Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Titre de l'écran-titre (visionné le 29 mars 2004). Bibliogr.

Les cervidés peuvent moduler la composition, la structure et les fonctions des écosystèmes forestiers qu'ils occupent. En broutant de manière sélective la régénération forestière, ils influencent l'abondance des espèces d'arbres du sous-bois, pouvant mener à un faible recrutement des espèces d'arbres consommées. Cependant, l'impact des cervidés est généralement étudié à fine échelle, rendant difficile la généralisation des connaissances actuelles à l'échelle de l'aire de distribution commune d'un cervidé et d'une espèce d'arbre. De plus, le comportement alimentaire des cervidés est directement influencé par la distribution spatiale des ressources, mais aussi indirectement par la distribution des prédateurs ou des types d'habitats où ils perçoivent un risque de prédation plus élevé, ces derniers étant qualifiés de paysages de la peur. L'évitement de certaines zones risquées par les cervidés pourrait mener à la création d'aires où la pression de broutement est faible, et donc créer des zones de régénération forestière à l'abri du broutement pour les espèces d'arbres sélectionnées dans l'alimentation. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer à large échelle l'impact de la variation spatio-temporelle de l'abondance du cerf de Virginie (Odocoileus virginianus) sur le recrutement du thuya occidental (Thuja occidentalis L.), une espèce d'arbre hautement sélectionnée, et d'évaluer si les routes forestières influencent le broutement du cerf de Virginie en générant un paysage de la peur. En utilisant des données écoforestières et de suivi de la grande faune à l'échelle du Québec et du Nouveau-Brunswick, nous avons détecté un effet négatif de l'abondance de cerfs et de la proximité à un ravage sur le recrutement des gaules de thuya. Nous avons constaté que la pression de broutement locale a aussi un impact négatif sur l'abondance de semis. Dans un deuxième temps, nous avons mesuré une faible pression de broutement à proximité de routes forestières, suggérant qu'elles peuvent représenter un paysage de la peur pour le cerf de Virginie. Cependant, puisque la régénération de thuya n'y était pas plus abondante, nous ne pouvons pas conclure que les routes forestières permettent la création de zones de régénération forestière à l'abri du broutement dans le contexte de notre étude. / By selectively feeding on forest regeneration, cervids influence the abundance of understory species, which can lead to recruitment failure for the consumed species. However, the impact of cervids on regeneration is generally studied at fine scales, making it difficult to generalize the current knowledge at the scale of the distribution range of co-occurring cervid and tree species. In addition, the foraging behavior of cervids is directly influenced by the spatial distribution of resources but also indirectly by the distribution of predators or of habitat types where they perceive a higher predation risk, the latter being qualified as a landscape of fear. The avoidance of risky zones by cervids could then lead to the creation of areas where browsing pressure is low, therefore providing safe spots for forest regeneration, especially for highly selected species. The objectives of this study were to determine over a broad scale the effect of the spatio-temporal variation of white-tailed deer (Odocoileus virginianus) abundance on northern white cedar (Thuja occidentalis L.) recruitment, a highly selected species, and evaluate if forest roads influence white-tailed deer browsing by creating a landscape of fear. By joining distinct forest and wildlife databases at the scale of Québec and New Brunswick, we detected a negative impact of deer abundance and proximity to deeryard on the recruitment of cedar saplings. We found that local browsing pressure also has a negative impact on the abundance of seedlings. Subsequently, we measured a low browsing pressure near forest roads, suggesting that they can represent a landscape of fear for deer. However, since cedar regeneration was not more abundant near forest roads, we cannot conclude that they allow the creation of safe spots for forest regeneration in the context of the present study.

