Rares, discrets, fascinants et sanguinaires sont autant d'adjectifs utilisés en Europe pour qualifier les grands carnivores qui arpentent nos forêts. La dégradation de leur habitat et la raréfaction de leurs proies, associées au folklore qui les entoure, ont engendré de nombreux conflits avec l'Homme et les ont menés à disparaître de la plupart de leurs aires historiques de répartition. Depuis, ces espèces ont le statut d'espèces protégées dans la plupart des pays européens. Ce statut est notamment garanti pour la plupart par la Directive Habitat et la convention de Berne. Ces textes législatifs ont permis d'instaurer un contexte favorable pour un retour progressif de ces espèces au sein de nos écosystèmes. Afin de remplir les exigences instaurées par ces différents textes législatifs, il était nécessaire d'améliorer les connaissances scientifiques sur l'écologie de ces espèces et la dynamique de leurs populations. Les pays européens ont ainsi déployé des efforts considérables afin de contribuer à une connaissance globale et à une gestion durable des grands carnivores. Ces efforts ne sont clairement pas homogènes entre l'ours, le loup et le lynx. Le premier enjeu de cette thèse était donc d'évaluer les facteurs pouvant expliquer l'hétérogénéité d'investissement dans la conservation de ces espèces en Europe. Ce chapitre repose à la fois sur des critères écologiques des populations locales et sur des critères économiques des pays considérés. Le premier résultat fort de cette étude montre que l'ours et le lynx auraient un même profil et bénéficieraient du même intérêt pour les scientifiques européens, le loup différant de ces deux espèces. Le second résultat probant révèle que les travaux de recherche seraient davantage orientés vers les populations à forts effectifs plutôt que vers les petites populations. L'investissement scientifique dans ce premier chapitre est en partie quantifié par l'effort investi dans le suivi des populations, qui reste un véritable défi pour les grands carnivores. En effet, le comportement discret de ces espèces, leur faible densité et leur besoin de grands espaces sont autant de contraintes pour leur suivi qui requiert alors d'importants moyens humains et financiers. Le suivi des effectifs du lynx boréal (Lynx lynx), en France, est un exemple révélateur de ces contraintes. Il reposait jusqu'à récemment sur la collecte d'indices de présence indirects. Motivés par la mise en place d'un protocole de suivi non-invasif mais coûteux par piégeage photographique dans le massif jurassien français, nous avons évalué dans un deuxième chapitre une nouvelle méthode d'estimation des effectifs de cette population qui permet d'inclure l'information spatiale dans l'analyse. Cette méthode a permis de fournir la première estimation fiable des effectifs de lynx en France. Cette estimation est fournie néanmoins avec une précision toute relative au vu du peu de données collectées lors de ce suivi. L'écart entre le budget nécessaire pour obtenir un recensement de la population et le budget disponible pour le suivi de l'espèce étant considérable, il a fallu dans un troisième chapitre développer un nouvel outil pour optimiser l'utilisation des données disponibles. La combinaison des données de présence-absence et des données de piégeage photographique a permis d'améliorer considérablement les estimations d'effectifs qui sont, dans le Jura français, plutôt en hausse ces dernières années. La situation n'est pas aussi favorable pour l'espèce dans la région des Vosges. Cette population, issue d'une réintroduction, semble décliner de manière drastique depuis les 5 dernières années. Dans un quatrième chapitre, nous avons donc étudié l'efficacité de deux stratégies de conservation visant d'une part à favoriser la connectivité entre les populations vosgienne et jurassienne et d'autre part à réintroduire des individus dans la forêt Palatine allemande, située en continuité du massif vosgien. / Rare, discrete, fascinating and bloodthirsty are all adjectives used in Europe to describe the large carnivores that roam our forests. Degradation of their habitat and depletion of their prey, combined with these wild and "bloodthirsty" aspects, have led to numerous conflicts with humans and led them to disappear from most of their historical range. Since then, most of them have a protected status in most European countries. This status is guaranteed for most of these countries by the Habitats Directive and the Berne Convention. These laws created a favorable context for a gradual return of these species in our ecosystems. To fulfill the requirements established by these laws, it was necessary to improve scientific knowledge of the ecology of these species and to develop methodological tools to understand the dynamics of their populations. European countries then made considerable efforts to contribute to global knowledge and sustainable management of large carnivores. These efforts, in the case of the bear, wolf and lynx, are clearly not homogenous within Europe. The first challenge of this thesis was to evaluate the factors that might explain the heterogeneity of investment in the conservation of large carnivores in Europe. This chapter is based both on ecological criteria of local species and economic criteria of the countries of interest. The first strong result of this study revealed that the bear and lynx have the same profile and receive the same interest from European scientists, wolf differing from the two other species. The second convincing result revealed that the research would be more oriented towards abundant populations rather than small populations as previously assumed by the scientific community. The scientific investment in this first chapter is partly quantified by the amount of effort invested in monitoring populations. It turns out to be a real challenge for large carnivores. The secretive behavior of these species, their low density and their need for large spaces are all constraints to monitoring requiring substantial human and financial resources. Eurasian lynx (Lynx lynx) monitoring in France is a typical example of these constraints. Until now, monitoring was based on the collection of indirect presence signs. Recently, a non-invasive but expensive camera-trapping protocol has been settled in the French Jura Mountains. We then evaluated in a second chapter a new method for estimating the size of this population. This method has provided the first reliable estimate of the abundance of lynx in France. This estimate, however, came with a relative precision given the limited quantity of data collected during this session. The gap between the needs for a census of the population and the budget available for the monitoring of the species is huge so we had to develop a new modeling tool to achieve our goal. In the third chapter, the objective was to improve these estimates, optimizing the use of the available data. The combination of presence-absence data and camera trapping data has greatly improved the French Jura population estimates that go rising in recent years. The situation is not as favorable for the species on the Vosges part. This population, after reintroduction, appears to be declining drastically over the last 5 years. In a fourth chapter, we therefore investigated the effectiveness of two conservation strategies: the first one was to instate some connectivity between the Vosges and Jura populations and the second one to reintroduce individuals in the German Palatinate Forest, situated in continuity with the Vosges.