La migration est un processus écologique permettant aux individus d’exploiter des habitats où les ressources alimentaires et les conditions environnementales fluctuent de façon saisonnière. Certaines espèces présentent une étonnante variabilité et imprévisibilité dans leurs comportements migratoires, notamment les migrateurs facultatifs. L’objectif général de cette thèse est de mieux comprendre l’écologie des espèces migratrices dont les déplacements sont imprévisibles durant la période hivernale et peuvent influencer la reproduction subséquente. Mon projet s’est penché sur le harfang des neiges, un prédateur aviaire considéré comme un migrateur nomade et irruptif (i.e. effectuant des migrations massives périodiquement). Les objectifs spécifiques étaient de déterminer la variabilité interindividuelle dans les mouvements, l’utilisation de l’habitat, la fidélité au site d’hivernage et la contribution de proies provenant de différents habitats au régime alimentaire du harfang en hiver par une approche intégrant plusieurs méthodes d’analyses. Pour ce faire, 31 femelles adultes ont été suivies par télémétrie satellitaire entre 2007-2016 afin de caractériser l’utilisation de l’espace et de l’habitat, et d’évaluer l’impact de différents facteurs environnementaux sur ceux-ci. L’analyse d’isotopes stables (¹³C et ¹⁵N) dans les plumes récoltées sur des individus pendant l’été a été utilisée pour mesurer la contribution des habitats terrestres et marins au régime alimentaire hivernal. Finalement, des données citoyennes sur l’abondance hivernale des harfangs issues du Christmas Bird Count, combinées à des mesures sur l’abondance des proies en été dans l’Arctique, ont permis d’apporter un éclairage nouveau sur les causes des irruptions hivernales de harfangs aux latitudes tempérées. Les suivis satellitaires ont confirmé la forte utilisation de l’Arctique et des milieux marins par le harfang en hiver. La couverture de neige et l’abondance des lemmings ont permis d’expliquer une partie de la variabilité interindividuelle dans l’utilisation de l’espace. Nous montrons aussi que les harfangs sont généralement constants d’une année à l’autre dans leur utilisation de zone latitudinale (Arctique vs milieux tempérés) et d’habitat (terrestre vs marin) durant l’hiver et qu’ils présentent une fidélité plus forte à leur site d’hivernage qu’à leur site de reproduction. Nos analyses démontrent que les irruptions hivernales périodiques dans les latitudes tempérées seraient en partie dues à un succès reproducteur élevé l’été précédent dans l’Arctique grâce à une forte abondance de nourriture. Ceci permet de déboulonner un mythe bien ancré selon lequel les espèces nordiques comme les harfangs migrent au sud en masse pendant l’hiver par manque de nourriture dans le Nord. L’analyse isotopique des plumes a confirmé que le milieu marin pouvait contribuer de façon importante au régime alimentaire du harfang en hiver. Une partie de la variabilité interindividuelle dans la contribution marine au régime alimentaire a pu être expliquée par leur utilisation de l’habitat tel que mesuré par les suivis satellitaires. Dans un contexte de changements globaux, le harfang, comme d’autres prédateurs arctiques mobiles qui connectent des écosystèmes distants, à la fois terrestres et marins, pourrait être affecté de plusieurs façons durant son cycle annuel. Les travaux de cette thèse contribuent à améliorer nos connaissances sur l’écologie des migrateurs facultatifs, en particulier chez les espèces aux mouvements imprévisibles. L’étude contribue également à améliorer notre compréhension des interactions entre les différentes périodes du cycle annuel des espèces migratrices et des liens entre écosystèmes qui sont générés par le mouvement des prédateurs. / Migration is an ecological process allowing individuals to exploit habitats where food resources and environmental conditions fluctuate seasonally. Some species have highly variable and unpredictable migratory behaviours, and especially facultative migrants. The general aim of this thesis is to better understand the wintering ecology of migratory species with unpredictable movement patterns during winter, which may affect their subsequent breeding. My project focused on the snowy owl, an avian predator considered both a nomadic and irruptive migrant. The specific objectives consisted in determining the interindividual variability in movements, habitat use, wintering site fidelity and contribution of prey from different habitats to their diet in winter through an approach integrating multiple analytical methods. To achieve this, 31 adult females were tracked by satellite telemetry between 2007-2016 to characterise space and habitat use and evaluate the impact of some environmental factors on them. Stable isotope analyses (¹³C et ¹⁵N) of feathers sampled on snowy owls in summer were used to estimate the contribution of marine and terrestrial habitats to their winter diet. Finally, citizen-based data on winter abundance of snowy owls from Christmas Bird Count coupled with estimates of summer prey abundance in the Arctic allowed to shed new lights on the causes of snowy owls’ winter irruptions at temperate latitudes. Satellite tracking confirmed the extensive use of the Arctic and marine environments by wintering snowy owls. Snow cover and lemming abundance could explain part of the interindividual variability in space use. We also show that snowy owls were generally consistent from one year to the next in their use of latitudinal zones (Arctic vs temperate areas) and habitats (terrestrial vs marine) in winter and that they showed a greater fidelity to wintering than to breeding sites. Our analyses show that periodic winter irruptions at temperate latitudes are at least in part attributable to high reproductive success during the preceding summer because of an abundance of food. These results allowed us to debunk a long-standing myth about irruptive snowy owls, stating that they migrate south massively because of a lack of food in the North. Feather isotopic analyses also confirmed that the marine environment could contribute significantly to the diet of snowy owls in winter. Part of the interindividual variability in the marine contribution to the diet could be explained by the habitat use of snowy tracked by satellite telemetry. In a context of global changes, the snowy owl, as other mobile arctic predators connecting distant ecosystems, both terrestrial and marine, could be affected in multiple ways during its annual cycle. The work presented in this thesis contributes to further our knowledge of the ecology of facultative migrants, particularly in species with unpredictable movement patterns. This study also contributes to further our understanding of the interactions among different parts of the annual cycle of migrating species and the links between ecosystems generated by the movements of predators.