Les interactions trophiques plante-herbivore sont indirectes lorsque la consommation d’une plante par un herbivore est influencée par la présence d’une plante voisine. L’influence des plantes environnantes sur la sélection des herbivores a été décrite par des études sur l’approvisionnement des herbivores, mais aussi par des études sur les effets associatifs entre plantes. À cause de leur évolution parallèle, certains thèmes communs dans les études sur l’approvisionnement des animaux ont eu peu d’échos dans la compréhension des effets associatifs entre les plantes. L’objectif général de cette thèse est de comprendre les effets indirects des communautés végétales sur l’utilisation des plantes par les grands herbivores, dans le contexte des facteurs affectant l’approvisionnement. Premièrement, je me suis intéressée à la distance à laquelle une plante environnante influence la sélection, car l’approvisionnement est un processus spatialement hiérarchique. Grâce à une méta-analyse, je révèle que les plantes environnantes influencent l’utilisation d’autres plantes par les grands herbivores jusqu’à des centaines de mètres carrés. En étudiant les effets associatifs à l’île d’Anticosti (Québec, Canada), je démontre que les plantes environnantes peuvent augmenter ou diminuer le broutement du cerf de Virginie sur le sapin baumier, selon l’échelle considérée. Deuxièmement, j’ai testé l’effet de facteurs susceptibles d’influencer l’approvisionnement des herbivores sur les effets associatifs. Par exemple, la qualité nutritive des plantes environnantes augmentait le broutement sur les sapins. De plus, l’abondance relative des plantes de la communauté pouvait créer des effets associatifs : en Outaouais (Québec, Canada), les pins blancs étaient moins broutés dans les parcelles plus diversifiées où l’abondance relative des espèces préférées était plus faible. Ma thèse met en valeur l’importance d’incorporer une perspective animale, qui tient compte des objectifs et des contraintes qui génèrent les choix des herbivores, à l’étude des effets associatifs. De plus, elle propose des avenues de recherches prometteuses, comme incorporer la variabilité intraspécifique dans les traits fonctionnels des plantes, tel que leur qualité nutritive, et considérer les effets associatifs à plusieurs échelles spatiales. Ces travaux améliorent notre compréhension des interactions trophiques indirectes, en démontrant l’influence de facteurs comme l’abondance des ressources sur ces interactions. De plus, je propose un mécanisme potentiel, soit les comportements d’approvisionnement des herbivores, ce qui ouvre la voie à une généralisation des effets associatifs à différents systèmes. / Plant-herbivore trophic interactions can be indirect, such as when the consumption of a plant by an herbivore is influenced by the presence of a neighbouring plant. The influence of neighbouring plants on herbivores’ selection has been described in studies of foraging but also in studies of associational effects between plants. Because of their parallel evolution, some common theme in the studies of animal foraging has been seldom addressed in the understanding of associational effects among plants. The general objective of this thesis is to understand the indirect effects of vegetation communities on plant use by large herbivores, in the context of factors affecting foraging. First, I investigated at which distance a neighbouring plant can influence herbivores’ selection, because foraging is a spatially hierarchical process. By a meta-analysis, I uncovered that neighbouring plant can influence the use of other plant species by large herbivores up to hundreds square metres. By a study of associational effects on Anticosti Island (Québec, Canada), I also demonstrated that neighbouring plants can increase or decrease browsing by white-tailed deer on balsam fir, depending on the scale considered. Second, I tested the relative contribution on associational effects of factors susceptible to influence foraging by herbivores. For example, the nutritional quality of neighbouring plants increased browsing on firs. Moreover, the relative abundance of plants in the community can generate associational effect: in the Outaouais region (Québec, Canada), white pines were less browsed in diversified plots where the relative abundance of preferred species was lower. My thesis supports the importance of incorporating an animal perspective, which takes into account the objectives and constraints on herbivores foraging choices, in the study of associational effects. Moreover, it offers promising research perspective, like including plant intraspecific variability in functional traits, such as nutritional value, and considering associational effects at multiple spatial scales. This work improves our understanding of indirect trophic interactions, by demonstrating the influence of factors such as resource abundance on these interactions. It also proposes a mechanism, foraging processes of herbivores, which paves the way to a generalization of associational effects in different systems.

