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.

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 présence d’un oiseau sur un site est souvent liée à la quantité d’habitat dans le paysage environnant. Cependant, les superficies de territoire prises en compte par les différentes espèces sont inconnues. Des études ont démontrées que la présence de certaines espèces est associé à la quantité d’habitat à plus grande échelle. De plus, pour certaines espèces, la sensibilité à la quantité d’habitat semble varier selon l’échelle spatiale considérée. Le but de mon étude était donc de démontrer l’influence de l’échelle spatiale sur la relation entre la présence d’un oiseau et la quantité d’habitat disponible. Pour ce faire, j’ai évalué la réponse des oiseaux forestiers à la superficie d’habitat mesurée à l’intérieur de neuf rayons allant de 100 m à 24 km. J’ai utilisé les données du Programme de surveillance des oiseaux forestiers de l’Ontario (Forest Bird Monitoring Program, ou FBMP). Ce programme annuel, initié en 1987 par le Service Canadien de la Faune, est basé sur plusieurs centaines de points d'écoute répartis sur les parties sud et nord-ouest du territoire ontarien. À partir d’une image satellitaire LANDSAT-TM illustrant la couverture végétale, j’ai utilisé un indice de superficie d’habitat spécifique à chaque espèce, c’est-à-dire, reflétant les préférences relatives des oiseaux pour les forêts décidues, mixtes et conifériennes. Parmi les 52 espèces retenues, 49 étaient associées à la superficie d’habitat à l’intérieur d’au moins un des neuf rayons. Pour la majorité des espèces, l’association entre la présence et la superficie d’habitat variait dépendamment du rayon utilisé. Le rayon auquel l’association avec la superficie d’habitat était la plus forte dépendait de l’espèce considérée, rendant difficile toute généralisation à l’ensemble des espèces. Cette étude montre que la quantité d’habitat devrait être mesurée non seulement à l’échelle locale et à l’échelle du paysage, mais aussi à l’échelle régionale avant de tirer des conclusions sur l’association entre l’occurrence d’une espèce et la superficie de son habitat. / Songbird presence is often associated with the area of habitat in the surrounding landscape. However, the extent of landscape for which habitat area is assessed is generally unknown. Studies have already demonstrated that some species are associated with the amount of habitat at the regional scale and that for certain species, measures of area-sensitivity vary depending on the spatial scale used. My goal was to demonstrate the influence of spatial scale on apparent area-sensitivity of forest songbirds. I tested the response of forest songbirds to habitat area measured inside nine radii from 100 m to 24 km, based on Ontario’s Forest Bird Monitoring Program, a long-term project initiated in 1987 by the Canadian Wildlife Service. Songbird occurrence was obtained from point counts distributed across southern and northwestern Ontario. Area of coniferous, deciduous and mixed forest was derived from landsat-TM satellite imagery. I used species-specific measures of habitat area to account for differences in preferred forest stand types among species. Forty-nine of the 52 species studied were area-sensitive for at least one radius. For most species, area-sensitivity varied depending on the extent of landscape considered. The radius at which area-sensitivity was strongest also varied greatly among species, making generalizations across species difficult. As a result, interspecific comparisons of area-sensitivity were strongly dependent on the choice of spatial extent. This study shows that the amount of habitat should be measured not only at the local and landscape scale, but also at the regional scale before attempting to draw conclusions on the association between a species’ presence and the area of habitat.

