Les aires protégées ont pour but la protection de la nature. Au cours des dernières décennies, certaines stratégies de conservation ont été élaborées afin d’aider l’atteinte de cet objectif, comme l’intégrité écologique, l’aménagement écosystémique, la connectivité, les zones tampons, ou la protection de la mégafaune charismatique. L’ours noir représente un bon modèle pour évaluer l’efficacité de ces stratégies de conservation puisque plusieurs facteurs sont susceptibles d’influencer la démographie de cette espèce, comme la chasse et le piégeage, la perte d’habitat et l’exploitation forestière. La question centrale qui justifie ma thèse est donc la suivante: « Est-ce qu’une aire protégée comme le parc national de la Mauricie peut maintenir l’intégrité écologique d’un grand mammifère comme l’ours noir? ». J’ai utilisé les données du suivi à long terme (1990-2005) de la population d’ours noirs du parc national de la Mauricie. Dans le premier chapitre, j’ai évalué l’influence de la chasse et du piégeage périphériques, de même que l’abattage illégal et le contrôle des animaux nuisibles sur la survie des ours. Les principaux résultats indiquent que les mortalités d’origine anthropique occupent une place importante dans cette population d’ours. J’ai donc entrepris, dans le deuxième chapitre, une analyse de viabilité de cette population. Les taux de croissance démographique estimés à l’aide des données de survie et de reproduction montrent que le nombre de femelles dans la population est relativement stable, mais que le nombre de mâles serait en déclin si la population était isolée. Dans le troisième chapitre, je souligne l’importance de tenir compte de l’erreur d’échantillonnage dans les analyses de viabilité. Finalement, dans le quatrième chapitre, j’ai déterminé l’étendue du grand écosystème pour la gestion de l’ours au parc national de la Mauricie, à partir de l’étude des déplacements des individus. Les différents résultats de cette thèse montrent l’importance du territoire situé à l’extérieur d’une aire protégée. À mon avis, il ne sera pas possible de protéger l’intégrité à long terme d’une population d’ours dans un parc de la taille de celui étudié tant que des objectifs de conservation ne seront pas intégrés dans un plan de gestion d’ensemble du grand écosystème. / Nature conservancy is the main goal of wilderness protected areas. Some conservation strategies, focused on concepts such as ecological integrity, ecosystem management, connectivity, buffer zones, or charismatic megafauna protection have been elaborated in the recent years to reach this goal. The American black bear is a good model to evaluate the efficiency of these conservation strategies since many factors can affect the demography of this species, such as hunting and trapping, habitat loss, and forest exploitation. The central question of my thesis is then the following: “Can a protected area such as La Mauricie National Park of Canada be able to maintain ecological integrity of a large mammal such as the American black bear?”. I used data from the long-term (1990-2005) monitoring of the black bear population in La Mauricie National Park of Canada. In the first chapter, I evaluated the influence of hunting and trapping in the periphery of the park, as well as the influence of poaching and nuisance kills on the survival of bears. Main results indicated that human-caused mortalities have a significant effect on this bear population. In the second chapter, I undertook a population viability analysis. The growth rates estimated with survival and reproduction data indicated that the number of females appears stable in the population, but that the number of males would decline if the population became isolated. In the third chapter, I emphasized the importance of accounting for sampling error in population viability analysis. Finally, in the fourth chapter, I determined the size of the greater ecosystem of La Mauricie National Park of Canada, based on the study of the movements of bears. The results of this thesis show the importance of the territory located outside of a protected area. In my opinion, we will not be able to achieve the long-term protection of the integrity of a bear population in a park of the size of La Mauricie National Park of Canada as long as conservation objectives, supported by the establishment of buffer zones around protected areas, are not integrated in a large-scale greater ecosystem management plan.