Les cerfs de Virginie (Odocoileus virginianus) utilisent abondamment les tourbières sur l’île d’Anticosti. En effet, dans un contexte de densité élevée et d’absence de prédateurs, les tourbières représentent des aires d’alimentation alternatives. Or, cette utilisation peut entraîner des changements dans leurs communautés floristiques en raison du broutement sélectif et du piétinement. Ce projet vise à déterminer les effets du retrait du cerf sur les communautés végétales de différents types de tourbières : 1) ombrotrophes (bogs) et 2) minérotrophes (fens ouverts et arbustifs) ainsi que 3) leurs bordures (laggs). Un dispositif comprenant 53 exclos appariés à une parcelle avec cerfs a été mis en place en 2007 et a été suivi quatre fois sur huit ans par des inventaires floristiques. Ce suivi a d’abord permis de caractériser la flore des tourbières après l’exclusion des cerfs, d’analyser le rétablissement dans le temps des communautés végétales des différents types de tourbières après l’exclusion des cerfs puis de comparer les réponses à l’exclusion selon la productivité des sites. Les résultats ont montré que les laggs étaient des habitats riches en espèces qui possédaient une flore unique. Dans les laggs et les fens arbustifs, la composition végétale des exclos s’est différenciée de celle des parcelles avec cerfs au fil des années, favorisant certaines espèces broutées par le cerf, notamment Sanguisorba canadensis et Betula pumila tandis que des espèces tolérantes au broutement comme Trichophorum cespitosum et Dasiphora fruticosa ont bénéficié de la présence des cerfs. La diversité bêta était plus élevée dans les exclos que dans les parcelles soumises au broutement dans les tourbières à pH élevé, suggérant que les cerfs mènent à l’homogénéisation dans les tourbières les plus productives. Les plans de conservation de la diversité végétale des tourbières de l’île d’Anticosti devront tenir compte que la réponse de la végétation à l’arrêt du broutement par les cerfs varie selon le type d’habitats et selon la productivité. / White-tailed deer (Odocoileus virginianus) are regular users of peatlands on Anticosti Island. In a context of high density of herbivores and absence of predators, peatlands may become new feeding areas. Intensive use of peatlands by deer may lead to changes in these plant communities by trampling and selective browsing. This project aims to determine the impacts over several years of deer browsing on plant communities in peatlands by comparing different types of peatlands: ombrotrophic (bogs) and minerotrophic (open and shrub fens) and their edges (laggs). A total of 53 exclosures paired with a browsed plot were installed in 2007 and surveyed four times over eight years by floristic surveys. This survey describes the flora of the island’s peatlands after deer exclusion. It also assesses the recovery over time of peatland vegetation communities after deer exclusion and compares the responses among habitat type and site productivity. Results showed that laggs are species rich habitats with a unique flora. In laggs and shrub fens, vegetation composition of exclosures changed over time compared to browsed plots, promoting growth of palatable species such as Sanguisorba canadensis and Betula pumila, while deer-tolerant species like Trichophorum cespitosum and Dasiphora fruticosa benefited from browsing. Beta diversity was higher in exclosures than in browsed plots for peatlands with high pH, which suggests that deer browsing leads to biotic homogenization of more productive peatlands. Conservation plans targeting plant diversity in peatlands of Anticosti Island should consider that vegetation response varies according to habitat type and site productivity.

Le thuya occidental est affecté par un phénomène de raréfaction sur toute son aire de distribution et le broutement par le cerf de Virginie représente l'une des causes principales de son déclin. En 2018 et 2019, des opérations d'abattage de cervidés ont été menées par le ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs du Québec sur une zone de 400 km² afin de réduire les risques de propagation de la maladie débilitante chronique des cervidés en Outaouais, offrant ainsi une potentielle fenêtre d'opportunité pour le thuya. Les objectifs de cette étude étaient d'abord de caractériser les variations spatiales de la pression de broutement et de déterminer l'impact d'une diminution de broutement sur l'abondance de la régénération de thuya accessible au broutement et sur la croissance radiale de semis de thuya. Des inventaires forestiers ont montré qu'en présence de broutement par le cerf, la présence de thuyas semenciers aurait un effet positif sur l'installation et la régénération basse du thuya, mais que cet effet s'atténuerait avec la hauteur au profit d'autres variables comme le broutement. Des analyses dendrochronologiques menées sur des semis de thuya accessibles au broutement ont révélé que la croissance radiale moyenne dans le secteur traité avait subi un gain de 14,8 % entre la période avant et après les opérations d'abattage tandis que, dans un secteur témoin, la croissance radiale moyenne avait subi une baisse de 9,5 %. L'ouverture du couvert avait un effet positif sur la croissance, ce qui suggère qu'afin de réduire la durée nécessaire au recrutement de thuyas au-delà de la zone de vulnérabilité au broutement, des interventions sylvicoles visant l'ouverture du couvert ou le contrôle de la compétition devraient être combinées à la réduction de la pression de broutement.