Dans le cadre de cette étude, j’ai examiné la richesse spécifique des oiseaux et la biogéographie de fragments de forêt tropicale afin de comprendre et prédire les effets de la perte et de la fragmentation des habitats sur les oiseaux de paysages forestiers menacés à proximité du canal de Panama. Pour atteindre cet objectif, j’ai utilisé la relation superficie-espèce (species-area relationship, SAR), utilisée couramment en biologie de la conservation. Cependant, le modèle que j’ai utilisé ici diffère de la SAR originale puisqu’il ajoute les effets non aléatoires de la répartition de la diversité et des patrons de perte d’habitat, normalement ignorés dans les études de ce genre. Je démontre que ces patrons ne sont pas aléatoires. La diversité augmente graduellement à partir des forêts sèches et saisonnières du Pacifique, en allant vers les forêts humides sempervirentes de l’Atlantique. L’analyse de coefficients de direction (Path Analysis) révèle que la diversité aviaire est influencée principalement par l’hétérogénéité de l’habitat. L’humidité explique partiellement la diversité floristique, ainsi que l’âge de la forêt, la topographie et la superficie (taille et la configuration de l’habitat). De façon similaire, la perte d’habitat a résulté de plusieurs facteurs socio-économiques favorisant de manière prévisible l’urbanisation ou l’agriculture. En raison de la présence de deux agglomérations urbaines en croissance dans cette partie du Panama, la perte d’habitat devrait surtout se faire au profit de l’urbanisation. Les forêts sans protection, près des régions urbaines, des autoroutes ou des populations aisées paraissent en danger immédiat de conversion. Quand la SAR est ajustée afin d’inclure le gradient de diversité d’oiseaux et les scénarios de perte d’habitat plausibles, la perte projetée d’espèces est plus élevée que si on utilise la SAR originale. Le modèle prédit un déclin abrupt de la richesse en espèces suivant la perte de 24 % d’habitat à partir des forêts actuellement présente. Ce résultat peut avoir de sérieuses conséquences pour la conservation dans la région du canal de Panama et même d’autres régions dans les tropiques. Mes recherches appuient l’idée que la SAR «améliorée» permet des prédictions réalistes sur l’extinction locale d’espèces suivant la perte d’habitat, puisqu’elle tient compte de la répartition non aléatoire des espèces et des menaces non aléatoires de perte d’habitat. / In this study, I examined the biogeography of avian species richness in fragmented tropical forests in order to understand and predict the effect of habitat loss and fragmentation on avian diversity in endangered forested landscapes near the Panama Canal. To reach this goal, I used the species-area relationship (SAR), a commonly used tool of Conservation Biology. However, the model I employed here differed from the standard SAR since it added the effect of non-random distribution patterns of species richness, and the non-random patterns of habitat loss, both previously neglected. In this study, I show that neither pattern was random. Species richness increased gradually from the dry seasonal forests of the Pacific coast to the humid evergreen forests of the Atlantic coast. Richness was higher in intact mature humid forests with higher vegetation diversity, and in rugged topography (which supports the habitat heterogeneity hypothesis); it also followed area (in larger and continuous tracts of forests). Similarly, habitat loss happened according to two predictable socio-economic patterns: urbanization or conversion to agriculture. Habitat loss scenarios were derived from the strongest factors (biophysical or socio-economic). Owing to the presence of two major growing cities in our study area, most habitat loss is expected to occur following urbanization. Unprotected forests in proximity of urbanized areas, main highways or affluent populations may be in immediate danger of conversion. The species-area relationship used in this study, which included the distribution patterns of richness and the habitat loss scenarios, yielded more dramatic and realistic results, compared to the standard SAR. The model predicted a drastic decline in forest bird species richness following the loss of only 24 % of actual forests remaining, a phenomenon called fragmentation threshold. This result alone may have strong repercussions on conservation discussions in the Panama Canal region and other endangered landscapes in the tropics. The use of this “improved” SAR model in making projections of species loss following habitat loss in the tropics represent a tool that might be extremely useful in conservation since it takes into account non-negligible aspects previously omitted.

L'objectif de cette étude était de déterminer si la sensibilité à la structure des forêts observée chez plusieurs espèces de migrateurs Néotropicaux est reliée à leur comportement. Plus spécifiquement, j'ai mesuré la force de la relation entre la sensibilité à la structure des forêts des oiseaux forestiers et deux facteurs comportementaux : la réticence à traverser les milieux ouverts et la tendance à agréger les territoires. Les variations observées entre les espèces ont été mises en relation avec la sensibilité à la structure des forêts de ces mêmes espèces. Je montre que les espèces varient dans leur réticence à traverser les milieux ouverts et dans leur tendance à regrouper leurs territoires. Cependant, les variations entre les espèces ne permettent pas de prédire la sensibilité à la structure des forêts telle que mesurée par la probabilité d'occurrence. Mais la conservation de boisés de grande superficie pourrait servir à maintenir les espèces regroupant leurs territoires.

