Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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

Nous avons cherché des relations empiriques entre l’abondance des macrophytes submergés et le développement résidentiel du bassin versant, les propriétés du lac et la présence de milieux humides dans 34 lacs de la région des Laurentides et de Lanaudière sélectionnés à travers un gradient de développement résidentiel. Les macrophytes submergés ont été échantillonnés par méthode d’échosondage à l’intérieur de la zone littorale. L’abondance moyenne des macrophytes a ensuite été estimée à l’intérieur de quatre zones de croissance optiquement définies (profondeur maximale = 75 %, 100 %, 125 % et 150 % de la profondeur de Secchi) ainsi qu’à l’intérieur de toute la zone littorale. L’occupation humaine a été considérée selon trois échelles spatiales : celle présente 1- dans un rayon de 100 mètres autour du lac, 2- dans la fraction du bassin versant qui draine directement vers le lac et 3- dans le bassin versant en entier. Nous avons aussi testé, lac par lac, l’effet de la pente locale sur l’abondance des macrophytes. Nous avons observé des corrélations positives et significatives entre l’abondance des macrophytes submergés et l’occupation humaine de l’aire de drainage direct (r > 0.51). Toutefois, il n’y a pas de relation entre l’abondance des macrophytes submergés et l’occupation humaine de la bande de 100 mètres entourant le lac et du bassin versant entier. Les analyses de régression multiple suggèrent que l’abondance des macrophytes submergés est faiblement corrélée avec l’aire du lac (+) et avec la présence de milieux humides dans le bassin versant entier (-). Localement, l’abondance des macrophytes est reliée à la pente et à la profondeur qui expliquent 21% de la variance. Les profondeurs de colonisation maximale et optimale des macrophytes submergés sont corrélées positivement au temps de résidence et à la profondeur de Secchi et négativement à l’occupation humaine et à l’importance des milieux humides. / We searched for empirical relationships between whole-lake submerged macrophyte abundance and residential development, lake properties and wetlands in 34 lakes from the Laurentides-Lanaudière region subjected to a wide range of residential development. Submerged macrophyte abundance was assessed by echosounding of the entire littoral zone. Human encroachment was measured at three spatial scales: Within 1- a 100 m-wide buffer strip circling the lake, 2- the fraction of the watershed that drains directly into the lake and 3- the entire watershed. Single and multiple regression were used to test the effect of residential development on macrophyte abundance in the entire littoral zone and within four optical growth zones defined by Secchi depth. The local effect of slope on local macrophyte abundance was also tested in individual lakes. We found significant positive correlations between submerged macrophyte abundance and dwelling density present within the direct drainage area (r > 0.51). In contrast, there was no significant relation between macrophyte abundance and human occupation of the 100 m-wide buffer circling lake and the entire watersheds. Multiple regression analysis suggest that submerged macrophyte abundance is weakly correlated with lake area (+) and wetland importance within the entire watershed (-). Locally, macrophyte abundance is related to slope and depth which explained together 21% of the variance. Maximum and optimum colonization depths of submerged macrophytes were positively correlated to residence time and Secchi depth and negatively to human occupation and to wetland importance.

Cette thèse présente PARDISIM, un modèle de simulation qui propose une approche économique institutionnelle pour la simulation du processus de développement résidentiel. Plutôt que de modéliser le développement résidentiel comme le résultat de choix de localisation au niveau des ménages, PARDISIM met l'accent sur les objectifs et les interactions des acteurs du développement résidentiel. L'idée est que les acteurs du développement, y compris les autorités publiques d'aménagement, jouent un rôle important dans le processus de développement résidentiel. L'approche est donc top-down et se démarque des approches habituelles bottom-up. Les premiers résultats obtenus montrent que PARDISIM est capable de produire des configurations spatiales réalistes.

