La présente thèse porte sur la croissance radiale de la pruche (Tsuga canadensis L. Carr.) et du pin blanc (Pinus strobus L.), deux espèces arborescentes de la forêt tempérée du sud du Québec où de multiples perturbations interviennent dans la dynamique forestière. Fondée sur une analyse dendroécologique et dendroclimatique, cette recherche comprend trois volets hautement complémentaires qui documentent les relations entre la croissance radiale chez ces deux espèces et les perturbations forestières, à savoir le prélèvement sélectif d’individus, la défoliation lors des épidémies de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBÉ) (Choristoneura fumiferana (Clemens), ainsi que le climat. Le premier volet présente les longues séries dendrochronologiques de pruche et de pin blanc confectionnées en Mauricie à l’aide d’arbres vivants et de diverses catégories de bois morts, surtout des billes de bois de flottage extraites de quelques lacs du Parc national de la Mauricie. Les années d’abattage montrent que le pin blanc a été exploité à des fins domestiques au moins 30 ans avant l’émission des premiers droits de coupe, c’est-à-dire depuis au moins 1800, et 70 ans après la disparition présumée des pinèdes dans la région. Les séries montrent des reprises de croissance découlant d’un prélèvement sélectif au sein des forêts. La chronologie des épidémies de la TBÉ établie à l’aide de la pruche, qui est pourtant une espèce hôte secondaire de la TBÉ, est la plus longue produite à ce jour dans l’est du Canada. Les données obtenues de plusieurs régions du Québec méridional (Mauricie, Outaouais et Lotbinière) suggèrent que la pruche peut subir une défoliation sévère lors des épidémies, là où des peuplements de sapin baumier et d’épinette blanche abondent à proximité. À l’échelle régionale, la fréquence des épidémies de la TBÉ augmenterait, vraisemblablement en lien avec l’augmentation de l’abondance du sapin dans les peuplements en régénération. Le second volet de la thèse a permis d’évaluer la réponse climatique de la pruche et du pin blanc dans les forêts tempérées du sud du Québec. Les analyses dendroclimatiques ont montré que la pruche peut être un bon indicateur du climat si elle a crû dans un milieu où les perturbations naturelles et anthropiques ont été légères. Dans les études dendroclimatiques, on ciblera de préférence des peuplements situés dans des régions où dominent les forêts de feuillus et dont l’historique des perturbations est connu. Le pin blanc est moins sensible aux perturbations biotiques que la pruche, mais la qualité de la réponse climatique chez ce conifère dépend des contraintes hydriques (comme en Outaouais) ou thermiques (comme sur l’île d’Anticosti). Le troisième volet porte sur la formation de faux cernes chez le pin blanc dans les collines de l’Outaouais, une réponse dendroanatomique à un stress hydrique. Des chronologies de faux cernes ont été élaborées pour deux groupes de sites (sur affleurements rocheux et sur dépôts minces). La fréquence la plus élevée a été obtenue en 1955, 1959 et 1988 (62 % à 90 % des tiges). Les facteurs prédisposant à la formation de faux cernes sont l’âge cambial des tiges et les conditions de drainage rapide sur les affleurements rocheux. Les facteurs déclencheurs sont des événements climatiques (faibles précipitations) survenant pendant la saison de croissance. / Our dissertation documents the radial growth among eastern hemlock (Tsuga canadensis L. Carr.) and white pine (Pinus strobus L.), two tree species of the southern Québec temperate forests, where several disturbances get involved in stand dynamics. Based on a dendroecological and dendroclimatical approach, this study includes three highly complementary sections which address the relationship between radial growth among these two tree species and forest disturbances, i.e., selective tree harvest, defoliation during spruce budworm (SBW) (Choristoneura fumiferana (Clemens)) outbreaks, and climate. The first section describes eastern hemlock and white pine long tree-ring series which were built from both living trees and dead wood, mainly submerged floated wood extracted from several lakes in the Mauricie National Park. One can deduce from white pine logging years that this tree had been harvested for domestic use 30 years before the first issue of logging rights, i.e., since the 1800s onwards, and about 70 years after presumed decimation of pine forests in the area. Tree ring series show major growth release which likely resulted from selective harvest in forest stands. Our chronology