L’exploitation forestière implique la mise en place d’un dense réseau de routes. Au Canada, 15 000 km de nouvelles routes forestières sont construites annuellement, s’ajoutant ainsi à la fragmentation causée par l’exploitation de 6 100 km2 de forêt par an. De plus, la structure de la végétation proche des routes forestières est souvent différente de celle rencontrée ailleurs, ce qui pourrait influencer les comportements d’approvisionnement de la faune et ses déplacements. Les ouvertures du couvert forestier pourraient par conséquent affecter les patrons de déplacement de la faune, mais cette conséquence est peu documentée. Nous avons évalué le comportement de déplacement de la Martre d'Amérique (Martes americana) en réponse aux lisières forestières créées par les routes et les coupes, à la Forêt Montmorency, forêt d’enseignement et de recherche de 66 km2 localisée au nord de la ville de Québec, Canada. Durant 3 hivers, 84.6 km de pistes de martre ont été suivies à raquettes et géoréférencées par GPS. La répartition des pistes de Martre d’Amérique était indépendante de la proximité des lisières de routes et de coupe. Par contre, les martres avaient tendance à se déplacer de façon parallèle aux lisières, en lien avec l’occurrence plus élevée de ses deux principales proies, l’Écureuil roux (Tamiasciurus hudsonicus) et le Lièvre d’Amérique (Lepus americanus), à proximité des lisières de routes et de coupes. Cette association entre les proies et les lisières était elle-même associée aux changements de végétation à proximité des lisières. En conclusion, des attributs de végétation des lisières pourraient expliquer à la fois le patron de distribution des proies et indirectement, les déplacements des martres. / Large-scale forestry fills boreal landscapes with roads and clearcuts. In Canada alone, 15,000 km of new forestry roads are built annually, adding to habitat fragmentation caused by the logging of 6 100 km2 of forest annually. Furthermore, vegetation near forestry roads often differs from vegetation elsewhere, and may influence animal foraging and other movements. Gaps in the forest cover may therefore affect species distribution patterns, but underlying mechanisms are unknown most of the time. We asked whether and how American marten (Martes americana) respond to forest edges adjoining roads and clearcuts at the Montmorency Research Forest, a 66-km2 area north of Quebec City, Canada. We followed 84.6 km of marten tracks by snowshoe over 3 winters, and recorded their location with high-resolution GPS receivers. The distribution of marten tracks was independent of distance to road or clearcut edges. However, martens tended to move along edges, apparently because of the higher occurrence of prey (squirrels Tamiasciurus hudsonicus and hares Lepus americanus) near clearcut and road edges. High prey abundance near edges was itself associated to vegetation differences close to edges. I conclude that edge effects on vegetation affected prey distribution, which in turn affected marten movements.

On considère que les espèces résidentes d’oiseaux habitant les latitudes nord sont les espèces les plus exposées aux effets de la perte d’habitat et de la fragmentation de la forêt boréale. Nous connaissons très peu l’écologie hivernale des oiseaux boréaux résidents bien que la dynamique de leur population semble être fortement influencée par des événements qui ont lieu en-dehors de la saison de reproduction. Mon objectif était de déterminer comment l’augmentation de la densité des lisières forestières et la réduction de la proportion de forêt boréale mature influencent une espèce résidente d’oiseau. J’ai enregistré les mouvements de 85 volées hivernales de mésanges à tête brune (Poecile hudsonica) non marquées et de sept volées dont les membres étaient marqués individuellement avec des bagues de couleur. De janvier à mars (2004 et 2005), j’ai suivi des volées de mésanges en raquettes à la forêt Montmorency et j’ai enregistré leurs déplacements en temps réel en utilisant un récepteur GPS. Grâce aux volées d’individus marqués, j’ai découvert que les mésanges à tête brune comptent en moyenne 4 oiseaux par volée, occupent un territoire hivernal moyen de 14.7 ha et conservent les mêmes membres dans leur volée pendant l’hiver. À partir des déplacements de volées sur 74 km, les mésanges à tête brune préféraient fortement les peuplements forestiers matures (> 7m de hauteur), utilisaient un peu moins les peuplements d’arbres en régénération (4-7 m) et évitaient les jeunes peuplements (< 4 m) et les milieux ouverts. Les volées de mésanges ne s’intéressaient pas aux lisières forestières lorsqu’elles utilisaient des peuplements forestiers matures. Par contre, dans les peuplements en