Les changements climatiques et la croissance exponentielle de la population urbaine des dernières décennies, surtout en Occident, ont entraîné une situation de plus en plus problématique concernant l’approvisionnement en denrées alimentaires des villes. Ces dernières doivent maintenant augmenter leurs ressources disponibles, tout en amoindrissant les impacts que peut provoquer une telle augmentation. Effectivement, l’approvisionnement en nourriture provenant majoritairement de grandes exploitations agricoles, qui génèrent énormément de gaz à effet de serre, peut devenir précaire lors de catastrophes naturelles ou économiques, et peut mettre en péril la sécurité alimentaire des habitants, surtout des plus démunis. Conséquemment, plusieurs villes nord-américaines se sont tournées vers l’agriculture urbaine afin de pallier à cette problématique alimentaire et en amoindrir les impacts environnementaux. Si des études sur les méthodes utilisées par les grandes métropoles concernant ce type d’agriculture abondent, celles sur les villes de taille moyenne se font rares, vu la nouveauté du phénomène. Pourtant, les villes moyennes comptent la majorité de la population nord-américaine, tout en étant des pôles régionaux et des fournisseurs de biens et services pour leurs populations et pour celles des petites villes avoisinantes. L’objectif de cette étude est donc de déterminer si l’agriculture urbaine est un moyen pour les villes nord-américaines moyennes de renforcer la sécurité alimentaire dans un contexte de changements climatiques. À cette fin, une comparaison entre deux villes de taille moyenne exemplaires en termes d’engagement environnemental a été effectuée; une ville québécoise, Sherbrooke et une ville de l’Oregon, Eugene. L’étude a permis, en premier lieu, de constater que l’agriculture urbaine est effectivement utilisée par les villes moyennes d’Amérique du Nord pour pallier à certaines problématiques environnementales. Elle a également permis d’établir qu’un cadre légal et politique en matière d’agriculture urbaine est déjà existant au niveau des municipalités et des gouvernements provinciaux, et que cultiver en ville est une pratique bien ancrée auprès des populations depuis des décennies, les jardins communautaires et collectifs étant des organisations durables tant financièrement, qu’administrativement. L’étude a enfin permis d’observer un écart de perceptions auprès des jardiniers, qui, bien que cultivant des jardins collectifs et communautaires dans une optique de lutte contre les changements climatiques et de renforcement de la sécurité alimentaire, jardinent surtout par plaisir et non par nécessité, mais cela ne perturbe pas l’efficacité de l’agriculture urbaine pour pallier à ces deux problématiques.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Ce travail a porté sur l’étude de l’évolution des communautés zooplanctoniques à partir de séries temporelles de relevés effectués de 1995 à 2010 dans deux écosystèmes côtiers couplés, la Petite Rade de Toulon (PR) et Grande Rade de Toulon (GR) (Méditerranée Nord Occidentale, France) en relation avec les facteurs climatiques, les paramètres physiques et chimiques de l'eau et avec le phytoplancton. Le pas d’échantillonnage des relevés de zooplancton et du phytoplancton était d’un mois en moyenne. La maille du filet utilisé était de 90 µm, afin de cibler le mésozooplancton. La PR a différé de la GR dans son fonctionnement écologique, car elle est semi-fermée, mais aussi parce que l'activité anthropique y était beaucoup plus importante. Nos résultats ont montré que, de 1995 à 2010 dans les deux baies, l'abondance du zooplancton a sensiblement augmenté, surtout dans la PR. Il a été également établi, en utilisant différents outils statistiques, que la plus grande partie des espèces de zooplancton évolue de manière coordonnée chaque année, mais d’une manière différente d’une année à l’autre. C’est ce que nous avons appelé la signature annuelle, qui était très marquée dans la PR. Plusieurs paramètres environnementaux comme la température, l’oxygène, la salinité et l’ensoleillement, qui ont été simultanément enregistrés, expliquent cette signature annuelle. Il a été montré en effet qu’ils influencent très sensiblement la population de zooplancton, de manière instantanée ou avec un effet retardé. Les interactions responsables de cette évolution sont fort complexes, mais il a été aussi établi que ces facteurs sont plus forts lorsqu’ils agissaient de manière coordonnée. La répartition du zooplancton en groupes taxonomiques a montré que la diversité a augmenté jusqu’en 2005, puis a diminué légèrement, tout en restant à des niveaux plus élevés qu’en 1995. L’étude détaillée de la diversité, avec une classification des indices eux-mêmes, a fait l’objet du dernier chapitre. Enfin, nous émettons l’hypothèse que la diminution des stocks de poissons au cours des dernières décennies dans toute la région a entraîné une diminution des taux de prédation sur les communautés zooplanctoniques, ce qui peut expliquer l’augmentation de peuplements zooplanctoniques au cours de ces dernières années. Cet accroissement de l’abondance du zooplancton a pu entraîner à son tour une diminution de la biomasse