L’évaluation du rôle joué par les interactions trophiques dans un écosystème est essentielle afin de comprendre sa structure. La prédation pourrait être particulièrement importante dans les réseaux trophiques simples caractérisés par une faible productivité primaire comme la forêt boréale ou la toundra arctique. Nous avons mesuré la pression de prédation imposée par les principales espèces d’oiseaux prédateurs sur les populations de petits mammifères dans la toundra en évaluant précisément leurs réponses numériques, fonctionnelles et totales à l’Île Bylot, Nunavut et à l’Île Herschel, Yukon, Canada. Nous avons ainsi pu démontrer que la pression de prédation imposée par les oiseaux prédateurs est très forte, et qu’elle serait suffisante pour limiter les populations d’une des deux espèces de lemmings pendant la saison estivale. Nous avons ensuite étudié les déplacements annuels du harfang des neiges (Bubo scandiacus) afin de mieux évaluer son rôle dans la dynamique spatiale de l’écosystème terrestre arctique. À l’aide de la télémétrie par satellite, nous avons pu déterminer que le harfang effectuait des déplacements exploratoires printaniers importants et démontrait une très grande dispersion reproductive annuelle. De plus, nous avons évalué les taux de survie et de reproduction annuels chez les femelles harfangs et avons démontré que ces oiseaux pouvaient se reproduire à chaque année dans un environnement où la disponibilité des ressources varie considérablement et de façon irrégulière d’une année à l’autre. Finalement, nous avons étudié l’utilisation hivernale de l’espace chez ces oiseaux. Nous avons ainsi pu démontrer les liens étroits qui existent entre écosystèmes puisque le harfang, un prédateur reconnu pour se spécialiser sur des proies terrestres, semble s’alimenter de proies marines pendant une partie importante de son cycle annuel. Globalement, nos résultats indiquent que les oiseaux prédateurs peuvent fortement influencer le fonctionnement du réseau trophique de la toundra. Leur rôle dans l’écosystème terrestre est aussi vraisemblablement modulé par leur mobilité et la présence de subsides allochtones. / Evaluation of the role played by predator-prey interactions in an ecosystem is essential to understand its food web structure. Predation has been suggested to be especially important in simple food webs characterized by a low primary productivity such as the boreal forest or the Arctic tundra. We first measured the predation pressure that the main species of predatory birds imposed on small mammal populations of the tundra by assessing precisely their numerical, functional and total responses on Bylot Island, Nunavut and Herschel Island, Yukon, Canada. We were able to show that the predation pressure imposed by predatory birds is very strong, and appears to be sufficient to limit the populations of one of the two species of lemmings during the summer. We then studied the annual movements of snowy owl (Bubo scandiacus) to better assess its role in the spatial dynamic of the Arctic terrestrial ecosystem. Using satellite telemetry, we showed that owls do extensive exploratory movements in spring and exhibit very large annual breeding dispersal movements. In addition, we evaluated the annual survival and reproduction rates in breeding female snowy owl and showed that these birds can breed every year in an environment where resource availability can vary considerably and irregularly from year to year. Finally, we investigated winter space use in this species. We were able to demonstrate the close links between ecosystems as snowy owls, well-known to specialize on rodents, seem to feed on marine prey for a significant part of their annual cycle. Globally, our results show that avian predators can greatly influence the tundra food web functioning. Their role is apparently modulated by their mobility and access to allochthonous subsidies.