Ce mémoire a pour objectif de déterminer si la protection des écosystèmes est prise en compte dans l'encadrement juridique des ouvrages de retenue des eaux au Québec. Il s'agit d'une analyse de droit comparé qui s'inscrit dans un cadre multidisciplinaire où le droit côtoie les sciences de l'environnement. La première section présente d'abord les différentes obligations exigées par le gouvernement provincial liées à la construction et au maintien des barrages et se penche ensuite sur la responsabilité juridique de leurs propriétaires quant aux dommages causés par la présence de ces ouvrages. Afin de mettre en perspective la réalité québécoise et ainsi mieux la comprendre, la seconde section aborde les lois fédérales américaines pertinentes à la certification des barrages. La troisième section analyse la problématique soulevée par ce mémoire à travers les principes du développement durable et de la gestion intégrée et concertée des ressources en eau. Cette analyse a permis de faire ce constat : le cadre juridique actuel de la gestion des barrages est loin de répondre à ces principes. Ce mémoire propose neuf recommandations, divisées en deux sujets : l'imposition de conditions à l'exploitation des barrages respectant une approche écosystémique et l'amélioration du processus d'attribution des autorisations afin qu'il prenne en compte la gestion intégrée et concertée des ressources en eau et les principes du développement durable.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L’agroforesterie est un système dynamique d'aménagement écologique des ressources naturelles renouvelables pour la conservation de la biodiversité aussi bien dans les régions tropicales que tempérées. En plus d’assurer une connectivité entre les aires protégées et les zones habitées, elle pourrait fournir des services écosystémiques et réduire la pression sur les ressources forestières. La présente étude a été menée au Parc National de Bouba Ndjidda (PNBN) et sa périphérie, dans la zone soudano-sahélienne du Cameroun, en Afrique Centrale. L’étude avait pour objectifs : i) d'analyser la dynamique spatio-temporelle d’occupation du sol du PNBN ainsi que les facteurs déterminants des changements; ii) de déterminer les caractéristiques structurales ainsi que les usages des espèces ligneuses des systèmes agroforestiers (SAF); et iii) d'évaluer les stocks de carbone dans les SAF autour du PNBN. À partir des images satellitaires de 1990, 1999 et 2016, les cartes d’occupation du sol ont été réalisées suivant la méthode de classification supervisée par maximum de vraisemblance. Le travail de terrain, associé aux données socio-économiques, a été réalisé en vue de valider les différentes classes d’occupation du sol. Un inventaire total des espèces ligneuses dans les SAF a ensuite été effectué et les données dendrométriques et ethnobotaniques collectées. Enfin, les mesures de stock de carbone ont été réalisés au niveau de la biomasse aérienne, la biomasse souterraine et le sol. Pour le carbone du sol, les échantillons de sol ont été prélevés dans 37 placettes de 50 x 50 m réparties à travers 17 plantations éparses, 10 jachères, 6 jardins de case et 4 haies vives. Les indices de diversité et les mesures de stocks de carbone ont été analysées à l’aide des modèles linéaires mixtes et des tests de comparaisons multiples de Tukey-kramer, LSD ou Kruskal-Wallis lorsque nécessaire. Il ressort des principaux résultats qu’en 1990, les classes d’occupation de sol les plus importantes dans le PNBN et sa périphérie étaient la savane arborée (42,9 %), la forêt galerie (20,2 %) et la forêt claire (16,3 %). Entre 1990 et 2016, on observe une augmentation de superficie des champs de 2,2 à 6,3 % au détriment des autres types d’occupation des sols. Au moment de l’étude, ces champs autour du PNBN étaient constitués des SAF, essentiellement des plantations éparses (98 %). Les SAF autour du PNBN recèlent une richesse floristique moyenne de 50 espèces appartenant à 23 familles dont la dominante est celle des Fabaceae (62,4 %) représentée majoritairement par Acacia polyacantha. Deux espèces inscrites sur la liste rouge de l'Union Internationale pour la Conservation de la Nature (UICN) figuraient parmi les espèces ligneuses répertoriées. Il s’agit de Vitellaria paradoxa et Khaya senegalensis. Les agriculteurs utilisaient les espèces ligneuses des SAF majoritairement comme bois de chauffe (66,5 %) et