Les « Éléments de la Structure des Metacommunautés » (EMS) est un outil analytique puissant pour l'évaluation des patrons de distributions d'espèces dans l'espace géographique ou environnementale; par contre, cette technique est encore sous-utilisée parmi les études écologiques. L'objectif de cette étude est d'évaluer les mécanismes structurants les patrons de distributions d'espèces de poissons de lacs boréaux à des multiples échelles en appliquant la technique EMS sur la Ontario Fish Distribution Database, une base de données contenant des informations sur la présence-absence des espèces de poissons de plus de 9000 lacs de l'Ontario ainsi que leurs positions géographiques. Pour chaque lac, l'information sur les variables environnementales on été obtenue grâce au Lake lnventory Database (LINY) et des indices spatiaux, comme la connectivité entre les lacs et leur distance aux refuges postglaciaires, ont été calculés à partir d'informations géographiques. Puis, la relation phylogénétique des espèces et leurs niches B on été estimés pour comprendre le rôle des espèces dans l'assemblage des communautés et formation des metacommunautés. Dans le premier chapitre, la technique EMS a indiqué que nestedness et Clementsian gradients sont les patrons de distributions les plus courants parmi les bassins versants. La pluparts des patrons nestedness se situent dans des bassins de faible énergie contenant des grands lacs et localisés dans de hautes latitudes tandis que les patrons Clementsian gradients sont rencontrés dans des conditions opposés. À l'échelle des bassins, les variables environnementales expliquent en moyenne 9.1% de la variation dans la distribution des espèces pour les deux type de patrons contre moins de 3.5% pour les variables spatiales. À l'échelle provinciale, la variation dans la distribution des espèces est expliquée principalement par les variables environnementales structurées spatialement (29,26%) suivit des variables environnementales indépendantes de l'espace (10.80%). Des tests statistiques suggèrent que le taux de changement dans la composition des communautés, la caractéristique qui mieux distingue les deux patrons, augmente du nord vers le sud, influencé principalement par la latitude et les variables associées (e.g., température). Dans le second chapitre, les résultats indiquent que, à l'échelle du bassin versant, la sous-dispersion phylogénétique prédomine tandis que la sur-dispersion phylogénétique est plus observée à l'échelle locale. La structure phylogénétique et de niche des communautés sont principalement influencés par la taille des lacs, les variables liées à l'énergie (e.g., température, degré-jour de croissance) et la latitude. Dans les régions du Nord, il y a des taux élevés de chevauchement des niches et de plus grande distance phylogénétique entre les espèces qui cohabitent alors que dans les bassins versants du Sud on rencontre le patron inverse. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : EMS, analyse de correspondance, Clementsian gradients, distribution d'espèces, nestedness, species turnover, structure phylogénétique, niche, gradient environnemental

Ce mémoire aborde la malédiction des ressources naturelles, corrélation négative entre abondance en ressources naturelles et croissance économique, sous un nouvel angle. Il étudie le lien entre la dispersion géographique et la malédiction des ressources naturelles. Cette analyse tente de déterminer si la malédiction des ressources naturelles est une question d'intensité des exportations en ressources, telle que présentée par Sachs et Warner (1997) ou une question de dispersion des ressources. En effet, la dispersion géographique des individus a un impact négatif sur la croissance parce qu'elle limite l'effet d'entraînement. L'hypothèse de ce mémoire est que la présence et le niveau de dispersion des ressources influencent le niveau de dispersion des individus. Afin de valider ou d'infirmer cette hypothèse, les chapitres qui suivent présentent différentes mesures de dispersions des individus et des ressources naturelles. Ainsi, ce mémoire reprend les régressions de Sachs et Warner (1997) pour les périodes de 1970 à 1990, 1970 à 1980 et 1980 à 1990 et il étend l'analyse aux périodes de 1990 à 2000 et 2005 à 2010. Il est intéressant de constater que la variable du ratio des exportations en ressources sur le PNB devient de moins en moins significative à mesure que le temps avance, jusqu'à perdre complètement sa significativité pour 1990-2000. Pour finir, les variables de dispersions des ressources à caractère diffus semblent une explication dans certaines régressions effectuées avec une variable croisée pour les années 1980-1900 et 1990-2000 uniquement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Malédiction des ressources naturelles, dispersion, à caractère diffus.