du phytoplancton. Cette diminution a été parallèlement observée par notre équipe. Ceci suggère un système de contrôle top-down du réseau trophique. / This work focused the study of the evolution of zooplankton communities from time series of surveys conducted from 1995 to 2010 in two coastal coupled ecosystems, Little Bay (PR) and Large Bay (GR) of Toulon (North Western Mediterranean Sea, France) in relation to climatic factors, physical and chemical water parameters and phytoplankton. The samplings surveys of zooplankton, and indeed also of phytoplankton, were a month, on average. The net mesh size used was 90 µm to target Mesozooplankton. The PR differed from the GR in its ecological functioning, because it is semi-closed, but also because human activity is much more important. Our results showed that, from 1995 to 2010 in both bays, zooplankton abundance increased substantially, especially in the PR. It was also established, using statistical tools, that most zooplankton species evolved coordinated each year, but in a different way from one year to another. This is what we call the annual signature, which was more pronounced in the PR. Several environmental parameters such as temperature, oxygen, salinity and sunlight, which were simultaneously recorded, explained this annual signature. It was shown that they significantly influenced the population of zooplankton, instantly or with a delayed effect. Interactions responsible for this development are complex, but it was also established that these factors were stronger when they acted in a coordinated manner. Distribution of zooplankton taxonomic groups showed diversity increases until 2005 and then decreased slightly, while remaining at levels higher than in 1995. The detailed study of diversity, with a classification of the clues themselves was the subject of the last chapter. Finally, we hypothesize that the decline of fish stocks in recent decades throughout the region, resulting in lower rate of predation on zooplankton communities, may explain the increase of zooplankton communities in recent years. This increase in zooplankton abundance could in turn lead to a decrease in phytoplankton biomass. The decrease of phytoplankton was at the same time observed by our team. The latter hypothesis suggests a top-down control of the the food web

Texte remanié de: Th. doct.--Tours, 1996. / Contient des documents en italien et en latin. Bibliogr. p. 457-501. Index.

Il est dorénavant établi que les changements climatiques auront des répercussions sur les ressources en eau. La situation est préoccupante pour le secteur de production d'énergie hydroélectrique, car l'eau constitue le moteur pour générer cette forme d'énergie. Il sera important d'adapter les règles de gestion et/ou les installations des systèmes hydriques, afin de minimiser les impacts négatifs et/ou pour capitaliser sur les retombées positives que les changements climatiques pourront apporter. Les travaux de la présente recherche s'intéressent au développement d'une méthode de gestion des systèmes hydriques qui tient compte des projections climatiques pour mieux anticiper les impacts de l'évolution du climat sur la production d'hydroélectricité et d'établir des stratégies d'adaptation aux changements climatiques. Le domaine d'étude est le bassin versant de la rivière Manicouagan situé dans la partie centrale du Québec. Une nouvelle approche d'optimisation des ressources hydriques dans le contexte des changements climatiques est proposée. L'approche traite le problème de la saisonnalité et de la non-stationnarité du climat d'une manière explicite pour représenter l'incertitude rattachée à un ensemble des projections climatiques. Cette approche permet d'intégrer les projections climatiques dans le problème d'optimisation des ressources en eau pour une gestion à long terme des systèmes hydriques et de développer des stratégies d'adaptation de ces systèmes aux changements climatiques. Les résultats montrent que les impacts des changements climatiques sur le régime hydrologique du bassin de la rivière Manicouagan seraient le devancement et l'atténuation de la crue printanière et l'augmentation du volume annuel d'apports. L'adaptation des règles de gestion du système hydrique engendrerait une hausse de la production hydroélectrique. Néanmoins, une perte de la performance des installations existantes du système hydrique serait observée à cause de l'augmentation des déversements non productibles dans le climat futur. Des stratégies d'adaptation structurale ont été analysées pour augmenter la capacité de production et la capacité d'écoulement de certaines centrales hydroélectriques afin d'améliorer la performance du système. Une analyse économique a permis de choisir les meilleures mesures d'adaptation et de déterminer le moment opportun pour la mise en oeuvre de ces mesures. Les résultats de la recherche offrnt aux gestionnaires des systèmes hydriques un outil qui permet de mieux anticiper les conséquences des changements climatiques sur la production hydroélectrique, incluant le rendement de centrales, les déversements non productibles et le moment le plus opportun pour inclure des modifications aux systèmes hydriques.