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Le travail réalisé au cours de cette thèse aborde la thématique complexe de la place des espèces de la faune sauvage dans des habitats qui sont de plus en plus modifiés par les activités humaines. Nous prenons pour modèle d’étude la population de bisons des prairies (Bison bison bison) établie dans le parc national de Prince Albert (Canada) qui utilisent les terres agricoles exploitées bordant le parc. Dans un premier temps, nous démontrons que ce sont les gains énergétiques qui guident principalement la sélection d’habitat des bisons au détriment d’autres facteurs contribuant à la valeur adaptative, tels que le risque de mortalité lié à la chasse. Les parcelles agricoles constituent alors pour cette population un piège écologique, soit un habitat qui est préféré ou également préféré à d’autres habitats disponibles pourtant de meilleure qualité. L’utilisation des parcelles se diffuse parmi la population grâce aux décisions collectives prises au sein du groupe sur la base de l’expérience passée des membres du groupe. La diminution de la taille de la population est concomitante à la diffusion de ce comportement. Nos résultats nous renseignent sur les effets négatifs que peut avoir l’utilisation des milieux anthropisés et sur comment des mécanismes adaptatifs en milieu naturel, comme l’apprentissage social, peuvent se révéler délétères dans des milieux perturbés par l’homme. Nous étudions ensuite les stratégies comportementales mises en œuvre par les bisons pour échapper aux menaces constituées, à la fois, par leur prédateur naturel (le loup gris, Canis lupus) et par les activités humaines. Les bisons réagissent à la proximité du loup gris quand ils sont dans une prairie naturelle uniquement de nuit en écourtant leur temps de résidence. Alors qu’ils sélectionnent les parcelles agricoles principalement la nuit quand les activités humaines sont au plus bas. Ces stratégies divergentes nous renseignent sur les capacités des bisons à intégrer des informations nouvelles et à ajuster leur comportement en fonction de leur expérience passée. Le déclin de la population nous indique toutefois que ce type de stratégie, certainement efficace pour maximiser le temps passé sur les parcelles agricoles tout en minimisant le risque de perturbations, reste largement insuffisant pour prémunir les bisons contre la mortalité induite par la chasse. Pour mieux comprendre les déplacements des bisons et guider la gestion de la population, nous explorons les propriétés du réseau de sentiers créés et entretenus par les bisons pour se déplacer entre les prairies naturelles. Le réseau est très redondant avec de nombreux sentiers indépendants connectant la même paire de prairies. Le nombre de sentiers et de connexions diminue en même temps que le nombre d’individus. Ces résultats nous renseignent sur la capacité de résistance du réseau aux perturbations, mais également sur l’influence de la taille de la population sur la connectivité fonctionnelle. L’utilisation des milieux anthropisés par les espèces de la faune peut également avoir des impacts sur les écosystèmes. Nous décrivons une situation souvent négligée dans le domaine de la conservation: le conflit de conservation, situation au cours de laquelle un objectif de conservation entre en conflit avec un ou plusieurs objectifs d’un autre programme. Les bisons des prairies, espèce au statut vulnérable, transportent un grand nombre de graines d’espèces de plantes non indigènes acquises sur les parcelles agricoles et qui sont potentiellement envahissantes. Ils favorisent l’installation de ces espèces en créant des conditions favorables, comme au niveau des «wallows» (zone dépourvue de végétation en son centre créée par les bisons en se roulant au sol) ou des sentiers créés au cours leurs déplacements. Les bisons en tant que vecteurs d’espèces non indigènes représentent un danger pour la restauration des prairies à fétuques, objectif de conservation prioritaire pour Parcs Canada. En conclusion, ce travail apporte des éléments de compréhension sur le comportement des animaux face à des contraintes émergentes dans les milieux anthropisés et sur les conséquences pour les animaux et les écosystèmes. Il soulève la question de la pérennité de certaines populations animales dans ces milieux anthropisés en l’absence de mesures de gestion adaptées.

