Diverses études hydrologiques suggèrent que les changements climatiques anticipés entraîneront une diminution des débits d'étiage pour une majorité des rivières du sud du Québec. Cette situation risque de devenir particulièrement préoccupante dans le bassin versant de la rivière Yamaska, car son débit estival est déjà faible. Puisque cette rivière est la principale source d'approvisionnement en eau pour différentes municipalités et les industries qu'elles desservent, des actions doivent être entreprises avant d'en arriver à des situations critiques. Un système d'alerte basé sur des débits seuils jumelé à une prévision météorologique constituerait un outil de gestion puissant. L'élaboration d'un tel système d'alerte nécessite une bonne connaissance de la rivière. Des analyses statistiques des différents épisodes d'étiage survenus dans les années passées permettent d'en faire ressortir les débits historiques ainsi que d'en comprendre le comportement en tarissement. Une revue bibliographique et l'analyse de différents modèles de prévision des débits permettent de déterminer les modèles qui s'appliquent le mieux au bassin de la rivière Yamaska. Des mesures de restriction pour chacun des différents niveaux du système d'alerte proposé doivent être déterminées en s'inspirant des différentes mesures de restriction présentes dans différents pays, tout en tenant compte des facteurs économiques et politiques. Aussi, les critères écologiques et fonctionnels doivent être pris en compte lors de l'établissement de ces débits seuils. Sur la base d'un suivi d'indicateurs et de prévisions associées, ce mémoire propose donc un système d'alerte qui indiquera le moment où des mesures restrictives de prélèvement et de consommation doivent commencer à être appliquées. En plus de constituer un outil puissant pour le bassin versant de la rivière Yamaska, ce prototype de système d'alerte aux étiages pourra être adapté à d'autres bassins versants du Québec enclins aux étiages sévères.

Dans le contexte de la modélisation multi-agent pour la gestion concertée de ressources renouvelables, la thèse propose une réflexion sur la représentation de niveaux d'organisation multiples et enchevêtrés d'un système. Le formalisme Agent-Groupe-Rôle (AGR), issu de la recherche informatique est spécifié en vue de l'identification et de la manipulation des niveaux d'organisation d'un système, et des comportements des entités du système au sein de ces niveaux d'organisation. Une méthodologie de conception d'un modèle AGR, ainsi qu'une implémentation du formalisme sur une plate-forme multi-agent sont proposées. Le développement et les tests de modèles AGR de la gestion de l'eau agricole dans la basse-vallée de la Drôme démontrent la capacité du formalisme AGR à (1) expliciter des hypothèses sur des modes d'actions, des échelles ou des points de vue, implicites dans des modèles multi-agents plus classiques (2) produire aisément des scénarios incorporant des règles collectives variées, et des comportements de mise en oeuvre de ces règles variés (3) générer des briques génériques de modèles de bassin versants irrigués.