régénération, les volées étaient plus près des lisières ouvertes (41±6 m) ainsi que des lisières de peuplements forestiers matures (11±2 m) que prévu. Les volées de mésanges à tête brune n’évitaient pas les lisières exposées durant des conditions hivernales difficiles. Une augmentation de la densité des lisières, due à la coupe totale dans les forêts boréales, ne réduit pas nécessairement la qualité des parties de forêt restantes pour la saison hivernale des mésanges à tête brune et ce, même pendant des températures inclémentes. Par contre, j’arrive à la conclusion que l’exploitation forestière réduira l’habitat hivernal optimal de cette espèce. / Resident bird species inhabiting northern latitudes are considered to be the species most exposed to the effects of habitat loss and fragmentation of boreal forests. Despite the fact that their population dynamics appear to be strongly determined by events occurring during the non-breeding season, we have little knowledge of the winter ecology of boreal birds. My objective was to determine how increasing edge densities and reducing the proportion of mature boreal forest will affect a resident bird species. I recorded movements of 85 unmarked and seven colour banded winter flocks of the little-known Boreal Chickadee (Poecile hudsonica), in a 66 km2 boreal forest harvested for timber near Quebec City, Quebec, Canada. From January-March (2004 and 2005), I followed flocks on snowshoes and recorded their paths in real time using a handheld GPS receiver. Using marked individuals, I found winter Boreal Chickadee flocks included an average of 4 individuals, occupied a mean winter home range of 14.7 ha and showed stable membership. Based on 74 km of flock movements, Boreal Chickadees strongly preferred mature forest (> 7 m in height), used regenerating forest (4-7 m) to a lesser extent and avoided younger stands (< 4 m) and open areas. Chickadee flocks showed no response to forest edges when using mature forest stands. However, inside regenerating forest, flocks were significantly closer to both open edges (41 ± 6 m) and mature forest boundaries (11 ± 2 m) than would be expected from random use of the habitat. Boreal Chickadee flocks did not avoid exposed edges during harsh weather conditions. In fact, on colder days, they were found disproportionately more often along edges between mature and regenerating stands. Increasing edge densities, resulting from clearcutting in boreal forest, does not necessarily reduce the winter suitability of remaining forest patches, even under inclement weather. However, I conclude that forest harvesting will result in a reduction of optimal wintering habitat for this species.

Dans un contexte d’aménagement forestier, la dynamique spatio-temporelle des habitats est susceptible d'isoler les oiseaux nicheurs durant des périodes de plusieurs années, exerçant une pression pour une grande mobilité chez les oiseaux en dispersion. Les grandes distances migratoires de certaines espèces s'ajoutent aux pressions favorisant la mobilité. Par contre, les déplacements dans un feuillage dense peuvent imposer de fortes contraintes aux attributs conférant une grande mobilité aux oiseaux. Du point de vue de la conservation, il serait très utile de prévoir la réponse des différentes espèces d'oiseaux à la fragmentation de leur habitat, à partir de leurs traits écologiques. La morphologie des ailes d’oiseau, notamment la projection des rémiges primaires, est un indicateur clé de mobilité, et pourrait donc servir à de telles prédictions. Malgré les contraintes aérodynamiques, la projection primaire varie considérablement d’une espèce à l’autre. Afin de mieux comprendre les facteurs déterminant cette diversité, j’ai mesuré les ailes de 1017 spécimens vivants de 22 espèces d’oiseaux à la Forêt Montmorency (Québec) en 2013 et 2014. Conformément à mes prédictions, les espèces d’oiseaux dont la projection des primaires était plus longue migrent sur de plus longues distances et vivent dans des habitats ayant un faible indice de densité végétale. Par contre, je n'ai trouvé aucun lien entre la densité moyenne des populations en nidification, un indicateur d'isolement, et la morphologie des ailes. Ces résultats suggèrent que les réponses variées des oiseaux forestiers face à la fragmentation de leurs habitats seraient difficilement prévisibles par la morphologie liée au vol. Mots clés : fragmentation d’habitat, isolement de l’habitat, morphologie des ailes, écomorphologie, distance migratoire, densité de végétation. / In a forest management context, spatiotemporal dynamics of habitats may isolate nesting birds for several years, thus favoring individuals with greater mobility during dispersal. Great migration distances