L’augmentation du couvert arbustif est observée de façon généralisée à l’échelle circumpolaire en réponse aux effets directs et indirects des changements climatiques. Celle-ci causerait d’importantes transformations des environnements biotique et abiotique, principalement en réponse à l’augmentation en hauteur des arbustes au port érigé. Nous avons caractérisé la dynamique des espèces arbustives de la toundra arctique en réponse aux changements climatiques et au broutement du caribou migrateur. Pour ce faire, nous avons établi la dynamique des espèces arbustives dominantes et évalué expérimentalement les mécanismes de réponse des arbustes en utilisant Betula glandulosa comme modèle d’étude. Nos résultats montrent que le couvert arbustif à Baie Déception est principalement dominé par B. glandulosa dont le recrutement semble augmenter depuis les années 2000. Toutefois, cette espèce reste pour l’instant relativement prostré, ne provoquant pas nécessairement les conséquences attendues sur l’environnement abiotique. Nous avons également montré expérimentalement que l’augmentation de la croissance arbustive se produirait en réponse à l’augmentation de la disponibilité en azote, un traitement appliqué pour simuler l’augmentation de l’activité des micro-organismes dans le sol en réponse au réchauffement. Nous avons aussi démontré que le broutement du caribou migrateur a un effet négatif cumulatif sur la croissance de B. glandulosa. Cette étude nous a donc permis de montrer d’une part que l’augmentation du couvert arbustif semble plutôt limitée à Baie Déception où elle pourrait être freinée par les effets combinés de conditions climatiques rigoureuses et de l’herbivorisme. D’autre part, nous avons montré que les herbivores ont un rôle non négligeable pour expliquer les changements de végétation dans les régions arctiques et subarctiques. / Generalized shrub expansion has been observed over the circumpolar Arctic in response to climate change. This phenomenon is causing major alterations to the biotic and abiotic environments, a consequence of the increased shrub growth in height. We characterised tundra shrub species dynamics in response to climate change and migratory caribou browsing. To do so, we evaluated dominant erect shrub species dynamics and tested experimentally how shrub responds to these disturbances, using Betula glandulosa as model species. Our results show that shrub cover in Deception Bay is mainly driven by B. glandulosa, a species with increasing recruitment since early 2000s. However, it seems that this species’ vertical structure remains low which might not modify the biotic and abiotic environment normally associated with shrub expansion. We also showed experimentally that increase in shrub growth is a result of enhanced soil nitrogen fertility, a proxy of increase microbiological activity in response to global warming. Moreover, we demonstrated that caribou browsing has a negative cumulative effect on B. glandulosa growth. Thus, we showed in this study that shrub expansion is rather limited in Deception Bay and might be slowed down by the combined effects of harsh climatic conditions and herbivores. Moreover, our study stressed that herbivores must be taken into account when predicting vegetation change in the tundra.

