos connaissances sur l’assemblage des poissons demeurent limitées. En assurant le transfert d’énergie entre le zooplancton et les prédateurs supérieurs arctiques, certaines espèces de poissons jouent un rôle clé dans l’équilibre de cet écosystème marin. L’objectif principal de cette thèse doctorale est de documenter les variations spatio-temporelles du recrutement de la morue arctique Boreogadus saida dans l’Arctique canadien ainsi que les facteurs environnementaux et biologiques influençant celles-ci. Basé sur des valeurs d’abondance et biomasse de poissons estimées à partir de données acoustiques validées par des filets et chaluts entre 2005 et 2017, j’étudie: (1) les impacts d’une débâcle des glaces plus hâtive et de températures de surface de la mer plus chaudes sur la survie et le recrutement des jeunes stades de morue arctique dans différentes régions de l’Arctique canadien; (2) le rôle de la productivité de l’écosystème dans le recrutement de la morue arctique et les différences de productivité à travers trois provinces océanographiques de l’Arctique canadien; et (3) la codistribution de la morue arctique et de ses prédateurs aviaires à travers la zone marginale de glace de la mer de Baffin. Une débâcle des glaces hâtive dans l’Arctique canadien entraine des températures printanières et estivales plus chaudes, une floraison hâtive de phytoplancton ainsi qu’une productivité de l’écosystème supérieure durant l’été. Une débâcle hâtive augmente également la biomasse de juvéniles de morue arctique à la fin de l’été en permettant la survie des larves écloses durant l’hiver et le printemps. À la lumière des résultats, il apparait que deux facteurs permettent aux jeunes morues arctiques de l’année de bénéficier d’une fonte des glaces hâtive, du moins jusqu’à présent; soit des températures plus chaudes et, surtout, une ressource alimentaire plus abondante. Durant la période d’étude, la productivité de l’écosystème était similaire dans le sud de la mer de Beaufort et dans le complexe polynique Eaux du Nord/détroit de Lancaster, toutefois la biomasse de juvéniles de morues arctique était supérieure dans la mer de Beaufort. Une prédation aviaire intense pourrait expliquer la biomasse de juvéniles de morue arctique plus faible dans le complexe polynique, confirmant sa réputation comme point chaud biologique pour le transfert d’énergie vers les niveaux trophiques supérieurs. Néanmoins, aucune association spatiale claire n’a été trouvée entre la distribution de la morue arctique et celle de ses prédateurs aviaires à travers la zone marginale de glace de la mer de Baffin, ce qui pourrait être expliqué par une absence de formation de bancs de poissons chez la morue et une stratégie efficace de celle-ci pour éviter la prédation en se cachant sous la glace. Les résultats de cette thèse mettent en évidence la sensibilité de la morue arctique face à son environnement en changement et sa capacité à l’exploiter au maximum à court terme. / In the Canadian Arctic, climate change pressure is increasing, while anthropogenic activities and the resulting human impacts on the ecosystem are intensifying. However, fish communities remain poorly documented despite their pivotal role in the ecosystem equilibrium in transferring the energy from zooplankton to top arctic predators. The main objective of this PhD thesis is to document spatial and temporal variations in polar cod Boreogadus saida recruitment in the Canadian Arctic, and the environmental and biological factors influencing these variations. Based on fish abundance and biomass estimated with hydroacoustic data validated by nets and trawls from 2005 to 2017, I investigate: (1) the impacts of an earlier ice breakup and warmer sea surface temperatures (SST) on the survival and recruitment of age-0 polar cod in different regions of the Canadian Arctic; (2) the role of ecosystem productivity in age-0 polar cod recruitment and differences in productivity across three oceanographic provinces of the Canadian Arctic; and (3) the co-distribution of polar cod and its seabird predators across the marginal ice zone in Baffin Bay. Earlier ice breakup in the Canadian Arctic resulted in warmer SST in spring-summer, earlier phytoplankton bloom and higher ecosystem productivity in summer. Early ice breakup also increased juvenile polar cod biomass at the end of summer by allowing the survival of larvae hatched in winter and spring. In light of these results, it seems that both warm temperatures and, mostly, abundant food resource allow age-0 individuals to benefit from an earlier ice breakup, at least for the time being. During the period of the study, ecosystem productivity was similar in the southern Beaufort Sea and the North Water/Lancaster Sound polynya complex, but juvenile polar cod biomass was higher in the Beaufort Sea. Intense avian predation could explain the lower biomass of juvenile cod in the polynya complex, confirming its reputation as a biological hotspot for the transfer of energy to higher trophic levels. Nevertheless, no strong spatial match was found between the distribution of polar cod and that of its avian predators across the marginal ice zone in Baffin Bay, which could be explained by a lack of schooling behavior in polar cod and a successful strategy to avoid predation by hiding under the ice. The results of this thesis highlight the sensitivity of polar cod to its changing environment and its ability to exploit it to the fullest in the short term.