in some species add to the factors selecting for greater mobility. However, high foliage density may exert a negative influence on morphological attributes conferring great mobility. It would be useful from a conservation perspective, to predict responses of different species to habitat fragmentation based on their traits. Wing morphology, particularly the projection of primary flight feathers, is a key indicator of mobility, and could help such predictions. Despite strong aerodynamic constraints, primary projection varies considerably among species. To better understand factors leading to interspecific differences in mobility, I measured the wings of 1017 live birds of 22 species in 2013 and 2014. Bird species that had a longer primary projection migrate over long distances and are tended to live in habitats with low density index, in accordance to our predictions. However, I found no link between the mean breeding population density, an indicator of isolation, and primary projection. Those results suggest that the varied responses of forest birds to habitat fragmentation would be difficult to forecast based on wing morphology. Keywords: habitat fragmentation, isolation of habitat, wing morphology, trait-based ecology, migration distance, vegetation density.

L’objectif général de cette thèse est de développer des modèles mécanistes de l’utilisation de l’espace qui sont basés sur les déplacements des animaux, afin de comprendre et d’anticiper la répartition spatiale des populations animales dans des environnements hétérogènes et dynamiques. J’utilise et je développe des méthodologies qui intègrent autant la modélisation mathématique de la dynamique spatio-temporelle des déplacements que des analyses statistiques de données simulées et empiriques de déplacement. Dans mon premier chapitre, j’effectue une série de simulations afin de clarifier combien de grappes sont nécessaires lors d’une estimation par équations d’estimation généralisées, pour correctement tenir compte de la corrélation dans les données de déplacement et obtenir des inférences robustes sur la sélection de l’habitat. Mes simulations révèlent que 30 individus indépendants, chacun étant assigné à une grappe, suffisent pour éviter la mesure biaisée de l’incertitude sur la sélection de l’habitat lors des déplacements dans un environnement hétérogène. Dans le cas où moins de 30 individus sont disponibles, il est possible d’augmenter le nombre de grappes en divisant les données des individus, cependant il faut s’assurer de la présence d’une autocorrélation temporelle et d’une faible hétérogénéité interindividuelle dans les données. Dans mon deuxième chapitre, je développe un modèle statistique de déplacement permettant d’identifier différentes phases comportementales par lesquelles passent les individus (p. ex., alimentation, déplacements entre les parcelles de ressource) et de révéler la sélection de l’habitat spécifique à chaque phase, pour l’ensemble de la population et à partir de données collectées irrégulièrement. L’analyse de données simulées et empiriques de déplacement de trois grands herbivores dont le bison des prairies (Bison bison bison), le cerf à queue noire (Odocoileus hemionus) et le zèbre des plaines (Equus quagga) démontrent la robustesse et la bonne capacité de prévision du modèle. Cet outil statistique est également flexible puisque j’évalue différents processus écologiques à partir de ces données tels que l’alimentation, la migration ou encore les réponses comportementales face à un prédateur. De plus, je montre la nécessité de tenir compte des phases comportementales pour correctement caractériser la sélection de l’habitat lors des déplacements des animaux. Le développement mathématique que j’ai effectué dans mon troisième chapitre permet de coupler les déplacements des individus au sein d’un réseau de parcelles de ressources et le temps de résidence dans les parcelles afin de prévoir, de façon mécaniste, la répartition spatiale d’une population dans un environnement hétérogène. De plus, j’illustre une méthodologie pour identifier et prévoir le réseau théorique le plus représentatif de l’espèce étudiée. Je démontre à partir de l’application du modèle aux données de bisons des prairies, que la topologie du réseau théorique est cruciale pour correctement anticiper l’utilisation de l’espace d’une population, ainsi que pour implémenter des plans de gestion ou de conservation les plus réalistes possibles. Dans mon chapitre 4, je teste empiriquement la robustesse d’un réseau de parcelles de ressources lorsque celui-ci est perturbé par une fragmentation anthropique du paysage. Les résultats révèlent que les caribous des bois (Rangifer tarandus caribou) reconnectent certaines parcelles favorisant ainsi la robustesse du réseau. Cependant, les prévisions de la répartition spatiale des individus obtenues en utilisant le modèle mécaniste développé dans le chapitre 3 démontrent que, malgré la reconnexion, l’utilisation des parcelles de ressources par les caribous change suite à la perturbation. De plus, ce changement est plus soutenu lorsque ce sont les parcelles les plus connectées (c.