Les cervidés peuvent moduler la composition, la structure et les fonctions des écosystèmes forestiers qu'ils occupent. En broutant de manière sélective la régénération forestière, ils influencent l'abondance des espèces d'arbres du sous-bois, pouvant mener à un faible recrutement des espèces d'arbres consommées. Cependant, l'impact des cervidés est généralement étudié à fine échelle, rendant difficile la généralisation des connaissances actuelles à l'échelle de l'aire de distribution commune d'un cervidé et d'une espèce d'arbre. De plus, le comportement alimentaire des cervidés est directement influencé par la distribution spatiale des ressources, mais aussi indirectement par la distribution des prédateurs ou des types d'habitats où ils perçoivent un risque de prédation plus élevé, ces derniers étant qualifiés de paysages de la peur. L'évitement de certaines zones risquées par les cervidés pourrait mener à la création d'aires où la pression de broutement est faible, et donc créer des zones de régénération forestière à l'abri du broutement pour les espèces d'arbres sélectionnées dans l'alimentation. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer à large échelle l'impact de la variation spatio-temporelle de l'abondance du cerf de Virginie (Odocoileus virginianus) sur le recrutement du thuya occidental (Thuja occidentalis L.), une espèce d'arbre hautement sélectionnée, et d'évaluer si les routes forestières influencent le broutement du cerf de Virginie en générant un paysage de la peur. En utilisant des données écoforestières et de suivi de la grande faune à l'échelle du Québec et du Nouveau-Brunswick, nous avons détecté un effet négatif de l'abondance de cerfs et de la proximité à un ravage sur le recrutement des gaules de thuya. Nous avons constaté que la pression de broutement locale a aussi un impact négatif sur l'abondance de semis. Dans un deuxième temps, nous avons mesuré une faible pression de broutement à proximité de routes forestières, suggérant qu'elles peuvent représenter un paysage de la peur pour le cerf de Virginie. Cependant, puisque la régénération de thuya n'y était pas plus abondante, nous ne pouvons pas conclure que les routes forestières permettent la création de zones de régénération forestière à l'abri du broutement dans le contexte de notre étude. / By selectively feeding on forest regeneration, cervids influence the abundance of understory species, which can lead to recruitment failure for the consumed species. However, the impact of cervids on regeneration is generally studied at fine scales, making it difficult to generalize the current knowledge at the scale of the distribution range of co-occurring cervid and tree species. In addition, the foraging behavior of cervids is directly influenced by the spatial distribution of resources but also indirectly by the distribution of predators or of habitat types where they perceive a higher predation risk, the latter being qualified as a landscape of fear. The avoidance of risky zones by cervids could then lead to the creation of areas where browsing pressure is low, therefore providing safe spots for forest regeneration, especially for highly selected species. The objectives of this study were to determine over a broad scale the effect of the spatio-temporal variation of white-tailed deer (Odocoileus virginianus) abundance on northern white cedar (Thuja occidentalis L.) recruitment, a highly selected species, and evaluate if forest roads influence white-tailed deer browsing by creating a landscape of fear. By joining distinct forest and wildlife databases at the scale of Québec and New Brunswick, we detected a negative impact of deer abundance and proximity to deeryard on the recruitment of cedar saplings. We found that local browsing pressure also has a negative impact on the abundance of seedlings. Subsequently, we measured a low browsing pressure near forest roads, suggesting that they can represent a landscape of fear for deer. However, since cedar regeneration was not more abundant near forest roads, we cannot conclude that they allow the creation of safe spots for forest regeneration in the context of the present study.

Le centre d'usinage est un moyen de production onéreux. Son impact direct sur la qualité des pièces produites, rend de son audit une opération délicate et complexe.L'objectif des travaux s'intègre dans cette démarche globale.Il consiste à concevoir, pour des cas industriels, des méthodes et des outils de caractérisation statique, et dynamique des moyens d'usinage.Il s'agit de savoir caractériser de manière indépendante le comportement dynamiquede la machine et de l'outil afin de juger son aptitude à accomplir des usinages conformes. Dans la démarche qui sera présentée dans ce mémoire de thèse, les développements ont été orientés sur le comportement dynamique du système usinant Couple : Broche/Outil. / Machining centers are very costly. They have a direct impact on the produced parts quality. This fact makes of its audit a comlexe and important operation.The aim of this work is to develop, for industrial cases, methods for the static and the dynamic qualification of machining centers.It is proposed to apply a methodologies in order to evaluate the ability of different machining systems (Spindle/Tool) to run a machining operation in a stable way. The proposed methodologies are based on an experimental measurement of the dynamic behavior for the system including the spindle and the tool holder. Then, by coupling frequencies response functions, a new system (Spindle/Tool) FRF is predicted at the tool tip. Finally, the critical depth of cut is analytically calculated from the eigenvalues of the characteristic equation of the dynamic machining process.