À une période où les contacts entre humains et animaux sauvages augmentent régulièrement, il est nécessaire de comprendre les conséquences de ces interactions sur l'écologie des populations animales, que ce soit à court ou à long terme. Les perturbations sont de nature diverse et leurs impacts le sont tout autant. La variation dans la réponse des individus peut avoir des répercussions sur leur distribution, leur utilisation de l'habitat, leur reproduction et ultimement leur survie. Cette variation peut être causée par des facteurs environnementaux, mais également par des traits intrinsèques aux individus (ex.: qui démontrent des différences constantes à travers le temps entre les individus (indices de tempérament)). Quelques études récentes laissent supposer que certains traits de comportement en relation avec la tolérance des animaux humains pourraient expliquer une distribution spatiale non aléatoire des individus dans un habitat présentant une variation des perturbations anthropiques. Dans le but de vérifier cette hypothèse, nous avons utilisé la distance de fuite (FID), qui est utilisée en biologie de la conservation pour évaluer l'impact de la présence humaine sur les populations d'animaux sauvages. Nous avons évalué si les individus montraient des différences constantes de FID à travers le temps, à l'aide de mesures répétées en 2006 (160 observations sur 88 individus) et 2008 (84 observations sur 65 individus), dans la dernière population de girafes de l'Afrique de l'Ouest (Giraffa camelopardalis peralta) localisée au Niger. La distance de fuite variait selon le sexe, l'âge et la distance d'alerte des individus. De plus, les individus montraient des différences de FID permanentes, la répétabilité étant supérieure à l'intérieur de la même année (r = 0.45 en 2006, r = 0.43 en 2008) que lorsque les données étaient rassemblées sur les deux années (r = 0.22). Nous avons ensuite utilisé la distance de fuite moyenne pour chaque individu (FIDm) comme indice de tempérament (de peur) pour expliquer la distribution des girafes en relation avec la présence humaine. Nous avons utilisé les coordonnées GPS (en incluant les données de recensement des années 2007, 2008 et 2009) pour mesurer les distances entre la localisation des groupes de girafes et 1) la route la plus proche (incluant la route goudronnée principale et les routes secondaires faites de latérites), 2) la route goudronnée principale, 3) le village le plus proche. Ces distances sont utilisées ici comme des indices du niveau de perturbation par les humains. La distance de fuite moyenne individuelle (FIDm) de l'année 2006, était positivement associée à ces trois distances chez les femelles. D'autres facteurs comme la présence de jeunes dans le groupe et la taille du groupe semblent également affecter leur distribution. Nos résultats supportent l'hypothèse selon laquelle les individus ayant une plus ou moins forte tolérance aux humains diffèrent dans leur probabilité d'être observés près de zones à forte affluence humaine. Ces résultats pourraient avoir des implications importantes tant pour l'écologie que la conservation des populations animales, spécialement dans un contexte où les perturbations anthropiques mondiales sont en croissance. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Giraffa camelopardalis peralta, distance de fuite, constance, variation inter-individuelle, distribution, perturbation, présence humaine.