of SBW outbreaks established from eastern hemlock tree-ring series is the longest chronology produced so far in eastern Canada, although hemlock is a secondary host of SBW. Series from several regions (Mauricie, Outaouais and Lotbinière) suggest that eastern hemlock may experience severe defoliation and radial growth suppression in areas where primary hosts of SBW are abundant. At the regional scale, the frequency of SBW outbreaks increases likely in response to an increased abundance in balsam fir in second-growth stands. In this section, we attempted to evaluate climate responsiveness among eastern hemlock and white pine growing in the southern Quebec Temperate Forest. Dendroclimatic analyses showed that hemlock radial growth may be a good climatic indicator in stands where natural and anthropogenic disturbances were light. Sampling strategies when conducting dendroclimatic studies should focus on trees growing in hardwood-dominated stands and areas where past disturbances have beendocumented. White pine is less sensitive to biotic disturbance than eastern hemlock but the climate responsiness of this conifer depends on constraints associated with water deficit or thermal stress. The third section deals with false ring formation in the white pine of the Outaouais Hills, a dendroanatomic response to water stress. False ring chronologies were established for two groups of sites (rocky outcrops and shallow soils). The years 1955, 1959, and 1988 were those with the highest occurrence of false rings (62% to 90% of all stems). Factors predisposing false ring formation include the cambial age of stems bearing false rings and drainage conditions (dry rocky outcrop sites). Triggering factors were climatic events (low precipitation) occurring during the growing season.

Nous avons étudié l'impact des variations climatiques sur la phénologie et le succès de la reproduction chez la Grande Oie des neiges (Chen caerulescens atlantica), une espèce nichant en Arctique où le réchauffement climatique est particulièrement prononcé. Nos analyses ont été effectuées sur la base d'une banque de données climatiques et biologiques de 16 ans (1989-2004) récoltées sur l'île Bylot dans l'Arctique canadien. La variation individuelle de la phénologie de la reproduction était expliquée à environ 50% par des facteurs climatiques printaniers, principalement par la température de l'air et la couverture neigeuse. Au contraire, le succès reproducteur jusqu'à l'envol était davantage influencé par les valeurs extrêmes du climat régional (i.e. l'indice de l'OA) au cours de l'été que par les conditions climatiques printanières. La taille et la masse des oisons peu avant l'envol étaient généralement réduites par des températures printanières élevées, vraisemblablement parce que ces conditions diminuaient la synchronisation entre la date d'éclosion des oisons et le pic dans la qualité maximale des plantes en début de saison. Ce décalage est survenu puisque la phénologie des plantes est davantage devancée que celle des oies lors des printemps chauds. Nous concluons que le réchauffement climatique devrait devancer la phénologie de la reproduction des oies, mais que des températures printanières élevées et des valeurs extrêmes de l'indice estival de l'OA pourraient diminuer leur succès reproducteur. / We studied the impact of climatic variations on the breeding phenology and the reproductive success of the Greater Snow Goose {Chen caerulescens atlantica), a migratory bird breeding in the Arctic where climate warming is most pronounced. Our analysis used a 16-year climatic and biology database (1989-2004) collected on Bylot Island in the Canadian Arctic. About 50% of the individual variation in reproductive phenology was explained by climatic factors in spring, mostly air temperature and snow cover. In contrast, breeding success up to fledging was more influenced by extreme values of the regional climate (i.e. the AO index) during the summer than by the spring climatic conditions. Goslings size and mass near fledging were generally reduced in years with high spring temperatures, likely because these conditions reduced the synchronization between goslings hatching date and the early season peak in plant quality. This mismatch occurred because the advancement in phenology during warm springs is more pronounced in plants than in geese. We conclude that climate warming should advance the reproductive phenology of geese, but that high spring temperatures and extreme values of the summer AO index may decrease their reproductive success.