L'univers est une maison vivante, un organisme, un gigantesque ensemble hiérarchisé en une multitude de sous-ensembles inter-reliés, inter-dépendants, pouvant se créer, se développer, se maintenir par la recherche obligée d'un équilibre dynamique, le plus perfectible possible, dans la mesure où chaque ensemble peut réussir à s'enrichir d'éléments avec leurs qualités, selon échanges continus, obligatoires, réciproques, spécifiques, cycliques, dans le milieu qu'est l'écosystème qu'étudie l'écologie, science de la réalité. L'écosystémique est la manière “d'exister” de la réalité qui compose les écosystèmes physiques, géographiques, biologiques, psychiques. Les systèmes psychiques perçoivent la réalité par les sens dans l'unité sensible du corps. Four l'homme, cette perception est la fonction de vérité par laquelle l'esprit peut arriver à décoder au mieux la notion de l'exacte réalité pour s'y adapter et “réaliser l'humain” dans les finalités propres à sa nature et selon les libertés naturelles qu'elles lui confèrent. La totalité de cette connaissance est la cosmosystémologie.

Titre de l'écran-titre (visionné le 30 janvier 2023) / Les recherches et les expérimentations menées au cours de ma maîtrise visaient à comprendre et à préciser le rôle de ma pratique artistique dans mon exploration des diverses composantes du réel. En m'appuyant notamment sur des théories écoféministes et néomatérialistes, j'ai tenté de mettre en lumière le caractère à la fois consistant et indéterminé de ces composantes, leurs pouvoirs d'action respectifs, ainsi que la complexité de leurs interrelations, qui nous sont souvent invisibles. Ce mémoire expose entre autres comment, par une démarche pragmatique, je cherche constamment à rattacher mes fabulations à la réalité des choses concrètes. J'y parle de mon intérêt pour l'écologie, qui teinte ma perception du monde et influence l'ensemble de mon processus de création. Il y est question de la voie de l'« entre », celle qui relie les pôles d'un monde que l'on a clivé et hiérarchisé, et qui est aussi celle que je privilégie pour créer. J'explique également comment l'art peut se révéler être une forme de magie, qui m'octroie un certain pouvoir d'action face à notre monde en péril. Enfin, j'examine comment mon langage plastique résulte d'une rencontre entre mon pouvoir personnel et l'agentivité des diverses choses impliquées dans mon processus de création.