Dans le nord-ouest du Québec, le thuya de l'Est atteint sa limite de répartition continue aux environs du 48e parallèle de latitude. Toutefois, quelques peuplements se trouvent jusqu'au 51e parallèle. La présence ou l'absence d'une espèce peut être expliquée par différents facteurs tels que le climat, les feux, les conditions édaphiques ou la compétition interspécifique. La présente étude tente d'établir quels facteurs influencent la limite de répartition nordique du thuya de l'Est au Québec. Nous avons étudié l'effet du climat sur la croissance et la régénération du thuya à différentes latitudes. Nous avons également analysé la répartition du thuya selon la disponibilité de sites potentiels le long d'un gradient climatique. Finalement, nous avons tenté de comprendre la relation entre l'établissement du thuya et la dynamique des feux à la limite de sa répartition. Ces différentes analyses ont permis de constater que le climat n'avait qu'une influence partielle sur la répartition actuelle du thuya. Seule la régénération des sites marginaux était plus faible par rapport aux peuplements du sud. La régénération était toutefois présente dans ces sites isolés. De plus, le climat ne pouvait expliquer la baisse importante de l'abondance des peuplements rencontrée au centre du gradient latitudinal. Par ailleurs, la disponibilité de sites adéquats pour l'établissement du thuya ne semble pas être un facteur important puisque le thuya semble incapable de saturer tous les sites potentiellement disponibles au nord de sa répartition. Le feu apparaît avoir une grande influence sur la répartition du thuya. En effet, les peuplements trouvés au nord sont généralement plus âgés que les peuplements les entourant. Cela indique qu'ils n'ont pas brûlé en même temps que les autres peuplements lors du dernier feu, et se trouvent donc dans des endroits protégés. De plus, les peuplements marginaux étudiés se trouvaient tous à proximité de cours d'eau ou dans des endroits très humides, là où les feux sont moins probables. Nous constatons donc que le feu, en association avec le climat, semble responsable de la limite de répartition actuelle du thuya de l'Est. En effet, le climat diminue le potentiel de régénération et les feux éliminent les arbres semenciers et limitent la dispersion des peuplements. Ainsi, la répartition du thuya de l'Est n'est pas en équilibre avec le climat en raison des feux trop fréquents. Dans une optique de changements climatiques, la migration de plusieurs espèces vivant en forêt boréale pourrait dépendre davantage de l'effet du climat sur les cycles de feu que de ses effets directs sur la biologie de l'espèce. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Thuya de l'Est, limite nordique, climat, reproduction, feu, facteurs édaphiques

Au Canada, un nombre élevé d'espèces de fougères ne se trouve que dans des habitats très restreints et spécialisés et n'ont qu'un faible nombre de populations connues, contenant seulement quelques individus. Ceci est reflété par le nombre élevé de fougères par rapport aux autres plantes vasculaires que l'on retrouve sur les listes d'espèces en péril. Un exemple de ceci est la woodsie à lobes arrondis (Woodsia obtusa), qui, bien que très commune vers le centre de son aire de répartition, est extrêmement rare dans la partie septentrionale de son aire de répartition dans le sud du Canada, où elle est connue à partir de seulement huit populations contenant peu d'individus. Des travaux récents ont montré que de l'habitat propice est disponible pour cette espèce à l'intérieur et à proximité de ses populations existantes au Canada. Par conséquent, il semblerait que, contrairement au paradigme qui suggère que les fougères sont principalement limitées par la disponibilité de l'habitat propice en raison des faibles limitations à la dispersion et à l'établissement, la woodsie à lobes arrondis est limitée dans sa capacité à disperser ses spores et/ou à recruter des individus et/ou à survivre en tant que sporophyte, puisque ces limitations sont les seules explications probables de non-saturation de l'habitat propice. Par une série d'expériences de terrain et de laboratoire, nous tentons de déterminer si une ou plusieurs des étapes du cycle de vie de la woodsie à lobes arrondis sont affectées négativement par certains facteurs environnementaux à la partie septentrionale de son aire de répartition, ce qui aurait comme effet de limiter la capacité de l'espèce à saturer l'habitat propice et donc d'établir plus de populations que l'on en retrouve actuellement. Ces expériences sont séparées en trois volets : i) la dispersion, ii) le recrutement des gamétophytes et des sporophytes et iii) la survie du sporophyte. Pour mesurer la dispersion des spores, nous avons recueilli des échantillons de sol à l'intérieur et autour (jusqu'à 50 mètres) de deux populations de l'espèce et nous les avons incubées dans des conditions propices pour favoriser la germination des spores et le développement ultérieur des gamétophytes. Des spores viables de woodsie à lobes arrondis (n = 638) ont germé dans plus de la moitié des échantillons de sol prélevés (69/130). Sur les 638 spores qui ont germé, 571 provenaient des sols situés à l'intérieur de cinq mètres du centre des populations, montrant un patron très inégal (leptokurtique) de dispersion des spores. Bien que nos résultats montrent que des spores viables se dispersent dans l'habitat propice, un manque apparent de recrutement in situ suggère que certains facteurs, notamment les taux faibles d'humidité dans l'habitat xérique de la woodsie à lobes arrondis au Canada, limite l'établissement de nouveaux individus, réduisant ainsi la dispersion fonctionnelle