La côte nord de l'île d'Ellesmere présente une grande diversité d'écosystèmes aquatiques qui sont façonnés par des conditions environnementales extrêmes. Le réchauffement climatique est plus rapide et plus prononcé dans le haut Arctique que dans la plupart des autres régions du monde, ce qui en fait un endroit stratégique pour l'étude des effects des changements climatiques. De plus, les contaminants, transportés des zones tempérées à l'Arctique par le transport sur de longues distances, représentent un stress additionnel pour ces écosystèmes. L'objectif principal de cette étude était d'évaluer la structure et la dynamique d'écosystèmes aquatiques côtiers du haut Arctique comme indicateurs de changements environnementaux. La glace est très vulnérable au réchauffement climatique et elle peut dépasser des seuils de changement tels que l'intégrité des plates-formes de glace qui bloquent l'embouchure de fjords ainsi que la transition d'un couvert de glace permanent à un couvert de glace saisonnier pour des lacs. Cette thèse doctorale s'articule autour des changements produits en franchissant ces seuils pour la structure verticale de lacs épi-plates-formes et de lacs méromictiques. Un inventaire des fjords de la région délimitée par la plate-forme de glace d'Ellesmere au cours du dernier siècle indique le déclin des lacs épi-plates-formes arctiques, de 17 en 1905 à un seul contenu dans le fjord Milne en 2009. La désintégration des plates-formes de glace associée au réchauffement des dernières décennies soutient leur pertinence comme indicateurs du climat. Des lacs moins profonds, piégés derrière de la glace de mer multi-annuelle au lieu de plate-forme de glace, représentent des systèmes intermédiaires et huit seraient toujours présents dans l'aire d'étude. De la même façon, ces systèmes dépendent de l'intégrité de la glace et peuvent être utilisés comme indicateurs de changements du climat. Le fjord Milne contenait des communautés microbiennes qui étaient distinctes entre le lac épi-plate-forme et la couche d'eau salée. La salinité influence grandement la stratification biologique de ce fjord, en plus des faibles concentrations de nutriments et du peu de lumière qui y limitent la production primaire. Nos résultats indiquent que la transition d'un couvert de glace permanent à un couvert de glace saisonnier pour des lacs méromictiques permet le mélange par le vent de la couche d'eau douce de surface en plus d'y augmenter la disponibilité de la lumière et des nutriments. Des conditions d'eau libre impliqueraient également des différences de concentrations de chlorophylle a et de composition des communautés de phytoplancton. Une variation entre les lacs étudiés pourrait refléter des différences locales dans les bassins versants et le climat. De faibles concentrations de contaminants perfluorés étaient présentes dans les écosystèmes de lacs méromictiques, représentant le site le plus nordique où ces composés ont été détectés. Les changements climatiques pourraient modifier les voies de transfert dans ces écosystèmes en abolissant le courant court-circuit qui y est potentiellement présent, ce qui augmenterait les concentrations et l'exposition pour les organismes aquatiques. Enfin, cette thèse doctorale supporte la pertinence d'utiliser les lacs côtiers du haut Arctique comme indicateurs des changements environnementaux et souligne leur vulnérabilité. Il est essentiel d'assurer le suivi à long terme de ces écosystèmes en tant que sentinelles pour les futurs changements environnementaux à l'échelle planétaire.

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.

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Les programmes d’amélioration génétique visent la sélection d’arbres supérieurs qui serviront à établir des plantations de haute productivité adaptées aux conditions climatiques actuelles et futures. Or, les conditions climatiques futures seront vraisemblablement différentes des conditions actuelles. En effet, selon le scénario d’émission A1B, défini par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), la concentration atmosphérique en CO2 pourrait doubler à 760 ppm d’ici 2100 et, au Canada, la température moyenne pourrait augmenter de 4,3 °C (GIEC 2007). À cet égard, les programmes de reboisement devraient tenir compte de ces changements climatiques en évaluant les réponses morpho-physiologiques des différentes sources génétiques de semences vis-à-vis des principales variables environnementales (CO2 et température) et de leur interaction. Dans une expérience en conditions contrôlées (température, CO2, humidité relative, lumière, photopériode, etc.), des plants d’épinette blanche, représentant les meilleures familles biparentales identifiées par le programme d’amélioration génétique du Québec, ont été soumis à une combinaison de deux régimes de températures (actuelles