La connectivité de l'habitat est un déterminant important de la répartition spatiale des animaux. Cette connectivité dépend de leurs comportements face aux diverses composantes de l'habitat. Notre étude évalue les mécanismes de connectivité fonctionnelle chez les bisons sauvages. Nous avons déterminé que la sélection du prochain pré visité était influencée par ses caractéristiques intrinsèques (p. ex. disponibilité des plantes) et son accessibilité (p. ex. distance). Les bisons atteignaient le prochain pré sous l'influence de la persistance directionnelle et en orientant leurs déplacements vers les trouées forestières et le pré d'arrivée. De plus, la connectivité fonctionnelle variait durant l'année. Par exemple, ils préféraient des prés offrant davantage de biomasse végétale en hiver. Notre approche permet de quantifier la probabilité d'utilisation des prés et d'établir le chemin probable pour les atteindre. Ceci permet, en retour, de définir la connectivité fonctionnelle des prés, une étape nécessaire pour mieux comprendre la connectivité du paysage.

Dans cette étude, la performance d'espèces arbustives dominantes a été étudiée au Mont de La Passe (altitude de 1242 mètres) dans le Parc National de la Gaspésie (PNG) le long d'un gradient altitudinal. Une cartographie récente (2008) de la limite altitudinale des formations de krummholz ainsi qu'une comparaison de photographies aériennes (1975 et 2004) ont été effectuées afin de déceler une possible expansion de la limite de certaines espèces arbustives ou une densification de leur population. De plus, un suivi phénologique, la récolte de fruits ainsi que la récolte d'individus ont été effectués dans cinq étages de végétation (forêt ouverte (1), subalpin (2), alpin inférieur (3), alpin moyen (4) et alpin supérieur (5)). Cet échantillonnage a permis d'analyser l'efficience de la reproduction sexuée de Betula glandulosa, d'Empetrum hermaphroditum, de Vaccinium uliginosum et de Vaccinium vitis-idaea ainsi que la croissance radiale de B. glandulosa. Au Mont de La Passe, une densification des espèces arbustives les plus abondantes semble être en cours depuis le milieu des années 1970. La densification observée se concentre dans l'étage de végétation alpin inférieur, près de la limite altitudinale des formations de krummholz. La répartition des espèces ainsi que leur performance reproductive et de croissance semblent être influencées par la modification des conditions climatiques survenant avec l'augmentation de l'altitude, ainsi que par la compétition présente dans les étages de plus basse altitude. V. uliginosum, qui montre une production de fruits supérieure vers le sommet et un taux moyen de germination élevé similaire tout le long du gradient, semble être davantage influencé par la compétition et être une espèce tolérante à la rigueur du climat. D'autres espèces semblent davantage affectées par ces conditions climatiques rigoureuses et connaissent de meilleures performances en plus basse altitude, comme E. hermaphroditum. Toutefois, l'étude d'individus de B. glandulosa révèle que la température des deux dernières décennies serait un facteur d'importance expliquant l'augmentation de la croissance radiale observée dans les étages de végétation alpins moyen et supérieur. Ainsi, la performance accrue des principales espèces arbustives présentes en grande abondance au Mont de La Passe pourrait être due, en partie, au réchauffement que connaît la région depuis peu. Ces espèces pourraient dès lors se propager vers de plus hautes altitudes, menaçant les quelques espèces arctiques-alpines (Diapensia lapponica, Loiseleuria procumbens, Rhododendron lapponicum, etc.) confinées aux sommets et présentes en faible abondance. La bonne croissance et le succès reproducteur des individus d'espèces arbustives à port érigé des étages alpins laissent croire à une possible fermeture du couvert arbustif vers le sommet, phénomène pouvant conduire à une perte de biodiversité au Mont de La Passe dans les prochaines décennies.