source d’alimentation (63,5 %). Les stocks de carbone totaux variaient de 26,9 ± 4,9 t C/ha pour les jachères à 31,9 ± 7,7 t C/ha pour les haies vives, mais aucune différence significative n’a été trouvée entre les stocks de carbone en fonction des types de SAF. Le carbone du sol représentait en moyenne 31 à 59 % du carbone total et diminuait significativement avec la profondeur du sol (Kruskal-Wallis, p = 0,009). En termes de paiements pour les services environnementaux, les prix de stocks de carbone des SAF étaient évalués entre 986 et 1170$-US /ha en fonction des systèmes. Les résultats de cette thèse démontrent que la dynamique évolutive en faveur des champs agroforestiers autour des aires protégées soudano-sahéliennes contribue à la fourniture des services écosystémiques. L’étude suggère donc que de tels systèmes soient promus et intensifiés pour accroître leur capacité à fournir lesdits services pour les systèmes socio-écologiques autour des aires protégées connues pour leur forte vulnérabilité à la pression anthropique. / Agroforestry is a dynamic system of ecological management of renewable natural resources for biodiversity conservation in both tropical and temperate regions. In addition to ensuring connectivity between protected areas and inhabited areas, it could provide ecosystem services and reduce pressure on forest resources. This study was conducted in and around the Bouba Ndjidda National Park (BNNP) in the Sudano-Sahelian zone of Cameroon in Central Africa. The objectives of the study were: i) to analyse the spatio-temporal dynamics of land use in the BNNP as well as the determining factors of changes; ii) to determine the structural characteristics and uses of woody species in agroforestry systems (AFS); and iii) to evaluate the carbon stocks in the AFS around the BNNP. Using satellite images from 1990, 1999 and 2016, land cover maps were produced using the maximum likelihood supervised classification method. Field validation of the different land use classes coupled with socioeconomic data was carried out to corroborate the cartographic results. A total survey of woody trees in the AFS was then carried out and dendrometric and ethnobotanical data collected. Finally, carbon stock measurements were carried out at the level of above-ground biomass, underground biomass, and soil. For soil carbon, soil samples were taken from 37 plots of 50 x 50 m distributed across 17 dispersed trees on cropland, 10 fallows, 6 home gardens and 4 lives fences. Diversity indices and carbon stock measurements were analyzed using linear mixed models and Tukey or Kruskal-Wallis multiple comparison tests where necessary. The main results show that in 1990, the most important land use classes in and around the BNNP were woody savannah (42.9%), gallery forest (20.2%) and clear forest (16.3%). Between 1990 and 2016, there was an increase in fields from 2.2 to 6.3% at the expense of other types of land use. At the time of the study, these fields around the BNNP were made up of AFS, essentially dispersed trees on cropland (98%). The AFS contain an average floristic richness of 50 species belonging to 23 families, the dominant one being the Fabaceae (62.4%), mainly represented by Acacia polyacantha. Two species on the International Union for the Conservation of Nature (IUCN) Red List were among the woody species listed. These are Vitellaria paradoxa and Khaya senegalensis. Farmers used AFS woody species mainly as fuel wood (66.5%) and as a source of food (63.5%). Total carbon stocks ranged from 26.9 ± 4.9 t C/ha for fallows land to 31.9 ± 7.7 t C/ha for life fences, but no significant difference was found between carbon stocks according to the types of AFS. Soil carbon averaged 31-59% of total carbon and decreased significantly with soil depth (Kruskal-Wallis test, p = 0.009). In terms of payments for environmental services, AFS carbon stock prices were estimated at between 986 and 1170$ US/ha depending on the system. The results of this thesis show that the evolutionary dynamics in favour of agroforestry fields around Sudano-Sahelian protected areas contributes to the provision of ecosystem services. The study therefore suggests that such systems should be promoted and intensified to increase their capacity to provide these services for the socio-ecological systems around protected areas known to be highly vulnerable to anthropogenic pressure.