Abstract : As atmospheric temperatures at the Earth’s surface increase due to global warming, the capacity of lower atmospheric levels to hold water vapor rises and thus, precipitations and floods will be influenced. In turn, extreme precipitation and flood events are subject to potential modifications under climate change, namely, Probable Maximum Precipitation (PMP) and Probable Maximum Flood (PMF). This research aims at analyzing climate change influences on PMP and PMF in three watersheds with different climatic conditions across the province of Québec, Canada. The watersheds are located in the south, center and north of the province. They have been selected in a manner which reflects climate diversity across Québec. In order to study climate change conditions, the data output of the Canadian Regional Climate Model (CRCM) was used. This database covers a time horizon from 1961 up to 2100 and includes daily precipitation, temperature, specific humidity and Convective Available Potential Energy (CAPE). These data were used to estimate PMP. The World Meteorological Organization (WMO) method was adapted to estimate PMP values under climate change conditions. The 100-year return period precipitable water (W100) was selected as an upper limit of precipitable water in establishing maximization ratio. The time series for estimating W100 was established from annual maximum precipitable water values that have similar atmospheric variables of the event to be maximized. The atmospheric variables used in this research were atmospheric temperature at the Earth’s surface and CAPE. This method does not require setting any upper bound limit to the maximization ratio and is therefore more amenable to calculate the PMP in a climate change context. The PMP was used to run a distributed hydrological model to estimate PMF. PMP and PMF values were estimated in three 45-year time horizons: recent past (centered on 1985), near future (2030) and far future (2070). In regions where snowmelt plays a key role in the annual hydrological cycle, winter-spring flooding could be the major discharge. Consequently, PMP and PMF were separately analyzed in two seasons: summer-fall (snow-free) and winter-spring (snow accumulation and melt). The largest value obtained was identified as the all-season PMP/PMF. Summer-fall PMF was estimated by inserting the PMP in each day of the simulated time horizon. Therefore, all soil moisture conditions prior to PMP occurrence were included. Accordingly, a distribution of PMF values based on different initial conditions (soil wetness levels) was obtained. Winter-spring PMF was estimated by inserting the PMP value at the end of a warm melting period and for an extreme snow accumulation. Our results show that the PMF of three watersheds would occur in the winter-spring season in current and future climate projections. Furthermore, all-season PMP and PMF in southern Québec would decrease, but trends in central and northern of Québec would be reversed and the PMP and PMF would increase in projected climate conditions. In the center and north of Québec, the PMF would increase by 25 and 23% respectively, at the end of the 21st century. For the same period, PMF would have a reduction of 25% in the south of Québec. Of the three watersheds, the PMF always occurs at the end of winter-spring season when the snow accumulation is the greatest. / Résumé: Quand la température atmosphérique à la surface a des augmentations en raison du réchauffement climatique mondial, la capacité des niveaux atmosphériques inférieurs à contenir de la vapeur d’eau s’élève. Ceci peut influencer les précipitations et les inondations. C’est pourquoi le réchauffement mondial