vs. futures prédites) et de deux régimes de CO2 (380 vs. 760 ppm) pendant leur seconde et leur troisième saison de croissance. La croissance des parties aériennes et des racines, ainsi que la nutrition minérale ont été évaluées à la fin de la deuxième et de la troisième saison de croissance. Des mesures d’échanges gazeux, de transpiration cuticulaire, de quantité de cire cuticulaire ainsi que de surface foliaire spécifique ont également été effectuées sur les plants âgés de trois ans. L’augmentation de la température et de la concentration en CO2 a eu peu d’effet sur les variables morpho-physiologiques des plants de deux ans (2+0) et de trois ans (3+0) d’épinette blanche. Ainsi, l’élévation seule de la température ou de la concentration en CO2 s’est traduite par une augmentation de la hauteur des plants (2+0) ainsi que du diamètre et de la masse sèche des racines des plants (3+0). Des différences entre les familles ont été observées pour la majorité des variables morpho-physiologiques des v plants (2+0) et (3+0), c’est-à-dire pour toutes les variables de croissance, la nutrition minérale, la transpiration ainsi que la conductance stomatique. Aucune interaction famille*traitement n’ayant été significative, les résultats de cette expérience indiquent que la performance relative entre les familles d’épinette blanche ne devrait pas être modifiée suite à une augmentation de la température et de la concentration en CO2. Nos résultats suggèrent que les meilleures familles actuellement sélectionnées dans le cadre du programme d’amélioration génétique de l’épinette blanche au Québec devraient maintenir leur performance supérieure en présence des conditions climatiques futures prédites. De plus, l’héritabilité familiale s’est révélée similaire et élevée (supérieure à 0,4) entre les traitements de température * CO2, ce qui signifie que les traitements n’ont pas eu d’impact sur la variabilité génétique entre les familles testées. / According to the A1B emissions scenario of the Intergovernmental Panel on Climate Change’s (IPCC) 2007 report, atmospheric CO2 concentration will double before 2100 and, in Canada, average temperatures could increase by 4.3 °C. In a growth chamber experiment, we subjected white spruce seedlings from the best performing full-sib families in Québec’s current tree breeding program to a combination of two temperature regimes (present day vs. anticipated future temperatures) and two levels of CO2 (380 vs. 760 ppm) during two growing seasons. The interaction between CO2 and temperature increases had no significant effect on growth characteristics, mineral nutrition, gas exchange and needle characteristics of seedlings at the juvenile stage. Furthermore, the relative performance between 20 families did not change, suggesting that they should maintain their superior performance under predicted future climate conditions.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / Dans ce mémoire nous cherchons à mieux comprendre et modéliser l'effet du climat sur la consommation de gaz naturel au Québec et ce dans le but de développer une méthode de normalisation climatique plus complète que celle en usage chez Gaz Métro le principal distributeur de gaz naturel de la province. En utilisant des données quotidiennes de consommation pour six régions climatiques du Québec, nous développons un modèle simple permettant de tenir compte des degrés-jours, du vent et de son interaction avec les degrés-jours, du rayonnement solaire global ainsi que d'un effet de persistance de la température. Nous concluons que les données de consommations uniquement normalisées pour la température ne sont pas adéquatement neutralisées pour les variations climatiques.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / Les modifications hydrologiques du système hydrographique du fleuve Saint-Laurent, induites par les changements climatiques attendus pour les 40 prochaines années, risquent de favoriser la propagation du roseau commun (Phragmites australis subsp. australis), considéré comme l’une des espèces végétales les plus envahissantes des marais de l’Amérique du Nord. Afin d’estimer les superficies à risque d’envahissement et d’évaluer la vulnérabilité des frayères à grand brochet (Esox lucius) et à perchaude (Perca flavescens) face à cet envahisseur, un modèle reproduisant sa répartition spatiale actuelle et prédisant sa distribution future, selon différents scénarios de changements climatiques, a été développé. Le modèle d’habitat suggère que, dans les conditions climatiques actuelles, les roselières n’occupent actuellement que 1 à 29 % de l’ensemble des habitats propices à leur établissement. Le réchauffement climatique risque d’exacerber le potentiel de germination du roseau en augmentant les superficies favorables à son établissement jusqu’à 50 % par rapport à leur importance actuelle.