La coupe à rétention de bouquets est un type de coupe à rétention variable visant à atténuer l'impact de la coupe totale sur la diversité biologique et sur la qualité visuelle des paysages. Puisque l'utilisation des types de coupe associés à l'aménagement écosystémique est encore récente au Québec, très peu d'études ont été réalisées afin d'en vérifier l'impact réel sur les écosystèmes forestiers. La présente étude vise à déterminer si les bouquets réussissent à préserver des attributs qui sont perdus lors de coupes traditionnelles en comparant la structure et les communautés de plantes de sous-bois retrouvées dans ces deux milieux. Nos résultats indiquent que la diversité végétale des deux milieux est semblable. Cependant, l'approche par traits fonctionnels montre que la tolérance à l'ombre semble jouer un rôle significatif dans la répartition des espèces entre les deux environnements. À court terme, la coupe à rétention de bouquet devrait également préserver une plus grande quantité de bois mort qu'une coupe avec protection de la régénération et des sols (CPRS), ce qui pourrait avoir des effets bénéfiques à long terme pour le maintien de la biodiversité.

Les changements climatiques ont entraîné une augmentation de la productivité végétale à l'échelle des régions circumpolaires. Ce phénomène, appelé verdissement, est documenté par des données de télédétection démontrant une augmentation de l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI) et est principalement attribuable au phénomène d'arbustation. Le verdissement et l'arbustation suscitent un intérêt grandissant pour l'étude de la réponse des espèces arbustives aux changements climatiques et des facteurs responsables de l'hétérogénéité du verdissement. L'étude de la réponse des espèces arbustives nécessite toutefois des méthodes dendrochronologiques adaptées à leur forme de croissance particulière. De plus, peu d'études se sont concentrées sur la réponse différentielle des espèces arborescentes et arbustives aux changements climatiques. Les deux objectifs principaux de ce projet de recherche étaient donc de déterminer si la conversion des largeurs de cernes en surface peut être utilisée comme méthode de standardisation en dendrochronologie des arbustes et de déterminer si une réponse différentielle des espèces arbustives et arborescentes aux changements climatiques pourrait être à l'origine de l'hétérogénéité du verdissement des régions nordiques. L'utilisation des surfaces de cernes au lieu des largeurs standardisées de façon conventionnelle nous a permis d'obtenir des résultats de sensibilité climatique plus robustes et constants et de diminuer l'écart de sensibilité entre les branches et les collets. Nos résultats démontrent aussi que les arbres et les arbustes présentent des différences de réactivité aux changements climatiques et que la contribution aux augmentations de NDVI d'une espèce peut varier spatialement. Ce projet représente une contribution majeure au domaine de l'écologie nordique en adaptant les méthodes en dendrochronologie des arbustes et en améliorant notre compréhension du verdissement des régions circumpolaires. / Climate change has triggered an increase in plant productivity across circumpolar regions that can be seen on satellite images through increases in the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). This Arctic greening, mainly linked to shrub expansion, has triggered a growing interest in studying the response of shrub species to global warming as well as the factors responsible for the Arctic greening heterogeneity. To study the response of shrubs, dendrochronological methods need to be adapted to the particular growth form of shrub species. Moreover, very few studies have focused on the differential response of trees and shrubs species to climate change. Therefore, the two main objectives of this project were to determine if the conversion of ring width into ring area is an appropriate detrending method when shrub stems are used in dendrochronological studies and to determine whether differential responses of shrub and tree species to climate change could partially explain the greening heterogeneity of the Arctic and subarctic regions. We obtained more robust and consistent climate sensitivity results and a reduced sensitivity gap between stems and root collars of shrubs when using ring areas instead of conventionally standardized ring widths. Our results also showed that trees and shrubs differ in their response to climate change and that the contribution of a given species to the NDVI may vary spatially. This project represents a major contribution to the field of northern ecology by adapting methods in shrub dendrochronology and by improving our understanding of the greening of circumpolar regions.