conduit au changement climatique. Les précipitations extrêmes et les inondations extrêmes peuvent potentiellement subir des changements, à savoir, la précipitation maximale probable (PMP) et la crue maximale probable (CMP). Cette recherche vise à analyser les influences du changement climatique sur la PMP et la CMP dans trois bassins versants avec différentes conditions climatiques à travers la province de Québec, Canada. Les bassins versants sont situés dans le sud, le centre et le nord du Québec. Ils ont été sélectionnés d’une manière qui reflète la diversité du climat à travers le Québec. Afin d'étudier les conditions du changement climatique, les sorties du modèle régional canadien du climat (MRCC) ont été utilisées. Cette base de données couvre un horizon de temps à partir de 1961 jusqu'à 2100. Les données comprennent la précipitation quotidienne, la température, l'humidité spécifique et l’énergie potentielle de convection disponible (EPCD). Ces données ont été utilisées pour estimer la PMP. La méthode de l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM) a été adaptée pour estimer les valeurs de la PMP dans des conditions de changements climatiques. L'eau précipitable centennale (W100) a été choisie comme une limite supérieure de l'eau précipitable pour déterminer le rapport de maximisation. Les séries chronologiques pour estimer W100 ont été établies à partir de valeurs annuelles maximales d'eau précipitable qui sont associées à des valeurs de variables atmosphériques similaires à l'événement qui doit être maximisé. Les variables atmosphériques utilisées dans cette recherche sont la température atmosphérique à la surface et l'EPCD. Cette méthode ne nécessite pas de fixer une limite supérieure au rapport de maximisation et est donc plus propice à la détermination de la PMP dans un contexte des changements climatiques. La PMP résultante a été utilisée pour forcer un modèle hydrologique distribué afin d’estimer la CMP. Les valeurs de la PMP et de la CMP ont été estimées en trois horizons de temps: le passé récent, les futurs proches (2030) et lointains (2070). Dans les régions où la fonte des neiges joue un rôle clé dans le cycle hydrologique annuel, les crues printanières en climat actuel correspondent habituellement au débit maximum annuel. La PMP et la CMP ont cependant été analysées séparément en deux saisons: l'été-automne (sans neige) et l'hiver-printemps (accumulation et fonte de neige) pour évaluer l’impact des changements climatiques sur la saisonnalité de ces événements extrêmes. La plus grande valeur obtenue a été identifiée comme la PMP / CMP annuelle. La CMP d’été-automne a été estimée par l'insertion de la PMP pour chaque jour de l'horizon de temps de simulation. Par conséquent, toutes les conditions possibles d'humidité du sol avant l’événement de la PMP ont été incluses. En conséquence, une distribution des valeurs de CMP basées sur différentes conditions initiales (niveaux d'humidité du sol) a été obtenue. La CMP d’hiver-printemps a été estimée en insérant la valeur de PMP à la fin d'une période de fonte et une accumulation de neige extrême. Nos résultats montrent que dans le sud et le nord du Québec, la CMP a toujours lieu à la fin de la saison hiver-printemps lorsque l’accumulation de neige est maximale. Aussi, la PMP et la CMP au sud du Québec devraient diminuer, mais la tendance au centre et au nord du Québec serait inversée. Dans le centre et le nord, la CMP augmente de 22 et 21%, respectivement, à la fin du 21e siècle alors que pour la même période, CMP aurait une réduction de 13% dans le sud du Québec. La CMP annuelle de ces bassins versants se produit dans la saison hiver-printemps dans trois horizons temporels.