De nombreuses populations migratrices sont actuellement en déclin. Les changements climatiques entrainent des modifications dans les habitats des espèces migratrices et la phénologie des processus naturels, lesquels se répercutent sur la migration, une période critique pour ces espèces. Comprendre comment les variables environnementales et climatiques affectent la phénologie et les patrons de migration est donc crucial. Ma thèse s'intéresse à l'impact du climat, des ressources alimentaires et de la compétition sur les migrations printanières et automnales des caribous migrateurs, Rangifer tarandus, des troupeaux Rivière-George (TRG) et Rivière-aux-Feuilles (TRF) du Nord-du-Québec et du Labrador. Le premier volet de ma thèse propose une approche objective, basée sur la détection des changements dans la structure des déplacements saisonniers, pour identifier les dates de départ et arrivée en migration. Validée à l'aide de trajets simulés, elle a été appliquée aux migrations printanières et automnales de femelles caribous. Le second volet porte sur l'impact des conditions environnementales sur la phénologie des migrations de printemps et d'automne. Il montre que la phénologie de la migration est principalement affectée par les conditions climatiques rencontrées lors de la migration, les conditions d'enneigement affectant notamment les coûts des déplacements. Au printemps, les caribous subissent des conditions défavorables lorsque la fonte des neiges est précoce. À l'automne, ils semblent ajuster leurs déplacements et migrent plus vite quand la neige débute tôt pour limiter les coûts de déplacement dans une neige profonde. Le troisième volet porte sur les patrons de migration à l'automne et montre que ceux-ci sont affectés essentiellement par une compétition intra- et inter-troupeaux pour les aires d'hivernages. Les caribous du TRG répondent à une augmentation de la compétition sur les aires les plus proches de l'aire de mise bas, liée à une taille de population élevée, en migrant préférentiellement vers les aires les plus éloignées. L'utilisation des aires hivernales par les caribous du TRF est, quant à elle, contrainte par la présence et l’abondance du TRG, cette contrainte diminuant à mesure que le TRG décline et abandonne les migrations vers les aires d'hivernages communes aux deux troupeaux. Cette thèse améliore notre compréhension de l'influence des facteurs environnementaux sur la phénologie et les patrons de migration du caribou migrateur. Ces connaissances sont très utiles pour comprendre l'impact des changements climatiques et établir les plans de conservation pour les espèces migratrices. / Several populations of migratory species are actually declining. Climate changes affect the habitat of migratory species and the phenology of natural processes, and impact the migration, a critical period for migratory species. Thus, it is crucial to understand how environmental and climatic variables affect the timing and the patterns of migration. This thesis assesses the impact of climate, food resources and competition on the spring and fall migrations of migratory caribou, Rangifer tarandus, from the Rivière-George (RGH) and Rivière-aux-Feuilles (RFH) herds, in Northern Québec and Labrador. The first part of my thesis presents an objective approach, based on the detection of changes in the structure of seasonal movements, to assess the departure and the arrival dates of the migrations. The approach was validated on simulated paths, and was then applied on the spring and fall migrations of female caribou. The second part focuses on the impact of environmental conditions on the phenology of the spring and fall migrations. It revealed that migration is mainly affected by the climatic conditions encountered during migration, snow conditions partly determining the cost of movements. In the spring, caribou suffer from adverse conditions when the snowmelt is early. In the fall, caribou adjust their movements and migrate faster when snowfall occurs early to limit the cost of moving through deep snow. The third part of my thesis focuses on fall migration patterns and revealed that migration patterns are mainly affected by intra- and inter-herds competition for the winter ranges. Caribou from RGH migrate preferentially toward the furthest winter ranges in response to increased competition, linked with a high population size, limiting the competition on the closest winter ranges. The use of the winter ranges by caribou from RFH is constrained by the abundance of RGH. This constraint decreased as RGH declined and abandoned the migrations toward the winter ranges commonly used by both herds. My thesis increases our knowledge of the environmental factors that affect the phenology and patterns of caribou migrations. This knowledge is useful to understand the impact of climate changes and establish conservation plans for migratory species.