Les changements climatiques ont entraîné une augmentation de la productivité végétale à l'échelle des régions circumpolaires. Ce phénomène, appelé verdissement, est documenté par des données de télédétection démontrant une augmentation de l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI) et est principalement attribuable au phénomène d'arbustation. Le verdissement et l'arbustation suscitent un intérêt grandissant pour l'étude de la réponse des espèces arbustives aux changements climatiques et des facteurs responsables de l'hétérogénéité du verdissement. L'étude de la réponse des espèces arbustives nécessite toutefois des méthodes dendrochronologiques adaptées à leur forme de croissance particulière. De plus, peu d'études se sont concentrées sur la réponse différentielle des espèces arborescentes et arbustives aux changements climatiques. Les deux objectifs principaux de ce projet de recherche étaient donc de déterminer si la conversion des largeurs de cernes en surface peut être utilisée comme méthode de standardisation en dendrochronologie des arbustes et de déterminer si une réponse différentielle des espèces arbustives et arborescentes aux changements climatiques pourrait être à l'origine de l'hétérogénéité du verdissement des régions nordiques. L'utilisation des surfaces de cernes au lieu des largeurs standardisées de façon conventionnelle nous a permis d'obtenir des résultats de sensibilité climatique plus robustes et constants et de diminuer l'écart de sensibilité entre les branches et les collets. Nos résultats démontrent aussi que les arbres et les arbustes présentent des différences de réactivité aux changements climatiques et que la contribution aux augmentations de NDVI d'une espèce peut varier spatialement. Ce projet représente une contribution majeure au domaine de l'écologie nordique en adaptant les méthodes en dendrochronologie des arbustes et en améliorant notre compréhension du verdissement des régions circumpolaires. / Climate change has triggered an increase in plant productivity across circumpolar regions that can be seen on satellite images through increases in the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). This Arctic greening, mainly linked to shrub expansion, has triggered a growing interest in studying the response of shrub species to global warming as well as the factors responsible for the Arctic greening heterogeneity. To study the response of shrubs, dendrochronological methods need to be adapted to the particular growth form of shrub species. Moreover, very few studies have focused on the differential response of trees and shrubs species to climate change. Therefore, the two main objectives of this project were to determine if the conversion of ring width into ring area is an appropriate detrending method when shrub stems are used in dendrochronological studies and to determine whether differential responses of shrub and tree species to climate change could partially explain the greening heterogeneity of the Arctic and subarctic regions. We obtained more robust and consistent climate sensitivity results and a reduced sensitivity gap between stems and root collars of shrubs when using ring areas instead of conventionally standardized ring widths. Our results also showed that trees and shrubs differ in their response to climate change and that the contribution of a given species to the NDVI may vary spatially. This project represents a major contribution to the field of northern ecology by adapting methods in shrub dendrochronology and by improving our understanding of the greening of circumpolar regions.