-à-d., les pôles) qui sont fragmentées. Ma thèse apporte une contribution méthodologique pour mieux tenir compte de la corrélation dans les données de déplacement et intégrer les phases comportementales lors de l’analyse de la sélection de l’habitat dans des paysages hétérogènes. Mon travail permet aussi de faire le lien entre la théorie des réseaux et l’utilisation de l’espace pour prévoir d’une façon mécaniste la répartition spatiale des populations animales dans des environnements hétérogènes et dynamiques. Mon doctorat donne également lieu à une évaluation du contexte dans lequel la théorie des réseaux peut s’appliquer à l’écologie spatiale. Finalement, ma thèse vient améliorer notre compréhension mécaniste des déplacements de quatre espèces de grands herbivores. / In my thesis, I develop mechanistic models of space use based on animal movement, to understand and to predict population distribution in heterogeneous and dynamic landscapes. Used and developed methodologies couple mathematical modelling of the spatio-temporal dynamics of animal movement together with statistical analysis of simulated and empirical movement datasets. In my first chapter, I proceed in a series of simulations to clarify how many clusters are needed when using generalized estimating equations to correctly account for the correlation in movement data and to obtain robust inference on habitat selection. My simulations reveal that 30 independent individuals, each assigned to a cluster, are sufficient to avoid biased evaluation of the uncertainty on habitat selection along movement in heterogeneous environments. When less than 30 individuals are available, destructive sampling can be used but solely when temporal correlation is present and inter-individual heterogeneity is low in the data. In my second chapter, I develop a statistical movement model that allows to identify successive behavioral phases (e.g., foraging phase, inter-patch movement) together with behavior-specific habitat selection parameters, over the whole population and using temporally irregular data. Analysis of simulated and empirical movement data from three large herbivores including plains bison (Bison bison bison), mule deer (Odocoileus hemionus) and plains zebra (Equus quagga) show the robustness and the high predictive capacity of the model. This statistical tool is also flexible since I assess multiple ecological processes from those datasets such as foraging behavior, migratory behavior or prey-predator interactions. In addition, I show how accounting for behavioral phases in habitat selection analysis is crucial to correctly characterize habitat selection along animal movement. In my third chapter, I develop a mathematical framework to couple movement of individuals among a network of resource patches with residency time in patches to mechanistically predict space use in heterogeneous landscapes. In addition, I illustrate a methodology to identify and predict the most representative theoretical network for the target species. I show from model application on data of plains bison that the theoretical network topology is crucial to correctly infer population space use and implement realistic management and conservation planning. In my chapter 4, I empirically assess the robustness of a network of resource patches following landscape fragmentation from anthropogenic source. The analysis shows that woodland caribou (Rangifer tarandus caribou) reconnect some patches, thus causing robustness in their spatial networks. However, predictions on space use from the mechanistic model developed in chapter 3 reveal that, despite the rewiring, patch use change following the fragmentation. Moreover, this change is stronger when the most connected patches (i.e., the hubs) are impacted. My thesis provides a methodological contribution to better account for correlation in movement data and integrate behavioral phases in habitat selection analysis in heterogeneous landscapes. Besides, my work links network theory and space use to mechanistically predict population distribution in heterogeneous and dynamic environments. My research also assesses the context in which network theory can be applied to spatial ecology. Finally, my thesis improves our mechanistic understanding of animal movement in four species of large herbivores.