Les modèles de prédiction sont utilisés dans divers domaines. En agriculture, l'assurance récolte n'y fait pas exception. La Financière agricole du Québec (FADQ), qui se devait de réviser sa protection d'assurance collective pour le foin, souhaitait répondre davantage à la réalité des entreprises agricoles en basant sa protection sur la modélisation. Puisqu'au Québec cette protection d'assurance récolte couvre les pertes de rendement et de qualité des plantes fourragères, la nouvelle façon de faire devait s'appliquer à ces deux volets. Elle visait également à réduire la dépendance envers les producteurs et le personnel sur le terrain pour faire l'estimation des pertes. La production fourragère est affectée par plusieurs facteurs environnementaux et agronomiques, notamment le climat, les types de sols, la diversité des espèces utilisées (légumineuses et graminées) et l'âge de la culture. Pour estimer les pertes en plantes fourragères subies par les producteurs, il est possible de développer des modèles empiriques en utilisant des variables indépendantes dérivées des facteurs énumérés précédemment. Le présent projet de recherche visait d'une part à confirmer la possibilité de bâtir un modèle empirique à l'aide de régressions statistiques et de variables bioclimatiques et agronomiques afin d'estimer les pertes de rendement annuelles des plantes fourragères causées par le climat. D'autre part, il visait aussi à confirmer la possibilité de bâtir un modèle dynamique afin d'estimer les pertes de valeur nutritive des plantes fourragères. Le rendement moyen annuel s'est avéré la meilleure variable dépendante à modéliser suite à l'analyse des bases de données historiques (agronomiques et climatiques). La famille botanique de la culture, le nombre de coupes effectuées et le type de sol sont apparus comme des variables indépendantes à caractère agronomique qui influencent le rendement. À partir des variables climatiques disponibles dans la base de données et d'une revue bibliographique, 31 variables indépendantes à caractère bioclimatique ont été élaborées pour créer le modèle empirique d'estimation du rendement annuel (MEERA). Ces variables décrivaient les conditions automnales, hivernales, printanières et estivales pouvant affecter le rendement annuel des plantes fourragères. La perte ou le gain de rendement était établi en comparant le rendement estimé par le modèle avec un rendement de référence établi sur la moyenne historique des rendements. Deux modèles MEERA ont été créés, le premier, 98-05, avec une base de données s'étendant de 1998 à 2005 et le deuxième, 98-06, avec une base de données s'étendant de 1998 à 2006. Dans les deux modèles, la variable dépendante et les variables indépendantes ont été déterminées pour, respectivement, 710 et 887 zones d'assurance toutes années confondues et réparties à travers le Québec agricole. Chacune des zones d'assurance, aussi appelées territoires de stations climatologiques, confient une station climatologique à laquelle un groupe de producteurs est rattaché, et ce, pour chaque année donnée. Afin de circonscrire la diversité climatique, le Québec agricole a été divisé en 12 régions climatiques. Ainsi, les deux modèles MEERA reposent sur 12 équations générales, une par région climatique, développées à l'aide de la procédure Mixed de SAS. Ces équations contiennent entre 5 et 20 variables bioclimatiques, dont le paramétrage était fonction du caractère agronomique de chaque territoire de station climatologique. À la calibration, le modèle 98-05 avait une efficacité (EF) moyenne de 68 %, variant de 50 à 81 % selon les régions climatiques. Si l'ajustement des rendements simulés sur les rendements mesurés avait été parfait, l'EF aurait été de 100%. La moyenne des 12 racines quadratiques de l'erreur moyenne (RMSE) des régions climatiques était de 267 kg ha"1 , soit 9,9 % du rendement moyen. Les résultats obtenus avec notre modèle se comparaient avec ceux des modèles rencontrés dans la littérature. À la validation du modèle 98-05 sur l'année 2006, les statistiques comparatives effectuées sur les équations des 12 régions climatiques indiquaient que le modèle était peu performant, car toutes les EF étaient négatives. De plus, le RMSE était en moyenne pour les 12 régions climatiques de 467 kg ha-1 , soit 14,7 % du rendement moyen de 2006. Les 12 équations du modèle 98-06 présentaient une efficacité moyenne de 67 %, variant de 46 à 84 % selon les régions climatiques. Pour l'ensemble des 12 équations, le modèle sous-estimait de 4,3 kg ha-1 le rendement moyen de toutes les régions climatiques confondues (2702 kg ha"1 ). Cela représentait un biais moyen non significatif d'à peine 0,2 %. La moyenne des 12 RMSE était de 287 kg ha-1 , soit 10% du rendement moyen. Toutefois, par rapport au modèle 98-05, l'efficacité moyenne est demeurée sensiblement la même, alors que l'écart entre l'efficacité la plus faible et la plus