Les changements climatiques attendus pour les prochaines décennies auront des impacts non négligeables sur la performance à long terme des réseaux routiers québécois, notamment durant la période hivernale. Cette étude a pour objectif de quantifier l’effet des changements climatiques attendus en hiver, c’est-à-dire les effets d’une diminution de l’indice de gel et d’une hausse du nombre d’épisodes de redoux hivernaux. Tout d’abord, un adoucissement des températures hivernales aura un impact positif en réduisant l’endommagement des chaussées causé par les phénomènes de soulèvement au gel. Une augmentation de durée de vie relative de 6 à 17 % est attendue pour l’horizon climatique [2011-2040]. De plus, une méthode d’ajustement de l’indice de gel utilisé en conception a également été établie pour adapter les futures chaussées à des hivers moins rigoureux. Par la suite, l’effet d’une augmentation du nombre de redoux hivernaux aura des effets négatifs sur les chaussées en occasionnant une augmentation de l’endommagement par déformation permanente dans la couche de fondation granulaire et par fatigue dans la couche de béton bitumineux. Des essais triaxiaux ont été réalisés pour évaluer la performance en déformation permanente de différents types de MG-20 soumis à une répétition de redoux hivernaux. Ces essais ont ensuite été validés par des essais effectués à l’aide d’un simulateur de charge roulante. Il a été possible de conclure que, pour l’horizon climatique [2011-2040], les chaussées flexibles au Québec subiront une perte de durée de vie relative variant de 7 à 13 % en déformations permanentes. Concernant l’endommagement par fatigue, la perte de durée de vie relative attendue varie de 5 à 8 %. Finalement, certaines méthodes de mitigation sont proposées afin d’adapter les réseaux routiers aux changements climatiques. / In the coming decades climate change will have significant impacts on the long-term performance of the road network of Quebec, particularly during winter period. This study quantifies the effect of climate change expected in winter, precisely the effect of a decrease in the freezing index and an increase in the number of episodes of winter thaws. Firstly milder winter temperatures will have a positive impact by reducing pavement damage caused by frost heaves. Increased duration of life of about 6-17% is expected for climate horizon [2011-2040]. In addition, an adjustment of the freezing index has also been established to adapt construction of future pavement structure to less severe winters. Thereafter, the effect of an increase in the number of winter thaws events will have a negative impact on pavements increasing damages by permanent deformation in the granular base and by fatigue in the asphalt concrete layer. Triaxial tests were conducted to evaluate the performance on permanent deformation of different types of MG-20 subjected to repeated winter thaws. These tests were then validated using a small-scale heavy vehicle simulator. It was possible to conclude that, for the climate horizon [2011-2040], flexible pavements in Quebec will suffer a loss of lifetime ranging from 7 to 13% in permanent deformation. Regarding the fatigue damage, we expect a reduction of lifetime from 5 to 8%. Finally, some mitigation methods are proposed to adapt road networks to climate change.

La productivité est influencée par des facteurs climatiques et non-climatiques temporaires ou permanents. Leurs effets varient dans le temps et dans l’espace et le fait d’assumer une sensibilité homogène de la productivité alors qu’elle est en fait hétérogène a des conséquences sur la capacité de prévision de la productivité forestière. Il existe des preuves des changements globaux, régionaux et locaux et la réponse en terme de croissance à ces variations dans la forêt boréale est diversifiée et dans certains cas contrastées. Il est donc nécessaire de surveiller constamment la croissance et la productivité et des études régionales sont donc nécessaires pour étudier les alternatives des procédures d'estimation de la productivité. Cette thèse a donc pour but de déterminer dans quelle mesure les changements dans le climat et les régimes de perturbations affecter la productivité du site dans les forêts boréales et tempérées septentrionales situées dans la province de Québec. Des données d’analyse de tiges ont été obtenues pour 32 peuplements dominés par le tremble dans un transect nord-sud couvrant 5 degrés de latitude, représentant un large gradient climatique avec différent dépôts du surface. La croissance en hauteur en temps réel y a été étudiée à l’aide du modèle de productivité de Plonski. Plus de 4000 placettes échantillons temporaires ont été obtenues dans des peuplements d'âges, de structures et de compositions différentes pour mesurer les effets rétroactifs de la végétation sur la productivité, qui résultent indirectement du climat et du sol. Le modèle de Pothier et Savard a ensuite été utilisé pour estimer l'indice de qualité