Pour comprendre les relations plantes-herbivores, il ne faut pas seulement étudier les réponses des plantes, mais comment ces réponses influenceront la disponibilité de la ressource pour les herbivores. Ce mémoire vise à étudier cette interaction, en prenant comme modèle le caribou migrateur (Rangifer tarandus) et le bouleau glanduleux (Betula glandulosa Michx), à l'aide d'une expérience de simulation du broutement et de fertilisation en azote. Nos résultats indiquent que le bouleau est capable de compenser, c'est-à-dire recroître, suite à un broutement modéré du caribou. Cette compensation est indépendante de la disponibilité en azote, ce qui soutient le modèle de la ressource limitante, dont nous adaptons les prédictions pour une pression de broutement variable. De plus, même s'il y a compensation, la disponibilité en ressource pour le caribou diminue. Cette étude augmente notre compréhension de la relation entre le caribou et le bouleau, alors que les populations de caribous du Nunavik et du Nunatsiavut sont en déclin.

L'augmentation des températures et de la fréquence des dépositions azotées remarquées en Arctique depuis la fin du 20e siècle pourrait radicalement changer la disponibilité en nutriments pour la végétation de la toundra. Par ailleurs, les herbivores sont reconnus pour imposer une forte pression sur cette végétation via le broutement. Ce projet vise donc à déterminer au cours des deux dernières décennies (2003-2019): 1) quel phénomène entre le réchauffement climatique et les dépositions azotées transforme le plus la végétation des milieux humides de toundra ainsi que 2) quelle est la réponse temporelle de la végétation à une augmentation de la disponibilité en nutriments et 3) quel est l'impact du broutement sur la végétation en fonction du réchauffement climatique et des dépositions azotées. Une expérience de fertilisation simulant les apports en nutriments du réchauffement climatique et des dépositions azotées a été menée pendant 17 années dans les milieux humides de l'île Bylot, un site d'alimentation estivale de la Grande Oie des neiges dans le Haut-Arctique canadien. En plus de la fertilisation, des exclos ont été installés afin de soustraire une partie de la végétation à l'herbivorisme des oies. Nous avons constaté que les effets du réchauffement climatique sont plus importants que ceux des dépositions azotées et favorisent la transition d'une toundra à mousses vers une toundra à plantes graminoïdes. Cependant, cette transition était soumise à un décalage temporel allant jusqu'à 17 années, ce qui suggère une libération des nutriments par la décomposition des parties inférieures du tapis de mousse. Pour sa part, le broutement parles oies diminue davantage la productivité primaire et la litière des plantes graminoïdes que l'effet négatif du piétinement sur la croissance des mousses. Ainsi, l'herbivorisme par la Grande Oie des neiges favorise la stabilité des milieux humides de toundra dominés par les mousses en réponse au réchauffement climatique. / The increase in temperature and frequency of nitrogen deposition observed in the Arctic since the end of the 20th century could radically change the availability of nutrients for tundra vegetation. Moreover, herbivores are known to impose a strong pressure on this vegetation via grazing. This project aims to determine over the last two decades (2003-2019): 1) which phenomenon between global warming and nitrogen deposition is most likely to transform the vegetation of tundra wetlands; 2) what is the temporal response of vegetation to an increase in nutrient availability, and 3) what is the impact of grazing on vegetation in the context of global warming and nitrogen deposition. A fertilization experiment simulating nutrient contributions from global warming and nitrogen deposition was conducted for 17 years in the tundra wetlands of Bylot Island, a summer feeding site for Greater Snow Goose in the Canadian High Arctic. In addition to fertilization, exclosures were installed to prevent goose grazing and grubbing on the above and below ground vegetation. Results showed that over the past 17 years, the effects of global warming are more important than those of nitrogen deposition and promote the transition from moss-dominated tundra wetlands to graminoid-dominated tundra wetlands. However, this transition was subject to a time lag of up to 17 years, suggesting a release of nutrients via decomposition of the lower parts of the moss mat. On the other hand, goose grazing decreased primary productivity and litter biomass of graminoid plants more than trampling on moss growth. Thus, grazing by Greater Snow Geese promotes the stability of moss-dominated tundra wetlands in response to global warming.