forte s'était accru. La validation du modèle 98-06 sur l'année 2007 présentait des EF négatives pour les 12 régions climatiques. De plus, le RMSE était en moyenne de 571 kg ha"1 pour les 12 régions, soit 20,1 % du rendement moyen de 2007. Cette perte d'efficacité des deux modèles MEERA, lorsqu'ils estiment une année externe à la base de données de calibration, peut, entre autres, provenir de l'incertitude liée aux données d'entrées. En effet, la base de données climatiques comportait en moyenne 4,4 % de données manquantes pour les variables climatiques (températures minimale et maximale, précipitations et épaisseur de neige au sol). La perte de qualité des plantes fourragères est associée à l'accroissement de la proportion en fibres non digestibles lors de la maturation des plantes causé par le retard de coupe, particulièrement en première coupe, ainsi qu'à la perte des nutriments, surtout l'azote, causée par la pluie tombée sur le foin au sol. Pour estimer les pertes de qualité, nous avons développé un modèle d'estimation des pertes de qualité des fourrages (PERQUALI) par territoire de station climatologique, en distinguant la perte pour le foin de celle pour l'ensilage. Ultimement, le modèle devait estimer la perte cumulée pour toutes les coupes provenant des différentes causes possibles, c'est-à-dire le retard de coupe pouvant survenir en début ou en cours de récolte et la pluie tombée sur le fourrage laissé au sol suite à la coupe, en première coupe seulement. De plus, le modèle devait considérer la destruction du foin laissé au sol par la pluie après la coupe, et ce, pour toutes les coupes. Quatre variables bioclimatiques et une composante agronomique (famille botanique) ont été utilisées pour développer le modèle PERQUALI. Ces variables décrivaient les conditions qui prévalaient pendant les périodes de coupe et de récolte des plantes fourragères. Les degrés-jours historiques nécessaires pour débuter la première coupe, le nombre de jours propices pour effectuer la coupe et la durée de la coupe sont des variables qui sont calculées à partir des variables climatiques enregistrées dans chaque territoire de station climatologique et qui sont directement utilisées par le modèle PERQUALI. La composition botanique, le nombre de coupes et la texture du sol observés dans chaque territoire de station climatologique sont également considérés par le modèle. Ainsi, pour connaître la perte associée à l'augmentation de la teneur en fibres non solubles dans un détergent neutre (NDF), PERQUALI estime la teneur en NDF au moment où le fourrage est prêt à être coupé selon le nombre de degrés-jours accumulés en première coupe et le compare à la teneur en NDF au moment où le foin est effectivement coupé. Pour leur part, les teneurs en fibres non solubles dans un détergent acide (ADF) et celles en protéines brutes (PB) sont issues d'équations empiriques tirées de la littérature. La méthodologie utilisée pour estimer la perte de qualité associée à la pluie après la coupe est également tirée de la littérature. Cette dernière méthodologie s'applique à chacune des coupes réalisées dans chaque territoire de station climatologique. La Financière agricole du Québec ne possède pas de données de qualité des fourrages pour valider les estimations de pertes obtenues par le modèle PERQUALI. Le modèle utilisé pour les données 2008 surestime possiblement les pertes réelles sur le terrain, puisque dans plusieurs cas, la durée de coupe estimée par le modèle était au-delà de celle déclarée par les fermes témoins en 2008. Néanmoins, de façon générale, les pertes corroboraient les présomptions des conseillers régionaux de la FADQ, c'est-à-dire que les pourcentages de pertes estimés pour le foin variaient de 24,8 % à 66,7 % alors que pour la production d'ensilage, les pertes estimées oscillaient plutôt entre 1,1 % et 21 %. Ces résultats font également ressortir le fait que les pertes en ensilage sont moins élevées que celles du foin. D'une façon générale, en 2008, l'Abitibi-Témiscamingue, l'Outaouais, la Mauricie, la Capitale-Nationale (Québec), Chaudière-Appalaches et certains endroits du Lac-Saint-Jean ont été les régions les plus affectées par les pertes de qualité des fourrages, et ce, peu importe le mode de récolte. Toutefois, le modèle n'a pas été testé sur d'autres années pour vérifier si la durée estimée, par le modèle se rapprochait de la réalité des fermes témoins sous d'autres conditions climatiques. Le modèle PERQUALI devrait donc être testé sur d'autres années afin de confirmer la capacité du modèle à simuler la durée de coupe. À notre connaissance, il n'existe pas d'autres modèles semblables à MEERA et PERQUALI qui soient utilisés pour estimer des pertes dans le but d'octroyer une indemnité d'assurance. En France, le modèle dynamique et mécaniste, STICS, a été en partie utilisé pour faire des estimations de pertes en assurance agricole, mais ce modèle ne tient