Globalement, le statut de la plupart des services écologiques (SE) est jugé préoccupant. Des actions de conservation permettraient de maintenir l’apport de certains SE à des emplacements cruciaux pour le maintien du bien-être humain. Néanmoins, comparée aux approches de conservation traditionnelles, la conservation des SE requiert des considérations particulières afin de capter le lien spatial qui unit les flux de services à leurs bénéficiaires. Or, ces connaissances demeurent fragmentaires. Cette thèse s’insère donc dans ce contexte et tente de répondre à trois questions principales, soit : (1) comment considérer le lien spatial entre les flux de SE et leurs bénéficiaires lors de la sélection des réserves?; (2) comment peut-on aligner la conservation de la biodiversité à celle des SE le plus efficacement possible?; et (3) quelles sont les conséquences de retarder la mise en œuvre des actions de conservation sur l’atteinte des objectifs? Nous avons d’abord montré que lorsque la demande pour les services à échelle locale était directement intégrée dans les procédés de planification systématique de la conservation, cela favorisait la sélection de sites qui étaient jusqu’à trois fois plus efficaces pour combler la demande des bénéficiaires par rapport à des approches qui ne ciblaient que l’apport des services uniquement. Cette nouvelle approche permet donc de concentrer les efforts de conservation aux endroits où les ressources investies contribueront le plus au bien-être humain. Ensuite, en utilisant cette dernière approche conjointement avec des cibles de biodiversité par l’entremise d’approche de sélection basée sur la complémentarité des sites, nous avons montré qu’il était possible d’atteindre toutes les cibles de conservation pour seulement 6 % de superficie supplémentaire à protéger. Lorsque l’atteinte de toutes les cibles de conservation est désirée, miser sur la congruence spatiale entre la biodiversité et les SE était de deux à cinq fois moins efficace que l’utilisation d’une approche basée sur la complémentarité entre les sites. Finalement, dans un contexte d’augmentation des pressions provenant des activités industrielles, nous avons évalué les effets du retard dans la mise en œuvre de la conservation sur le coût de remplacement des réseaux de conservation. Nous avons montré que ce coût peut s’élever jusqu’à 15 % lorsque la conservation est effectuée après le début du développement. / The current global status of most ecosystem services (ES) is precarious. Conservation actions could help secure their provision in locations deemed critical for the maintenance of human well-being. However, compared to traditional conservation planning approaches, ES conservation requires particular considerations to capture the spatial link between human beneficiaries and services flows; this knowledge is still fragmentary. This thesis examines one such context and tries to answer the following three main research questions: (1) How do we identify important sites for ES conservation? (2) How do we best align biodiversity and ES conservation? (3) What are the consequences of the delayed implementation of ES conservation actions? We first showed that considering demand in systematic conservation planning procedures fostered the selection of sites that may be up to three times more efficient in fulfilling beneficiary demand. This approach enables conservation efforts to focus on locations where resource investment will yield the greatest return for human well-being. Then, using this novel approach simultaneously with wetland biodiversity features within a complementary based selection procedure, we showed that it was possible to achieve all biodiversity and ES targets for only six percent of the additional area to be protected. When all conservation targets are sought to be a attained, counting on the spatial congruence between biodiversity and ES may be two to five times less efficient than using a complementarity based approach. Finally, in a context of increasing pressures from industrial development, we assessed the role of timing where the implementation of ES conservation actions is concerned on the replacement cost of the resultant networks. We showed that a slight increase in the percentage of the study area subjected to development can raise the replacement cost of conservation networks of up to fifteen percent.