Les lacs de thermokarst (lacs et étangs peu profonds causés par le dégel du pergélisol) ont été identifiés comme des écosystèmes d'eau douce d’une importance capitale étant donné leur grande abondance dans le Nord circumpolaire et leur production intense des gaz à effet de serre. L'objectif de cette étude de doctorat était de caractériser le plancton autotrophe de ce type du lac, en mettant l'accent sur deux groupes écologiques de cyanobactéries (les espèces responsables des floraisons et les espèces picoplanctoniques), et d’évaluer leur sensibilité potentielle aux changements climatiques. Des lacs de thermokarst ont été échantillonnés dans une multitude de paysages dans le Nord du Québec où les effets des changements climatiques sont présentement observés. La structure des communautés de phytoplancton ainsi que l’influence des variables environnementales sur celles-ci ont été évaluées par plusieurs méthodes dont le profilage vertical de lacs, l’analyse de pigments photosynthétiques par chromatographie liquide à haute performance, l'analyse de picoplancton par cytométrie en flux, l’analyse moléculaire de la structure des communautés de protistes et l'analyse des échantillons d'eau du lac par microscopie inversée. Aussi, un effet direct (réchauffement) ainsi qu’un effet indirect (enrichissement en phosphore) des changements climatiques sur les lacs de thermokarst ont été évalués par une expérience d’incubation. Enfin, l’effet de la température sur la relation trophique herbivores-cyanobactéries a été évalué à l’aide d’un système en laboratoire. Pour ce faire, des clones tempérés et subarctiques de l’espèce de zooplancton clé Daphnia pulex ainsi qu’une souche de picocyanobactéries de haute latitude ont été utilisés. Les résultats indiquent que les lacs de thermokarst, ainsi qu’un ensemble de lacs de référence, contenaient des pigments photosynthétiques diversifiés provenant du plancton autotrophe. Certains pigments indicateurs pour les cyanobactéries et les bactéries photosynthétiques sulfureuses vertes étaient présents. Les indicateurs de l’état trophique d’un lac (les concentrations de chlorophylle a et de phosphore total) ont révélé que les lacs de thermokarst étaient plus eutrophes que les lacs oligotrophes de référence. Les communautés phytoplanctoniques des deux groupes de lacs se composaient de faibles concentrations de cyanobactéries formant des floraisons et de picocyanobactéries, mais dans des proportions très variables de leur biovolume phototrophe total. Les résultats des expériences suggèrent que le réchauffement climatique pourrait, à la fois directement et indirectement, stimuler la croissance et la dominance des cyanobactéries ainsi que de détériorer la qualité du phytoplancton dont le zooplancton se nourrit. Les chrysophytes ont également été stimulés par des températures plus chaudes. Le taux de croissance et la performance des daphnies subarctiques ont diminué avec des températures plus élevées et de la nourriture de moins bonne qualité (les seuils d’alimentation ont augmentés), mais dans une moindre mesure que pour le clone tempéré. Les lacs de thermokarst sont un groupe d’écosystèmes d’eau douce de haute latitude qui sont abondants dans les paysages de fonte du pergélisol et ils se distinguent par quelques caractéristiques limnologiques. Les résultats de cette recherche doctorale démontrent qu’ils contiennent du phytoplancton diversifié en termes de groupes de pigments, de classes de taille et de taxons, et ce malgré la forte atténuation de la lumière par la matière organique dissoute colorée et les particules en suspension, ainsi que par leur caractère fortement hétérotrophe. Les cyanobactéries pourraient devenir plus prédominantes dans les lacs de thermokarst avec les changements climatiques. De plus, l’effet combiné du réchauffement et de l’augmentation des charges en phosphore causeraient des floraisons de cyanobactéries plus fréquentes, ce qui influencerait la diversité du phytoplancton et l’efficacité du réseau alimentaire. / Given their great abundance throughout the circumpolar North, and their intense production of greenhouse gases, thermokarst lakes (shallow lakes and ponds caused by thawing permafrost) have been identified as a globally important class of freshwater ecosystems. The objective of this doctoral study was to characterize the autotrophic plankton of this lake type, with emphasis on two ecological groups of cyanobacteria (bloom-formers and picoplankton) and their responsiveness to climate change. Thermokarst lakes were sampled across a range of landscapes in northern Quebec. Phytoplankton community structure and relationships with environmental variables were assessed with a combination of methods including limnological profiling, pigment analysis by high performance liquid chromatography, picoplankton analysis by flow cytometry, molecular assays of protist community structure, and analysis of lake water samples by inverse microscopy. Additionally, an incubation experiment with thermokarst