Cette recherche porte sur la mise en oeuvre de stratégies visant à stimuler le développement résidentiel au centre-ville de Montréal depuis la fin des années 1980 . En nous appuyant sur une double étude de cas portant sur le redéveloppement de deux friches périphériques à la vieille ville, le faubourg Québec et le faubourg des Récollets, nous montrons comment les pouvoirs publics locaux peuvent, par le biais de diverses mesures incitatives, faire converger les stratégies d’affaires des promoteurs immobiliers avec les objectifs urbanistiques de l’administration. D’une manière parfois improvisée, les pouvoirs publics montréalais ont ainsi mis en place un système d’opportunités et de contraintes dans le but d’inciter les promoteurs à investir dans les faubourgs. Notre recherche constate que bien que le système mis en place par les pouvoirs publics ait laissée indifférente une majorité de promoteurs, il a néanmoins permis à un petit nombre d’entre eux de se tailler une place sur le marché, ceux-ci pouvant maintenant jouer un rôle actif dans le renouvellement du centre-ville, et ce bien au-delà des limites des faubourgs. / This thesis looks at the design and the implementation of strategies aimed to stimulate the development of residential neighbourhoods in downtown Montreal since the end of the 1980s. Following from a double case study about the redevelopment of two derelict industrial districts next to Old Montreal, the faubourg Quebec and the faubourg des Récollets, we show how local authorities can, by means of a bundle of incentives, encourage the investment of property developers in order to make their business plans converge with the goals of the local planning authorities. In a rather improvised manner, the Montreal government set up a combination of « opportunities » and « constraints » to entice partnerships with the private sector in order to foster the development of the two districts. Our results show that although the system set up by authorities left indifferent a majority of developers, it nevertheless allowed a small number of them to establish themselves in a now very profitable share of the Montreal real estate market.

L’effet du développement résidentiel des bassins versants sur l’habitat et la distribution des macrophytes dans le littoral de six lacs des Laurentides a été évalué à l’aide de carottes de sédiments et de quadrats. Le développement augmente la proportion de milieux déboisés ce qui réduit l’apport en débris de bois et augmente l’érosion et les apports de nutriments dans les sédiments du littoral. Les sédiments sont plus fins, plus denses et contiennent moins de matière organique. Ces changements favorisent les macrophytes en augmentant leur couverture dans les lacs développés. La présence d’espèces submergées de macrophytes est également favorisée au détriment des espèces à feuilles flottantes, plus caractéristiques des lacs moins développés. Même si la biomasse des macrophytes est limitée dans certains lacs, celle-ci augmente dans les lacs développés et montre des signes d’un effet tampon sur les apports de nutriments. Des quantités équivalentes à des valeurs entre 35 et 230% des apports annuels de phosphore et entre 79 et 659% des apports d’azote par les résidents ont été accumulées dans les tissus des macrophytes des lacs dont le bassin versant est très déboisé. Les sédiments s’enrichissent à la sénescence des macrophytes et contiennent alors plus de nutriments que la colonne d’eau et ce, pour tous les lacs. Une présence accrue d’espèces submergées et plus de nutriments dans les tissus des macrophytes des lacs développés, jumelés à l’absence de prolifération de phytoplancton malgré un plus grand apport de nutriments, laisse penser que les lacs des Laurentides sont en état d’eutrophisation précoce. / Effects of residential development on macrophyte habitat and distribution in the littoral zone of six lakes of the Laurentian region were assessed with quadrats and small cores. Residential development increases the proportion of open area which reduces coarse woody debris inputs and enhances erosion and nutrient inputs into the sediments. Sediments are then finer, more compact and contain less organic matter. With less important proportion of forested area in developed watersheds, nutrients inputs are then more important in sediment as well. These changes in macrophyte habitats enhance coverage of the littoral by aquatic plants in developed lakes. Submerged species are also favoured at the expense of floating species that are more typical of pristine conditions. Despite the limitation of aquatic plants biomass in some lakes, macrophyte biomass is higher in developed lakes and showed signs of a buffering effect on nutrient inputs, especially for phosphorus. Macrophyte nutrient content represented values between 35 and 230% of annual phosphorus inputs by residents on the shore of developed lakes and between 79 and 659% of the annual nitrogen inputs. Sediments are enriched by macrophytes at their senescence and therefore contain more nutrients than the water column and macrophytes for all lakes. The greater presence of submerged macrophytes, and the higher amount of nutrients in macrophytes of developed lakes combined with absence of phytoplankton blooms in spite of greater nutrient supply, suggests that Laurentian lakes are in an early stage of eutrophication.