de station du tremble dans des peuplements mélangés. Enfin, le dernier chapitre a utilisé le modèle aspécifique hauteur dominante-âge de Pothier et Auger. Les résultats du premier chapitre montrent que, dans les peuplements dominés par le tremble, la croissance en hauteur est surtout influencée par la somme annuelle des degrés-jours, avec un pouvoir prévisionnel aussi bon que celui obtenu avec des variables basées sur les processus. Un modèle qui suppose que certaines populations ont des réponses différentes au climat est meilleur, ce qui démontre que la sensibilité du tremble au climat n'est pas identique sur toute son aire de dispersion. Dans les peuplements mélangés, la structure du peuplement et la composition en espèces sont les principaux facteurs expliquant la productivité du tremble. Une interaction entre les facteurs du paysage et de la placette influence la productivité à l’échelle des placettes, suggérant qu'une approche de modélisation hiérarchique est plus appropriée. Enfin, puisque les changements de structure et de composition reflètent la dynamique de succession, il est déduit que les changements successionnels dominent la variabilité de la productivité dans les peuplements mélangés. Nos résultats semblent concorder avec l’idée fondamentale de l’existence d’une hétérogénéité (dans la productivité forestière) due aux interactions intra- et inter-specifiques qui produisent des structures capables de s’adapter dans le temps, comme le suggère le concept des systèmes adaptatifs complexes. / Forest productivity is driven by direct climatic and non-climatic factors which are transient or permanent in nature. Their effects vary through time and along spatial scales, thus assuming equal sensitivities across time and space where heterogeneous growth responses exist has consequences for the prediction of forest productivity. There is growing evidence of global changes, associated by rather diverse and in some cases contrasting changes in growth. It is necessary to constantly monitor growth and productivity and regional studies are therefore necessary to consider alternative productivity estimation procedures. This thesis was therefore aimed at determining to what extent global, regional and local changes in climate and disturbance regimes affect forest site productivity within eastern Canadian boreal and northern temperate forests located within the province of Québec. Stem analysis data was first obtained from 32 aspen dominated stands that spanned a 5-degree of latitude-wide transect representing a large climate gradient with different surficial deposit types in order to study real-time height growth. Plonki’s site index model calibrated from stem analysis data was used in estimating a height growth index for these 32 stands. Over 4000 temporary sample plots were also obtained from stands of varying age, structure and species compositional gradients in order to determine feedback effects of vegetation on productivity, which are indirect effects of climate and soil. A site index model calibrated from temporary sample plots (and currently used in Québec for growth and yield estimation) was used in estimating site index for mixed aspen stands. Finally, the last chapter of this thesis used an aspecific height-age relationship. Results of the first chapter show that within aspen dominated stands, height growth is mainly driven by the annual cumulative sum of growing degree days with an explanatory capacity as good as that of more complex processed-based variables. Also, aspen productivity in pure stands is better explained with a model that assumes that specific populations have different response functions to climate, demonstrating that climate sensitivity is not stable across a species’ geographic range. Within mixed species stands, stand structure and species composition are the major drivers of aspen productivity. Variability in productivity is better explained at the level of landscapes than stand-level. An interaction between landscape- and stand-level drivers influence stand-level productivity, suggesting that a hierarchical modelling approach is more appropriate than a single-level model. Since stand structural and compositional changes are dynamics that characterize stand succession, it is inferred that successional changes and not climate drive productivity in mixed stands, when measured with site index. Our results seem to concur with the fundamental idea of the existence of heterogeneity (in forest productivity) due to intra- and inter-specific interactions in a way that produces structures capable of adapting through time, as suggested by the concept of complex adaptive systems.