Les bandes tampons végétalisées sont des outils efficaces pour contrôler la pollution diffuse et renforcer la stabilité des sols entre les champs et les cours d'eau. Les mélanges de légumineuses et de graminées, largement adoptés par les agriculteurs, présentent un fort potentiel pour la stabilité des sols mais leur réponse aux stress environnementaux, comme la sécheresse, peut influencer leur développement et leur efficacité. Une expérience en serre a été menée à l'Université Laval, pendant sept semaines. L'objectif principal de ce projet était d'évaluer la production de biomasse et l'importance des traits fonctionnels de mélanges à différents ratios de légumineuses et de graminées en conditions de déficit hydrique et de capacité au champ. Les principaux paramètres évalués au cours de ce projet comprenaient la production de biomasse aérienne et souterraine ainsi que les traits fonctionnels c'est-à-dire la moyenne pondérée des communautés (CWM) et la variance pondérée des communautés (CWV). Les résultats ont confirmé qu'en cas de déficit hydrique, il y a une augmentation de la biomasse racinaire des mélanges. Les graminées en particulier le brome inerme (Bromus inermis) présent à 25 % dans les mélanges augmentent à la fois leur biomasse aérienne et souterraine. Les traits fonctionnels expliquent la variation de la biomasse au sein des communautés mais le déficit hydrique a un impact limité sur les CWMs et les CWVs. Ces résultats sont précieux pour améliorer la conception et la gestion des bandes tampons en conditions de déficit hydrique. Comprendre les effets des traits fonctionnels sur la productivité des plantes peut optimiser l'agencement des mélanges et favoriser leur établissement. / Vegetated buffer strips serve as effective tools for controlling diffuse pollution and enhancing soil stability between fields and waterways. Mixtures of legumes and grasses, widely adopted by farmers, hold strong potential for soil stability, but their response to environmental stresses, such as drought, can impact their development and effectiveness. A greenhouse experiment was conducted at Laval University over seven weeks. The primary goal of this project was to assess biomass production and the significance of functional traits in mixtures for different legume-grass ratios under conditions of water deficit and field capacity. The key parameters assessed in this project included aboveground and below-ground biomass production, along with functional traits such as Community Weighted Means (CWM) and Community Weighted Variances (CWV). The results confirmed that in case of water deficit, there is an increase in the root biomass of mixtures. Grasses, particularly smooth grass (Bromus inermis) present at 25% in the mixtures, increase both their aboveground and belowground biomass. Functional traits explain the variation in biomass within communities, but water deficit has a limited impact on CWMs and CWVs. These findings are valuable for enhancing the design and management of buffer strips under water deficit conditions. Understanding the effects of functional traits on plant productivity can optimize the arrangement of mixtures and promote their establishment.

Les écosystèmes procurent de nombreux services essentiels aux sociétés humaines à travers les effets positifs de la biodiversité des communautés d'espèces. Par conséquent, identifier le rôle des organismes vivants et les facteurs influençant la diversité de leurs fonctions (ou diversité fonctionnelle), est indispensable pour prédire efficacement l'évolution des écosystèmes soumis aux pressions locales et globales.Cette thèse s'articule donc autour de deux axes: (i) établir un cadre méthodologique pour décrire la structure fonctionnelle locale et régionale des communautés, et (ii) améliorer la connaissance de l'impact des poissons sur la dégradation de la matière organique.Dans un premier temps, nous avons consolidé les outils méthodologiques permettant (i) d'améliorer la fiabilité des dendrogrammes fonctionnels, (ii) l'étude comparative des principaux indices de diversité fonctionnelle à l'échelle locale, et (iii) le développement d'une nouvelle décomposition de la diversité fonctionnelle en composantes locale (α), régionale (γ) et turnover (β). Appliqué aux communautés ichthyologiques échantillonnés le long d'un gradient de salinité, dans le système lagunaire de Patos-Mirim (Brésil), ce socle méthodologique nous a permis de révéler une structure fonctionnelle stable le long du gradient, en dépit d'une forte variabilité en composition d'espèces, ces communautés étant structurées majoritairement par un filtre environnemental agissant sur les capacités de locomotion des poissons.Dans un second temps, nous avons étudié l'impact des communautés ichthyologiques sur le cycle des nutriments. Plus précisément, nous avons estimé le potentiel de dégradation de la matière organique de plusieurs espèces de poissons, en étudiant la diversité fonctionnelle et génétique de leur flore bactérienne intestinale. Nous avons montré que les communautés ichthyologiques pouvaient influencer le recyclage des nutriments de façon non