lake water was performed to evaluate the potential direct (warming) and indirect (phosphorus enrichment) effects of climate change. Finally, a laboratory system was designed and applied to test the effects of temperature on herbivore-cyanobacteria feeding relationships using subarctic and temperate clones of the keystone species Daphnia pulex, and a high latitude strain of picocyanobacteria. The results showed that thermokarst lakes as well as a set of reference rock-basin lakes contained diverse pigments originating from autotrophic plankton, including some pigments specific for cyanobacteria and green photosynthetic sulfur bacteria. Indicators of trophic status (chlorophyll a and total phosphorus concentrations) showed that the thermokarst lakes were more enriched than the oligotrophic reference lakes. The phytoplankton communities of both groups contained low concentrations of bloom-forming cyanobacteria and picocyanobacteria, but in highly variable proportions of their total phototrophic biovolume. The experimental results indicated that climate warming may both directly and indirectly stimulate cyanobacterial growth and dominance, and may cause a decrease in phytoplankton food quality for zooplankton. Chrysophytes were also stimulated by warmer temperatures. The growth rate and performance of the subarctic Daphnia clone was negatively affected by higher temperatures and lower food quality (increased feeding thresholds), but to a lesser extent than the temperate clone. Overall, thermokarst lakes are a class of high latitude freshwater ecosystems that occur in high abundance across thawing permafrost landscapes and that have a number of distinctive limnological properties. Despite the strong attenuation of light by their coloured dissolved organic matter and suspended particles, and their strongly heterotrophic character, the results of this research show that they contain diverse phytoplankton in terms of pigment groups, size classes and taxa. Cyanobacteria may become more prevalent in these waters as a consequence of ongoing climate change. Cyanobacterial blooms are likely to follow the combined effects of warming and increased phosphorus loading, and would in turn affect phytoplankton diversity and the efficiency of food web processes.

L'ADN environnemental (ADNe) est une approche très prometteuse pouvant faciliter le suivi des espèces aquatiques, ce qui est crucial pour la gestion des ressources aquatiques. À ce jour, relativement peu d'études se sont intéressées à l'écologie de l'ADNe, en particulier en ce qui concerne les processus influençant la détection de l'ADNe. Le manque de connaissances à propos de l'écologie de l'ADNe empêche l'utilisation de cet outil à son plein potentiel. Dans cette étude, nous avons évalué expérimentalement l'impact de plusieurs facteurs biotiques et abiotiques sur le taux de production et de dégradation de l'ADNe. Trois espèces de poissons d'eau douce ayant des caractéristiques très différentes ont été placées dans deux types d'eau ayant des caractéristiques physicochimiques distinctes et à trois différentes températures. Des échantillons d'eau ont été filtrés à des intervalles de temps prédéterminés et la PCR quantitative a été utilisée pour quantifier l'ADNe dans chaque échantillon. Nous avons trouvé que la température, l'espèce, les différentes masses d'eau, ainsi que certaines interactions entre les facteurs avaient un effet marqué sur la production et la dégradation de l'ADNe. Les résultats de cette étude vont approfondir nos connaissances sur l'écologie de l'ADNe, et donc amélioreront l'interprétation des données d'ADNe pour la gestion et la conservation des poissons d'eau douce. / Environmental DNA (eDNA) is a very promising approach to facilitate and improve the aquatic species monitoring, which is crucial for their management and conservation. In comparison with the plethora of monitoring studies in the fields, relatively few studies have focused on experimentally investigating the "ecology" of eDNA, in particular pertaining to processes influencing the detection of eDNA. The paucity of knowledge about its ecology hampers the use of eDNA analysis to its full potential. In this study, we experimentally evaluated the impact of several biotic and abiotic factors on the rate of production and degradation of eDNA. Individuals of three freshwater fish species (Brown Bullhead, Tench and Yellow Perch) with distinct ecology were placed in two types of water from the St. Lawrence River (Québec, Canada) with very distinct physicochemical characteristics and at three different temperatures. Water samples were then filtered at predetermined time intervals and quantitative PCR was used to quantify the eDNA in each sample. We found that temperature, species, water types, and some interactions between these factors hada strong effect on the production and degradation of eDNA. The results of this study enhance our knowledge about the ecology of eDNA, thus improving eDNA data interpretation.