L’étude de la plasticité comportementale s’attarde aux réponses physiologiques et comportementales des individus face aux contraintes de leur environnement. Les changements climatiques modifient les conditions du milieu et ont le potentiel d’influencer les composantes biodémographiques des individus. L’étude des liens mécanistiques entre le comportement animal et les conditions du milieu est donc utile à la compréhension des impacts potentiels des changements climatiques sur les individus. Le premier volet de ma thèse s’attarde aux liens entre les conditions du milieu, le comportement d’hibernation et la sélection de tanière de l’ours grizzli, une espèce menacée en Alberta. Ce volet révèle que l’abondance de nourriture à l’automne ainsi que le statut reproducteur des individus sont liés aux variations observées dans les dates d’entrée en tanière tandis que les conditions météorologiques à large échelle et le statut reproducteur des individus expliquent bien les dates de sorties de tanières. Ce volet démontre aussi que les caractéristiques physiques des tanières ne diffèrent pas entre les sexes et que pour creuser leurs tanières, les mâles et les femelles sélectionnent des attributs du paysage similaire. À large échelle, l’ours grizzli évite les zones humides et choisi des peuplements de conifères en haute altitude associés à une grande disponibilité de nourriture de haute qualité au printemps. À l’échelle du domaine vital et à l’échelle locale, l’ours grizzli choisi des peuplements de conifères associés à un fort couvert latéral et vertical, à une faible disponibilité de nourriture de haute qualité à l’automne, à une forte abondance d’Hedysarum spp. ainsi qu’à une faible densité de routes. Le second volet s’attarde à la sélection de l’habitat et à la thermorégulation durant la période active et mets en évidence les contraintes thermiques associées à une augmentation de la température ambiante sur les patrons de sélection de l’habitat. La sélection de l’habitat de l’ours grizzli selon les saisons et durant la journée dépendait de la température ambiante et ce, davantage pour les mâles que pour les femelles. Plus la température ambiante était élevée, plus la sélection de peuplements ouverts qui abondent en nourriture de haute qualité augmentait durant les périodes les plus fraîches de la journée et plus la sélection de ces mêmes peuplements diminuait durant les périodes les plus chaudes de la journée. Ma thèse approfondie les connaissances concernant les facteurs intrinsèques et extrinsèques influençant le comportement d’hibernation et met en évidence l’influence de la thermorégulation sur la sélection de l’habitat chez l’ours. Mes résultats contribuent à une meilleure compréhension des facteurs déterminant la distribution des individus et améliore notre capacité à prédire l’effet des changements climatiques globaux sur les grands mammifères. / The study of behavioural plasticity aims at understanding the physiological and behavioural responses of individuals to limiting factors. Climate change has the potential to influence the life history of individuals by altering environmental conditions. Thus, studying the mechanistic links between animal behaviour and environmental conditions is necessary to understand the potential impacts of climate change on individuals. The first part of my thesis focuses on the links between environmental conditions, hibernation behaviour, and habitat selection of grizzly bears, a threatened species in Alberta, Canada. The phenology of den entry and exit was driven by sex and reproductive status, food availability in autumn, winter precipitation, and spring temperature. There was no difference in the dimensions and characteristics of dens excavated by male and female grizzly bears, and males and females selected similar landscape attributes to dig their dens. At the broadest scale investigated, grizzly bears avoided wetlands and selected high-elevation dry conifer stands with abundant high-quality spring foods. At the home-range scale and within the den vicinity, grizzly bears selected dense conifer stands associated with little high-quality autumn food and abundant Hedysarum spp. in areas with low road densities. The second part of my thesis focuses on the links between habitat selection and thermoregulation during the active season, and highlights the thermal constraints associated with increasing ambient temperatures on habitat selection patterns. Grizzly bear habitat selection followed a daily and seasonal pattern that was influenced by ambient temperature, with adult males showing a stronger response than females to warm temperatures. With increasing ambient temperatures, male and female grizzly bears increased their selection for open stands with abundant food resources during the coolest periods of the day, and concurrently decreased their selection for these open stands during the warmest periods of the day. My thesis increases our understanding of the role of intrinsic and extrinsic factors on hibernation behaviour, habitat selection, and thermoregulation constraints of grizzly bears. Ultimately, my results enhance our understanding of the factors regulating the distribution of individuals in time and space; improving our ability to predict the potential impacts of climate change on large mammals.