Cette thèse présente PARDISIM, un modèle de simulation qui propose uneapproche économique institutionnelle pour la simulation du processus dedéveloppement résidentiel. Plutôt que de modéliser le développement résidentielcomme le résultat de choix de localisation au niveau des ménages, PARDISIMmet l’accent sur les objectifs et les interactions des acteurs du développementrésidentiel. L’idée est que les acteurs du développement, y compris les au-torités publiques d’aménagement, jouent un rôle important dans le processusde développement résidentiel. L’approche est donc top-down et se démarquedes approches habituelles bottom-up. Les premiers résultats obtenus montrentque PARDISIM est capable de produire des configurations spatiales réalistes. / This thesis presents PARDISIM, a simulation model that takes an institutionaleconomic approach in the simulation of the residential development process.Rather then modelling the residential development as the result of locationchoices at household level, PARDISIM focusses on the objectives and interac-tions of development actors. The idea behind this approach is that developmentactors, including public planning authorities, play an important role in the pro-cess of residential development. The model is top-down whereas the most recentefforts by other scholars focus instead on a bottom-up approach. Initial testingshows that PARDISIM is capable of producing realistic spatial patterns. / Dit proefschrift presenteert PARDISIM, een simulatiemodel dat een institu-tioneel economische benadering toepast in de simulatie van de ontwikkeling vanwoningbouw. In plaats van deze ontwikkeling te definiëren als gevolg van locatiekeuzes op huishoudniveau, richt PARDISIM zich op de doelstellingen en de in-teracties van actoren met een professioneel belang in de stedelijke ontwikkeling.Het idee achter deze aanpak is dat deze actoren, waaronder ondermeer localeoverheden, een belangrijke rol spelen in het proces van de ontwikkeling vanwoningbouw. Het model is top-down terwijl de meest recente inspanningen inde literatuur een bottom-up benadering toepassen. Uit de eerste testresultatenblijkt dat PARDISIM in staat is realistische, ruimtelijke configuraties te pro-duceren.

L’effet du développement résidentiel des bassins versants sur l’habitat et la distribution des macrophytes dans le littoral de six lacs des Laurentides a été évalué à l’aide de carottes de sédiments et de quadrats. Le développement augmente la proportion de milieux déboisés ce qui réduit l’apport en débris de bois et augmente l’érosion et les apports de nutriments dans les sédiments du littoral. Les sédiments sont plus fins, plus denses et contiennent moins de matière organique. Ces changements favorisent les macrophytes en augmentant leur couverture dans les lacs développés. La présence d’espèces submergées de macrophytes est également favorisée au détriment des espèces à feuilles flottantes, plus caractéristiques des lacs moins développés. Même si la biomasse des macrophytes est limitée dans certains lacs, celle-ci augmente dans les lacs développés et montre des signes d’un effet tampon sur les apports de nutriments. Des quantités équivalentes à des valeurs entre 35 et 230% des apports annuels de phosphore et entre 79 et 659% des apports d’azote par les résidents ont été accumulées dans les tissus des macrophytes des lacs dont le bassin versant est très déboisé. Les sédiments s’enrichissent à la sénescence des macrophytes et contiennent alors plus de nutriments que la colonne d’eau et ce, pour tous les lacs. Une présence accrue d’espèces submergées et plus de nutriments dans les tissus des macrophytes des lacs développés, jumelés à l’absence de prolifération de phytoplancton malgré un plus grand apport de nutriments, laisse penser que les lacs des Laurentides sont en état d’eutrophisation précoce. / Effects of residential development on macrophyte habitat and distribution in the littoral zone of six lakes of the Laurentian region were assessed with quadrats and small cores. Residential development increases the proportion of open area which reduces coarse woody debris inputs and enhances erosion and nutrient inputs into the sediments. Sediments are then finer, more compact and contain less organic matter. With less important proportion of forested area in developed watersheds, nutrients inputs are then more important in sediment as well. These changes in macrophyte habitats enhance coverage of the littoral by aquatic plants in developed lakes. Submerged species are also favoured at the expense of floating species that are more typical of pristine conditions. Despite the limitation of aquatic plants biomass in some lakes, macrophyte biomass is higher in developed lakes and showed signs of a buffering effect on nutrient inputs, especially for phosphorus. Macrophyte nutrient content represented values between 35 and 230% of annual phosphorus inputs by residents on the shore of developed lakes and between 79 and 659% of the annual nitrogen inputs. Sediments are enriched by macrophytes at their senescence and therefore contain more nutrients than the water column and macrophytes for all lakes. The greater presence of submerged macrophytes, and the higher amount of nutrients in macrophytes of developed lakes combined with absence of phytoplankton blooms in spite of greater nutrient supply, suggests that Laurentian lakes are in an early stage of eutrophication.