L’étude ciblait le sud-est de Madagascar, dans la région de l’Anosy. Cette région, comme le reste de Madagascar, fait face à une dégradation écologique alarmante menaçant sa riche biodiversité. QMM, une filiale de Rio Tinto, y a démarré un important projet d’exploitation minière en 2009. La compagnie a pris plusieurs engagements sociaux et de réhabilitation écologique des sites après exploition.L’exploitation minière requiert la coupe à blanc du couvert végétal ainsi que la perturbation de la mycorhizosphère du sol pour aller chercher les minéraux jusqu’à une profondeur de vingt mètres. Étant donné le rôle des symbioses racinaires dans l’établissement des plants, ces outils biologiques devraient être partie intégrante des pratiques améliorées de réhabilitation. L’objectif du projet était donc de tester différents symbiotes racinaires (mycorhize arbusculaire, Glomus irregulare) et des bactéries fixatrices d’azote, Bradyrhizobium sp.) sur Mimosa latispinosa, une espèce d’arbuste native de la région, pionnière et fixatrice d’azote. Glomus irregulare et deux souches malgaches de Bradyrhizobium spp. (STM1415 et STM1447) ont été inoculés seuls ou en combinaison sur M. latispinosa en pépinière près du site minier. Quatre mois après l’inoculation, il n’y a pas eu un effet significatif des souches symbiotiques sur la croissance de la plante, quoiqu’une bonne colonisation ait été observée. La stérilisation du sol engendre toutefois un effet positif sur la croissance des plantes. G. irregulare et deux souches de Bradyrhizobium spp. (STM1413 et STM1415) ont également été testés sur M. latispinosa en serre au Centre National de Recherche en Environnement (CNRE) de Madagascar à Antananarivo. Ces essais ont montré que G. irregulare seul est inefficace pour stimuler la croissance de la plante, mais que l’inoculation double avec Bradyrhizobium spp. augmente significativement sa croissance. Les deux souches testées, STM1413 et STM1415, se sont montrées efficaces pour stimuler la croissance de M. latispinosa en serre. Les conditions pédologiques légèrement différentes en serre ne permettent toutefois pas de comparer les résultats aux conditions de la pépinière. / This study focused on the south-east part of Madagascar, the Anosy region. This region, as elsewhere in Madagascar, is subject to an alarming ecological degradation which is threatening its abundant biodiversity. QMM, a Rio Tinto subsidiary, started in 2009 an important mining project in this region. The company committed itself to social responsibility activities and environmental rehabilitation of the mined site. Indeed, the mining operations imply the clearcutting of the land and the disturbance of the mycorhizosphere in order to extract the minerals found at a depth of twenty meters. Considering the key role of root symbioses in the establishment of plants, these biotools should integrated parts in enhanced reclamation practices. The aim of the project was to test different symbiotic stains (arbuscular mycorrhiza, Glomus irregulare and indigenous rhizobial bacterias, Bradyrhizobium spp.) on Mimosa latispinosa, a native, pioneer and nitrogen fixing shrub. Glomus irregulare and two Malagasy strains of Bradyrhizobium spp. (STM1415 & STM1447) were inoculated alone or in combination on M. Latispinosa in nursery, located close to the mining site. Four months after inoculation, it appeared that none of the symbiotic strain had a significant effect on the plant growth, even if there was a good colonization. However, the soil sterilization produced a positive effect on the plant growth. G. irregulare and two strains of Bradyrhizobium spp. (STM1413 and STM1415) were also tested on M. latispinosa in glasshouse at the headquarter of the National Center for Environmental Research of Madagascar, located at Antananarivo. These trials showed that G. irregulare inoculated alone was ineffective for the plant growth increment, but that dual inoculation increased growth significantly. Both rhizobial strains tested, STM1413 and STM1415, were effective to stimulate the growth of M. Latispinosa in glasshouse. However, the soil conditions were slightly different in the glasshouse, making it difficult to compare the results with the nursery conditions.