négligeable en raison d'un important potentiel de dégradation commun à la plupart des espèces étudiées, ce potentiel étant peu affecté par la diversité génétique ou les facteurs environnementaux. / Ecosystems provide many services essential to Human societies through the positive effects of biodiversity exhibited by species communities. Therefore, identifying the role of living organisms and the factors influencing the diversity of their functions (i.e. functional diversity) is fundamental to accurately predict the evolution of ecosystems undergoing local and global pressures.This thesis is organized around two axes: (i) establishing a methodological framework to describe the functional structure of local and regional communities, and (ii) improving our knowledge of the impact of fish on the degradation of organic matter.First, we have consolidated the methodological tools through (i) the improvement of functional dendrograms reliability, (ii) the comparative study of the main indices estimating local functional diversity, and (iii) the development of a new decomposition of functional diversity into local (α) and regional (γ) components, and functional turnover (β). Applied to fish assemblages sampled along a salinity gradient in Patos-Mirim lagoons complex (Brazil), this methodological framework allowed us to reveal a steady functional structure, despite a high variability in species composition, these communities being primarily structured by environmental filtering acting on fish locomotion abilities.   In a second step, we studied the impact of fish communities on nutrient cycling. More specifically, we estimated degradation of organic matter potential of several fish species by studying the genetic and functional diversity of their intestinal bacterial flora. We showed that the fish community could significantly influence nutrient cycling through an important degradation potential, common to most species studied, which is weakly affected by genetic diversity or environmental factors.

Ce travail de thèse s'inscrit dans l'effort actuel de construction d'une écologie intégrative. J'y étudie les mécanismes d'interaction entre ressources abiotiques, réseaux trophiques et propriétés des écosystèmes, au moyen d'une expérience d'évolution, d'un modèle de méta-écosystème et d'un modèle bioénergétique d'assemblage d'écosystèmes. Les organismes modifient la disponibilité des ressources en les prélevant pour leur croissance. Inversement, la disponibilité des ressources influence la diversité et la composition en espèces du réseau trophique, en agissant comme force de sélection sur les traits d'acquisition des ressources (chap. 1, 5). Les propriétés de l'écosystème, telles que stabilité et productivité, dérivent des interactions entre la dynamique des ressources et celle du réseau trophique (chap. 2). Enfin, le fonctionnement de l'écosystème rétroagit sur les ressources abiotiques via le recyclage de la biomasse (chap. 2, 5). Ces processus interviennent lors de l'assemblage des réseaux trophiques et structurent le développement des écosystèmes (chap. 3-5). Dans cette thèse j'analyse ces mécanismes de rétroaction biotique-abiotique sur plusieurs échelles d'organisation, d'espace et de temps. Notamment, les modèles développés ici fournissent des outils novateurs pour étudier les mécanismes de construction des écosystèmes, en mettant en évidence les liens entre métabolisme des espèces, structure du réseau trophique et fonctionnement de l'écosystème, et leur variation au cours du temps. Ce travail ouvre de vastes perspectives de recherche en combinant les derniers progrès d'une écologie intégrative dans une conception mécaniste du développement des écosystèmes. / This thesis participates to the current effort towards the construction of an integrative ecology. I study the feedback mechanisms between abiotic resources, food webs and ecosystem properties, through an evolution experiment, a model of metaecosystem, and a bioenergetic ecosystem assembly model. Organisms modify resource availability by consuming them for their growth. Conversely, resource availability influences the species diversity and composition of the food web, by acting as a selection pressure on traits for resource acquisition (chap. 1, 5). Ecosystem properties, such as stability and productivity, derive from the interactions between resource and food web dynamics (chap. 2). Finally, ecosystem functioning feeds back on abiotic resources through the recycling of biomass (chap. 2 and 5). These processes occur during the food web assembly and drive the development of ecosystems (chap. 3-5). In this thesis I analyze these biotic-abiotic feedback mechanisms on several scales of organization, space and time. The models developed here provide innovative tools to study the mechanisms of ecosystem construction by pointing out the links between species metabolism, food web structure and ecosystem functioning, and their variation through time. This work opens wide research perspectives, as it combines the most recent progress of an integrative ecology into a mechanistic framework of ecosystem development.