Les recherches multiculturelles en management prévalent sur les organisations à but lucratif, tandis que les études interculturelles sur les zones naturelles protégées constituent encore un domaine relativement peu exploité. Cette thèse propose des modèles interculturels adaptés (issus du modèle existant de Hofstede, complétés des concepts appartenant aux domaines du marketing et du management) pour l’analyse de la gestion de parcs et des expériences des visiteurs vécues au sein des parcs naturels européens (protégés). Parmi les différentes méthodes utilisées, les plus pertinentes s’avèrent être la conduite d’entretiens semi-directifs avec des dirigeants de parcs et l’enquête effectuée auprès des visiteurs, tandis que l’analyse de documents et les observations complètent nos résultats. À partir de nos analyses sur la gestion des parcs, les parties prenantes, les activités outdoor et les expériences des visiteurs, nous concluons que les différences culturelles influencent à la fois la gestion du parc et les expériences des visiteurs, mais d’une façon distincte. Bien que les différences culturelles soient constatées entre les visiteurs français et hongrois, leurs modes de consommation montrent des signes de facteurs internationaux/globaux, tandis que le choix des activités physiques et des caractéristiques démographiques s’avèrent également façonner les expériences des visiteurs. Les opérations et les directions de la gestion des parcs ont également confirmé être influencées par les différences culturelles dans une plus large mesure, bien qu’elles soient aussi déterminées par les caractéristiques géographiques des sites naturels. Cependant, les considérations managériales sont aussi liées au comportement du visiteur, au contexte législatif et aux caractéristiques géographiques du site. / Cross-cultural investigations in management prevail over those on for-profit organizations, while intercultural studies on protected natural areas is a relatively untapped field of research. This thesis proposes cross-cultural models (adapted from the existing model of Hofstede, along with marketing and management concepts) for the analysis of the park management and visitor experiences at (protected) European natural parks. Among the various methods used, the most relevant were the semi-directed interviews with actors of the park management and the visitor survey, while document analysis and observations also completed our findings. Using our analysis of the park management, stakeholders, physical activities, and visitor experiences, we concluded, that cultural differences influence both the park management and visitor experiences, though, in different ways. While cultural differences were found between the French and Hungarian visitors, their recreational consumption patterns show signs of international/global considerations, whereas the choice of physical activities and demographic characteristics also proved to shape visitor experiences. In turn, operations and directions of park management were confirmed to be affected by cultural differences to a larger extent, while these were also influenced by the geographical characteristics of the natural sites. However, managerial considerations were found to be interrelated with the visitors’ behavior, the legislative background and the geographical features of the area.

In this study a calibration concept for a multi-polarimetric weather radar is developed. Several common calibration techniques are analysed, but many are insufficient due to the non-reciprocal behaviour of the employed radar. Hence, an electronic calibration device was developed, which was designed for fast polarization determination of any polarization (including elliptical ones). The non-reciprocal behaviour was overcome by splitting receive and transmit calibration, which virtually uses the radar as a communication system. Beside the calibration a new and exible signal processing system was implemented on that radar which allows interleaved measurements using several polarimetric modes. This capability was used to analyse the STAR (hybrid basis with linear 45° transmit and horizontal/vertical receive) mode and the alternating H/V mode with respect to depolarization. Although it is known that depolarization causes errors in STAR mode, it is used in most commercial weather radars. / In dieser Arbeit wird ein Kalibrierkonzept für ein Multipolarisation-Radar entwickelt. Dazu wurden verschiedene gebräuchliche Techniken untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass dieses Verfahren für das untersuchte nichtreziproke Radar unzureichend sind. Deshalb wurde ein elektronisches Kalibriergerät entwickelt, welches speziell der schnellen Messung von beliebigen Polarisationen - einschließlich Elliptischer - dient. Das nichtreziproke Verhalten wurde durch die Aufteilung in eine Sende- und eine Empfangskalibrierung umgangen, wodurch das Radar praktisch als Kommunikationssystem verwendet wird. Des Weiteren wurde eine neue, fexible Signalverarbeitung an dem Radar entwickelt, welches gemischte Messungen mit mehreren Polarisationsmoden erlaubt. Diese neuartige Möglichkeit wurde benutzt um den STAR-Modus, welches eine hybride Polarisationsbasis (linear 45° senden, horizontal/vertikal empfangen) benutzt, mit dem alternierende H/V-Modus zu vergleichen. Dabei wurde speziell das Verhalten des STAR-Modus im Hinblick auf Depolarisation untersucht, da dies bekanntermaßen zu Fehlern in den Messgrößenführen kann. Dies ist von besonderem Interesse, da der STAR-Modus in den meisten kommerziellen Wetterradarsystemen eingesetzt wird.