Cette recherche porte sur la mise en oeuvre de stratégies visant à stimuler le développement résidentiel au centre-ville de Montréal depuis la fin des années 1980 . En nous appuyant sur une double étude de cas portant sur le redéveloppement de deux friches périphériques à la vieille ville, le faubourg Québec et le faubourg des Récollets, nous montrons comment les pouvoirs publics locaux peuvent, par le biais de diverses mesures incitatives, faire converger les stratégies d’affaires des promoteurs immobiliers avec les objectifs urbanistiques de l’administration. D’une manière parfois improvisée, les pouvoirs publics montréalais ont ainsi mis en place un système d’opportunités et de contraintes dans le but d’inciter les promoteurs à investir dans les faubourgs. Notre recherche constate que bien que le système mis en place par les pouvoirs publics ait laissée indifférente une majorité de promoteurs, il a néanmoins permis à un petit nombre d’entre eux de se tailler une place sur le marché, ceux-ci pouvant maintenant jouer un rôle actif dans le renouvellement du centre-ville, et ce bien au-delà des limites des faubourgs. / This thesis looks at the design and the implementation of strategies aimed to stimulate the development of residential neighbourhoods in downtown Montreal since the end of the 1980s. Following from a double case study about the redevelopment of two derelict industrial districts next to Old Montreal, the faubourg Quebec and the faubourg des Récollets, we show how local authorities can, by means of a bundle of incentives, encourage the investment of property developers in order to make their business plans converge with the goals of the local planning authorities. In a rather improvised manner, the Montreal government set up a combination of « opportunities » and « constraints » to entice partnerships with the private sector in order to foster the development of the two districts. Our results show that although the system set up by authorities left indifferent a majority of developers, it nevertheless allowed a small number of them to establish themselves in a now very profitable share of the Montreal real estate market.

L’accélération du processus d’urbanisation, constatée à l’échelle mondiale depuis les dernières décennies, conduit à une artificialisation progressive des milieux naturels. La construction d’infrastructures de transport ou de nouveaux bâtiments fragmente les paysages de manière irréversible et cause une réduction des habitats écologiques et de leur connectivité. Le maintien de la fonctionnalité des réseaux écologiques, s’intègre désormais dans les politiques d’aménagement du territoire ou d’urbanisme soucieuses de la préservation de la biodiversité.En se focalisant plus particulièrement sur les évolutions urbaines à l’horizon 2030 dans l’Aire Urbaine de Besançon (développement résidentiel et variations de trafic routier), cette thèse cherche à évaluer l’impact potentiel des formes d’urbanisation sur la connectivité des réseaux écologiques des espèces animales. Ce travail de recherche privilégie l’approche par la modélisation en s’inscrivant à la fois dans le champ de la géographie théorique et quantitative et de l’écologie du paysage.L’application de cette démarche se fait en trois étapes : (1) simuler le développement résidentiel et ses évolutions de trafic associées à l’horizon 2030, à l’aide de cinq scénarios prospectifs présentant des formes urbaines différenciées ; (2) modéliser les réseaux écologiques de plusieurs espèces animales avec des graphes paysagers construits à partir de cartes d’occupation du sol et de données écologiques ; et (3) évaluer les impacts potentiels de chaque scénario sur les réseaux écologiques à partir de ces graphes à l’aide de métriques de connectivité, par mesure de la perte de connectivité imputable à chaque scénario de développement résidentiel.Les résultats obtenus montrent que les formes de villes denses et compactes, contrairement aux villes étalées, sont celles qui favorisent le mieux le maintien des connectivités écologiques pour la plupart des groupes d’espèces analysés. Des analyses plus approfondies mettent en avant la contribution importante des variations de trafic aux impacts écologiques de chaque scénario.D’après les analyses de sensibilité effectuées, le modèle utilisé est robuste, ce qui montre l’intérêt de la modélisation dans le processus d’aide à la décision pour la protection environnementale et la planification urbaine afin de penser la ville de demain de manière durable. / The global increase of urbanization during the past decades have induced a progressive artificialization of natural environments. The building of transport infrastructures and new housings causes a landscape fragmentation in an irreversible way and a strong decrease of the connectivity of ecological habitats. Maintaining the functionality of ecological networks is becoming a major goal of sustainable urban planning policies. With a special focus on urban evolutions in the horizon 2030 in the urban area of Besançon in eastern France (residential development and road traffic evolutions), this thesis aims to assess the potential impact of urban forms on landscape connectivity of animal species’ ecological networks. This research work promotes a modelling approach both on the field of theoretical and quantitative geography and landscape ecology.This approach follows three main steps: (1) simulating residential development and its associated road traffic changes using five prospective scenarios of differentiated urban forms; (2) modelling landscape graphs of various animal species using land-cover maps and ecological data; (3) assessing the potential impacts of each scenario on ecological networks from these graphs using connectivity metrics, with measures of the connectivity decrease attributable to each residential development scenario. Contrary to sprawled cities, the results show that compact and dense urban forms best promote the maintenance of ecological connectivity for the majority of species groups. Further analysis highlights the great contribution of road traffic evolutions regarding the ecological impacts of each scenario.According to some sensitivity analysis, the model used is quite robust. It demonstrates the interest of modelling in the decision-making process for environmental conservation and urban planning to think out the city of tomorrow in a sustainable way.