à un minimum. Pour le recrutement des gamétophytes et sporophytes, des spores de woodsie à lobes arrondis ont été recueillies dans deux populations. Ces spores ont ensuite été semées dans des conditions contrôlées au laboratoire afin de mesurer les facteurs affectant le recrutement du gamétophyte et du sporophyte. Les paramètres testés étaient les suivants : le pH, l'intensité de la lumière, l'humidité initiale, l'arrosage ultérieur et la densité des spores. Pour le recrutement des gamétophytes, un pH acide est un facteur limitant, et l'arrosage et la lumière réduite avaient un effet positif faible, mais significatif. Pour les sporophytes, des niveaux extrêmes de pH (4 et 8,5) limitent le recrutement, et les deux traitements d'eau (humidité initiale et arrosage hebdomadaire) augmentent significativement le recrutement. Les résultats suggèrent que les faibles niveaux d'eau observés dans les habitats naturels de la woodsie à lobes arrondis au Canada limitent le recrutement des gamétophytes et, surtout, le recrutement des sporophytes. Ceci suggère que la niche de l'espèce est très réduite au Canada comparativement à celle observée dans le centre de son aire de répartition. Pour la survie des sporophytes, des sporophytes de six mois cultivés en serre ont été transplantés dans des parcelles expérimentales dans deux populations naturelles et la survie de ces sporophytes a été suivie pendant quatre ans. Dans chaque parcelle, des données environnementales ont été recueillies. Des modèles de régression logistique multivariée ont été construits pour expliquer quels facteurs environnementaux ont significativement affecté la survie. La survie des sporophytes transplantés était plus élevée au parc Frontenac (27,4%), où l'ouverture du couvert forestier était la plus importante (13,5%). Après quatre ans, tous les individus survivants produisaient des sporanges. Les principaux facteurs environnementaux favorables à la survie des sporophytes sont un haut niveau de luminosité et une faible quantité de litière. Ces études expérimentales ont révélé un certain nombre de facteurs limitants agissant à des degrés différents à toutes les étapes du cycle de vie de la woodsie à lobes arrondis. Toutefois, le principal facteur expliquant la rareté de la woodsie à lobes arrondis au Canada semble être les différences observées entre les niches des deux générations de son cycle de vie (gamétophyte et sporophyte). En fait il semblerait que, contrairement à la plupart des exemples tirés de la littérature, que dans ce cas, les niches du gamétophyte et du sporophyte sont très différentes, et montrent très peu de chevauchement. Les résultats montrent que le recrutement du gamétophyte et du sporophyte requièrent de l'eau, mais que les quantités d'eau nécessaires pour ces deux types de recrutement sont rarement trouvées dans les habitats xériques où les sporophytes adultes de la woodsie à lobes arrondis ont le plus de succès. Bien que l'exploitation de niches différentes à des étapes distinctes d'un cycle de vie soit un phénomène relativement commun chez les espèces animales mobiles (par exemple les amphibiens et les insectes), ceci s'avère un énorme handicap pour une espèce sessile, signifiant que pour s'établir un individu doit se trouver au bon endroit au bon moment pour que les deux générations de son cycle de vie puissent bénéficier de conditions favorables. Cela pourrait potentiellement expliquer la rareté de plusieurs espèces de fougères (ou d'autres taxons sessiles à deux générations distinctes) à la limite de leur aire de distribution, et pourrait être au moins en partie, sinon entièrement responsable du patron de rareté observé chez de nombreuses espèces de fougères. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Woodsie à lobes arrondis, dispersion, établissement, rareté, survie, théorie de la niche

Le sujet de cette thèse est la conception d'un support d'exécution orienté objet pour applications réparties. Un des principaux objectifs est de permettre de correctement isoler le code lié à la gestion du support d'exécution du code propre à l'application. D'autre part, un tel support se doit d'être portable sur le plus grand nombre de plate-formes ; pour cela son interface de programmation doit être minimale tout en restant extensible. La prise en compte de tels critères permet d'obtenir un support pour une grande variété d'applications réparties. Nous avons donc conçu et implémenté un support d'exécution sous la forme d'une bibliothèque de classes appelée Schooner. Le modèle de programmation de la bibliothèque s'articule autour des notions de machine virtuelle et d'entités réparties communiquant par messages actifs. En plus de ce modèle de base, nous avons également développé une extension multi-active permettant l'utilisation de processus légers. Afin de compléter et valider \schooner, des outils d'aide au développement et de mise au point d'applications réparties sont également fournis. Une des caractéristiques importantes de l'environnement fourni est d'être facilement personnalisable selon les besoins spécifiques d'une application en permettant par exemple une amélioration des performances. Dans ce contexte, nous proposons un mécanisme de bufferisation des messages entre deux entités communicantes, mécanisme entièrement paramétrable par l'utilisateur. Il est également envisageable dans le cadre de la version multi-active de modifier l'ordonnancement des entités actives. Cet environnement a pu être validé par le développement de deux applications de taille conséquente : la version répartie d'un simulateur à événements discrets orienté objet, Prosit et une extension répartie et parallèle du langage C++, C++//.