In this study a calibration concept for a multi-polarimetric weather radar is developed. Several common calibration techniques are analysed, but many are insufficient due to the non-reciprocal behaviour of the employed radar. Hence, an electronic calibration device was developed, which was designed for fast polarization determination of any polarization (including elliptical ones). The non-reciprocal behaviour was overcome by splitting receive and transmit calibration, which virtually uses the radar as a communication system. Beside the calibration a new and exible signal processing system was implemented on that radar which allows interleaved measurements using several polarimetric modes. This capability was used to analyse the STAR (hybrid basis with linear 45° transmit and horizontal/vertical receive) mode and the alternating H/V mode with respect to depolarization. Although it is known that depolarization causes errors in STAR mode, it is used in most commercial weather radars. / In dieser Arbeit wird ein Kalibrierkonzept für ein Multipolarisation-Radar entwickelt. Dazu wurden verschiedene gebräuchliche Techniken untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass dieses Verfahren für das untersuchte nichtreziproke Radar unzureichend sind. Deshalb wurde ein elektronisches Kalibriergerät entwickelt, welches speziell der schnellen Messung von beliebigen Polarisationen - einschließlich Elliptischer - dient. Das nichtreziproke Verhalten wurde durch die Aufteilung in eine Sende- und eine Empfangskalibrierung umgangen, wodurch das Radar praktisch als Kommunikationssystem verwendet wird. Des Weiteren wurde eine neue, fexible Signalverarbeitung an dem Radar entwickelt, welches gemischte Messungen mit mehreren Polarisationsmoden erlaubt. Diese neuartige Möglichkeit wurde benutzt um den STAR-Modus, welches eine hybride Polarisationsbasis (linear 45° senden, horizontal/vertikal empfangen) benutzt, mit dem alternierende H/V-Modus zu vergleichen. Dabei wurde speziell das Verhalten des STAR-Modus im Hinblick auf Depolarisation untersucht, da dies bekanntermaßen zu Fehlern in den Messgrößenführen kann. Dies ist von besonderem Interesse, da der STAR-Modus in den meisten kommerziellen Wetterradarsystemen eingesetzt wird.

This work presents a comprehensive study on single crystalline LaPt2Si2, in which superconductivity and a charge density wave (CDW) coexist. The usage of density functional theory (DFT) modeling and Inelastic Neutron Scattering has been the primary form of investigation, in order to determine all the characteristic features of the sample taken under consideration. From the results one can observe that the Fermi surface nesting is the primary contributor for the CDW wavevector ~qCDW = (1/3, 0, 0). In addition, the phonon density of states present two typical energy levels, with soft modes in the Pt3-Pt4 layer coherent with the presence of a CDW. The superconducting temperature has been estimated at Tc = 1.6 K. The experimental data from the inelastic instrument High Resolution Chopper Spectrometer (HRC) at the J-PARC neutron source are in good agreement with the theoretical simulations, showing the same energy levels for the polarization phonon modes (from 4 to 18 meV and from 32 to 42 meV). / Denna rapport presenterar en omfattande studie av enkristalls LaPt2Si2 i vilken supraledning och en laddningsdensitetsvåg (CDW) samexisterar. Användandet av DFT-modellering och neutronspridning har varit de huvudsakliga undersökningsmetoderna, för att bestämma alla karakteristiska drag hos det undersökta provet. Från resultaten kan observeras att den inneslutna Fermiytan är den huvudsakliga bidragaren till CDW-vågvektorn~qCDW = (1/3, 0, 0). Vidare visar den närvarande fonontillståndsdensiteten två typiska energinivåer, med mjuka lägen i Pt3-Pt4-skiktet, som stämmer överens med närvaron av en CDW. Den supraledande temperaturen har uppskattats till Tc = 1.6 K. Experimentella data från det inelastiska instrumentet HRC vid J-PARCs neutronkälla stämmer väl överens med teoretiska simuleringar, som visar samma energinivåer för polarisationsfononlägena (från 4 till 18 meV och från 32 till 42 meV).