Les changements climatiques récents ont mené à l’expansion de la répartition de plusieurs espèces méridionales, mais ont aussi causé l’extinction locale d’espèces se retrouvant à la limite de leur tolérance environnementale. Ces populations en expansion peuvent favoriser différentes stratégies d’histoire de vie en répondant à différents facteurs limitants. Dans cette thèse, je vise à déterminer et quantifier l’effet du climat et des évènements extrêmes sur le cycle de vie complet d’une espèce en expansion (le dindon sauvage) pour comprendre les changements au niveau populationnel ainsi que les mécanismes impliqués dans l’expansion de la distribution d’une espèce. J’ai défini les évènements extrêmes de pluie, d’épaisseur de neige au sol et de température, comme un évènement dont la fréquence est plus rare que le 10e et 90e percentile. En utilisant l’approche « Measure-Understand-Predict » (MUP), j’ai tout d’abord suivi trois populations le long d’un gradient latitudinal de sévérité hivernale pour mesurer l’effet de variables météorologiques sur la dynamique des populations. La survie des dindons sauvages diminuait drastiquement lorsque l’accumulation de neige au sol dépassait 30 cm pour une période de 10 jours et diminuait également avec la température. Au printemps, la persistance de la neige affectait négativement le taux d’initiation de la nidification et l’augmentation de la pluie diminuait la survie des nids. Dans une deuxième étape, j’ai examiné l’impact des évènements climatiques extrêmes et des processus démographiques impliqués dans l’expansion du dindon, liés à la théorie des histoires de vie pour comprendre la relation entre la dynamique de ces populations en expansions avec le climat. J’ai démontré que la fréquence des évènements extrêmes hivernaux et, d’une façon moins importante, les évènements extrêmes estivaux limitaient l’expansion nordique des dindons sauvages. J’ai appuyé, à l’aide de données empiriques et de modélisation, les hypothèses de la théorie classique des invasions biologiques en montrant que les populations en établissement priorisaient les paramètres reproducteurs tandis que la survie adulte était le paramètre démographique affectant le plus la dynamique des populations bien établies. De plus, les populations les plus au nord étaient composées d’individus plus jeunes ayant une espérance de vie plus faible, mais avaient un potentiel d’accroissement plus élevé que les populations établies, comme le suggère cette théorie. Finalement, j’ai projeté l’impact de la récolte sur la dynamique des populations de même que le taux de croissance de cette espèce en utilisant les conditions climatiques futures projetées par les modèles de l’IPCC. Les populations en établissement avaient un taux de récolte potentiel plus élevé, mais la proportion de mâles adultes, possédant des caractéristiques recherchées par les chasseurs, diminuait plus rapidement que dans les populations établies. Dans le futur, la fréquence des évènements extrêmes de pluie devrait augmenter tandis que la fréquence des évènements extrêmes de température hivernale et d’accumulation de neige au sol devraient diminuer après 2060, limitant probablement l’expansion nordique du dindon sauvage jusqu’en 2100. Cette thèse améliore notre compréhension des effets météorologiques et du climat sur l’expansion de la répartition des espèces ainsi que les mécanismes démographiques impliqués, et nous a permis de prédire la probabilité de l’expansion nordique de la répartition du dindon sauvage en réponse aux changements climatiques. / Recent global climate changes have resulted in range expansion for many temperate species but have also led to local extinctions for species living at the fringe of their environmental tolerance. These expanding populations may prioritize different life history strategies by responding differently to limiting factors. In this thesis, we aim to assess and quantify the effect of climate and extreme events on the whole life cycle of an expanding wildlife species (wild turkey) to understand population change and range expansion. I defined an extreme climate event for rain, snow depth and temperature, as events rarer than the 10th and 90th percentile. Using a Measure-Understand-Predict (MUP) approach, I first followed three populations along a latitudinal gradient in winter harshness to measure the effect of weather variables on population dynamics. Winter survival of wild turkeys decreased dramatically when snow depth was over a 30 cm threshold and also decreased with temperature. Snow persistence and precipitation in spring negatively impacted initiation nesting rate and nest survival, respectively. In a second step, I examined the impact of extreme climate events and the demographic mechanisms driving their expansion in the context of life history theory to understand the relationship with climate. I showed that the frequency of extreme winter events and to a lesser extent extreme summer events limited the northern expansion of wild turkeys. I supported the hypotheses of the classical biological invasion theory, with empirical data and modelling, as establishing populations prioritized reproductive parameters while adult survival was the key demographic parameter driving the dynamics of well established populations. Furthermore, more northern populations were composed of younger individuals with a lower life expectancy but had a higher potential growth rate than populations located more southerly as predicted by this theory. Finally, I predicted the impact of the harvest on population dynamics as well as the population growth rate of this species using future climate conditions projected by IPCC-class models. Establishing populations had a higher harvest rate potential but the proportion of adult males, possessing enhanced characteristics sought by hunter, decreased faster than in established populations. In the future, frequency of rain extreme events is predicted to increase while frequency of winter temperature and snow cover extreme events should decrease after 2060, potentially restraining wild turkey northern expansion until at least 2100. This thesis increases our understanding of the effect of weather and climate on range expansion and their underlying demographic mechanisms, and allows us to predict the likelihood of the northern expansion range of wild turkey in response to climate changes.