Le travail de recherche mené dans cette thèse consiste à développer de nouveaux algorithmes de répartition de charge pour les systèmes de traitement de données massives. Le premier algorithme mis au point, nommé "WACA" (Workload and Cache Aware Algorithm) améliore le temps d'exécution des traitements en se basant sur des résumés de contenus. Le second algorithme, appelé "CAWA" (Cost Aware Algorithm) tire partie de l'information de coût disponible dans les plateformes de type "Cloud Computing" en étudiant l'historique d'exécution des services.L'évaluation de ces algorithmes a nécessité le développement d'un simulateur d'infrastructures de "Cloud" nommé Simizer, afin de permettre leur test avant le déploiement en conditions réelles. Ce déploiement peut se faire de manière transparente grâce au système de distribution et de surveillance de service web nommé "Cloudizer", développé aussi dans le cadre de cette thèse. Ces travaux s'inscrivent dans le cadredu projet de plateforme de traitement de données Multimédia for Machine to Machine (MCUBE), dans le lequel le canevas Cloudizer est mis en oeuvre.

Cette thèse se situe dans le cadre de l'étude des réseaux faiblement interconnectés (puissance échangée limitée)ou isolés, alimentés principalement par des sources d'origine renouvelable. Afin d'équilibrer à chaque instant la production et la consommation, des groupes électrogènes ou des systèmes de stockage sont insérés. Les travaux portent sur deux grands objectifs. Le premier est de déterminer un mode de fonctionnement des moyens de stockage et de production afin d'exploiter le système à coût minimal en fonction des conditions météorologiques (prévision de la production renouvelable), tarifaires et de la consommation. Une seconde méthode d'optimisation est développée, prenant compte également les contraintes du réseau. Le deuxième objectif est la détermination de la meilleure localisation des moyens de stockage et de production sur le réseau. Une installation optimale permet de réduire les pertes en ligne, d'améliorer la qualité de la tension et ainsi de limiter le renforcement du le réseau aux points critiques. Le concept de stockage réparti (ou décentralisé) est introduit. La répartition de la capacité globale de stockage et le choix des paramètres de fonctionnement des onduleurs (pour répartir les appels de puissance) sont proposés. La simulation d'un cas d'application (réseau de Corse) permet de valider les outils développés. / This thesis concern isolated or weakly interconnected networks (limited power exchanged), powered essentially by renewable sources. To balance at any time between production and consumption, generators and storage systems are inserted.The work will focus on two main objectives. The first is to determine an operation mode of the generators and storage system at minimal cost depending on the weather (forecast of renewable generation), pricing and consumption. Optimization with network constraint is also developed. The second objective is to find the best places to install these resources on the network. A good location helps reduce line losses and improve voltage quality, which helps limit to reinforce the network at critical points. The concept of distributed storage (or decentralized) is introduced. The distribution of the overall storage capacity and choice of operating parameters of the inverters (to share the demanded power) are proposed. The simulations on an application case help to validate the developed tools.