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales / Dans la Réserve de Parc National du Canada de l'Archipel-de-Mingan (RPNCAM), Québec, un important verdissement des landes à lichens est observé depuis 1967 et serait surtout lié à l’établissement d'espèces arbustives telles que la camarine noire (Empetrum nigrum L.) et le bouleau nain (Betula pumila L.). L’analyse de photos aériennes de l’archipel (1967, 1988 et 2009) suggère que le recul des landes à lichens serait hétérogène à l’échelle locale, certaines landes à lichens montrant un recul rapide et d'autres se maintenant dans le temps. L’objectif de notre étude était de déterminer quels sont les paramètres locaux (sols, exposition, etc.) favorisant le recul des landes à lichens à la RPNAM. Pour suivre l'évolution du recul, des cartes du couvert lichénique de sept îles de la RPNCAM ont été produites par classification supervisée par pixel à partir de photos aériennes. Les résultats démontrent un recul des landes à lichens de 71% entre 1967 et 2009, bien que majoritairement observé entre 1967 et 1988 (50%). À partir de modèles écologiques construits avec des caractéristiques locales, nous avons pu déterminer que l’épaisseur de la couche de sol organique est une variable d’importance pour expliquer le recul survenu (AICcWt = 0.44). Cependant, les facteurs locaux favorisant le recul ainsi que les patrons de colonisation par les plantes vasculaires diffèrent selon la période considérée (1967-1988 et 1988-2009). En effet, l’épaisseur de sol organique semble importante pour expliquer le recul observé durant la première période seulement, durant laquelle de grandes étendues de landes à lichens ont été colonisées par un front d’avancée d’espèces vasculaires. Cette étude nous permet donc d’enrichir notre compréhension des changements de communautés végétales en milieu nordique. / In the Mingan Archipelago National Park Reserve (MANPR) of Québec, Canada, an important greening has been observed at the expense of terricolous lichens since 1967. This phenomenon occurring in lichen heaths is most likely linked to the encroachment of shrubs like the black crowberry (Empetrum nigrum L.) and the dwarf birch (Betula pumila L.). Aerial photos of the Mingan archipelago acquired in 1967, 1988 and 2009 reveal a retreat that appears heterogeneous at a local scale, with some lichen heaths decreasing rapidly in extent and others appearing stable over time. Our aim was to determine which local-scale characteristics (substrate, aspect, etc.) promote the retreat of the lichen heaths on the islands. Using supervised classification on the aerial photos, vegetation maps of seven islands of the MANPR have been generated to track the plant communities’ changes and quantify the retreat in lichen cover. Maps results show an average decrease of 71% between 1967 and 2009, with the majority of the retreat observed between 1967 and 1988 (50%). Models built with local characteristics suggest that the soil organic layer (SOL) thickness is important to explain the retreat (AICcWt = 0.44). However, explanative factors and vascular plant colonization patterns differ depending on the time interval studied (1967-1988 and 1988-2009). In fact, SOL thickness seems only important to explain the lichen heath retreat observed during the first time period, during which extensive lichen heaths areas were colonized by an advancing front of vascular plants. This study extends our comprehension of northern ecosystems dynamics.