La connaissance des dynamiques de répartitions des populations d’une espèce animale menacée dans une aire géographique, sert à la fois à déterminer son statut de conservation et à orienter les politiques de protection dont elle pourrait faire l’objet. Elle est le produit de différents processus de collecte de l’information, que mettent en place les acteurs de la conservation, qu’ils soient d’origine publique, privée ou associative. Nous nous proposons dans cette thèse d’analyser cette construction de l’information géographique par une approche s’intéressant à la fois aux caractéristiques des espèces étudiées, aux acteurs qui s’y intéressent, et aux méthodologies utilisées pour récolter et traiter la donnée prélevée sur le terrain. L’étude des facteurs conduisant à l’apparition d’incertitude dans ces démarches nous permettra de montrer les limites à cette construction, puis les dispositifs développés par les acteurs de la conservation pour tenter de la maitriser. / Conservation of threatened species needs knowledge about their populations’ distribution and dynamics, in a geographic area. It is a necessity to definite conservation assessment. This knowledge is the product of processes that collect information, put in place by conservation actors, with public, private or associative origins. We propose to analyse this construction of geographic information by an approach that focus on species’ characteristics, actors whom interest, and methodologies used to collect, and processing information coming from field. Put in light factors that conduct to uncertainty rise in those processes will enable us to study the limits of this knowledge construction, then actors’ device to control this uncertainty.

L’effet des polysaccharides sur l’interaction HGF-MET est étudié à l’aide d’un plan d’expérience comportant plusieurs puces à protéines sous différentes conditions d’expérimentation. Le but de l’analyse est la sélection des meilleurs polysaccharides inhibiteurs de l’interaction HGF-MET. D’un point de vue statistique c’est un problème de classification. Le traitement informatique et statistique des biopuces obtenues nécessite la mise en place de la plateforme PASE avec des plug-ins d’analyse statistique pour ce type de données. La principale caractéristique statistique de ces données est le caractère de répétition : l’expérience est répétée sur 5 puces et les polysaccharides, au sein d’une même puce, sont répliqués 3 fois. On n’est donc plus dans le cas classique des données indépendantes globalement, mais de celui d’une indépendance seulement au niveau intersujets et intrasujet. Nous proposons les modèles mixtes pour la normalisation des données et la représentation des sujets par la fonction de répartition empirique. L’utilisation de la statistique de Kolmogorov-Smirnov apparaît naturelle dans ce contexte et nous étudions son comportement dans les algorithmes de classification de type nuées dynamique et hiérarchique. Le choix du nombre de classes ainsi que du nombre de répétitions nécessaires pour une classification robuste sont traités en détail. L’efficacité de cette méthodologie est mesurée sur des simulations et appliquée aux données HGF-MET. Les résultats obtenus ont aidé au choix des meilleurs polysaccharides dans les essais effectués par les biologistes et les chimistes de l’Institut de Biologie de Lille. Certains de ces résultats ont aussi conforté l’intuition des ces chercheurs. Les scripts R implémentant cette méthodologie sont intégrés à la plateforme PASE. L’utilisation de l’analyse des données fonctionnelles sur ce type de données fait partie des perspectives immédiates de ce travail. / The effect of polysaccharides on HGF-MET interaction was studied using an experimental design with several microarrays under different experimental conditions. The purpose of the analysis is the selection of the best polysaccharides, inhibitors of HGF-MET interaction. From a statistical point of view this is a classification problem. Statistical and computer processing of the obtained microarrays requires the implementation of the PASE platform with statistical analysis plug-ins for this type of data. The main feature of these statistical data is the repeated measurements: the experiment was repeated on 5 microarrays and all studied polysaccharides are replicated 3 times on each microarray. We are no longer in the classical case of globally independent data, we only have independence at inter-subjects and intra-subject levels. We propose mixed models for data normalization and representation of subjects by the empirical cumulative distribution function. The use of the Kolmogorov-Smirnov statistic appears natural in this context and we study its behavior in the classification algorithms like hierarchical classification and k-means. The choice of the number of clusters and the number of repetitions needed for a robust classification are discussed in detail. The robustness of this methodology is measured by simulations and applied to HGF-MET data. The results helped the biologists and chemists from the Institute of Biology of Lille to choose the best polysaccharides in tests conducted by them. Some of these results also confirmed the intuition of the researchers. The R scripts implementing this methodology are integrated into the platform PASE. The use of functional data analysis on such data is part of the immediate future work.