pas compte des pertes hivernales, ni des pertes de qualité. Les modèles MEERA et PERQUALI sont donc uniques puisqu'ils prennent en compte des caractéristiques agronomiques et l'ensemble des aléas climatiques et qu'ils estiment à la fois les pertes de rendement et les pertes de qualité. / In the province of Quebec, more than half of agricultural lands are in forage production, and forage crops represent 25% of all insured value of « La Financière agricole du Québec (FADQ) »'s crop insurance program. The FADQ has recently proceeded to a reform its forage crop insurance with the objective of estimating forage losses in yield and quality according to insured grower's reality. Furthermore, the FADQ wanted to reduce its dependence on grower's information and crop adviser interventions for the estimation of losses in each insurance year. Forage productivity depends on agronomic and environmental factors such as climate, soil texture, species (legumes and grasses) and sward age. These factors can be taken into account to estimate forage losses by developing empirical models using independent variables derived from the factors just listed. The first objective of the present study was to develop an empirical model (MEERA) for the estimation of annual forage yield. Yield losses or gains were established by comparing the model estimated yield with a reference yield based on historical production. The second objective was to develop a dynamic model to estimate forage quality losses (PERQUALI). Annual forage yield was chosen as the dependent variable and the botanical family of the forage crop (legumes or grasses), the number of cuts (1, 2 or 3) and the soil texture (coarse or mean-fine) contained in the agronomic database were considered as independent variables of interest. Also, 31 bioclimatic independent variables were available for the MEERA calibration. These variables described the effects of climatic conditions in fall, winter, spring and summer on the yield forage crops. Two MEERA models were developed. The first one, 98-05, was created from a database covering the years 1998 to 2005 and the second one, 98-06, was created from a database for the years 1998 to 2006. Dependent and independent variables of both models were respectively created for 710 and 887 insurance zones spread throughout Quebec. Each insurance zone, also referred to as a weather station territory, included a number of forage growers associated to a weather station. The agricultural area of the Quebec province was divided into 12 climatic regions and a general linear equation was calculated for each region using the SAS System for Mixed models. Equations included 5 to 20 bioclimatic variables. The model MEERA 98-05 had an average forecasting efficiency (EF) across the 12 climatic regions of 68 %, varying from 50 to 81 % depending on the climatic region. The average root mean square error (RMSE) was 267 kg ha-1 which represents 9,9 % of the average annual yield. These results are comparable with other models described in the literature. The model MEERA 98-05 was then validated using the 2006 database. The differences between measured and estimated annual forage yield obtained for the 12 equations suggested an unsatisfactory model since all EF were negative. Furthermore, the average RMSE was 467 kg ha-1 or 14,7% of the average annual yield. The model MEERA 98-06 had an average forecasting efficiency (EF) of 67 %, varying from 46 to 84 % depending on the climatic region. The average RMSE of 287 kg ha-1 represented 10 % of the average annual yield. The model MEERA 98-06 was validated using the 2007 database. Differences between measured and estimated annual forage yield obtain for the 12 equations were large and the EF were negative. Moreover, the average RMSE was 571 kg ha-1 which represented 20,1% of the average annual yield. The loss of efficiency at validation time, for both models, may be caused by missing values in the climatic data set. Forage quality losses are associated with indigestible fibres that increase with forage maturity caused by a delay in cutting, as well as, nutrients losses, especially nitrogen, caused by rainfall after cutting. To estimate quality losses, we developed a dynamic model (PERQUALI) that estimated losses for each weather station territory. PERQUALI estimations concerned the delay of cutting at the beginning and throughout the harvesting period, the damage and the destruction of forage left on the ground caused by rainfall after the cut; this was done for all cuts. Four bioclimatic independent variables were used to develop the PERQUALI model. The historical accumulated degree-days corresponding to the maturity stage at the beginning of the first cut (DDBC1 ), the number of working days usually used to do the first cut, and the duration of the first cut were determined for each weather station territory. Also, botanical family, soil texture and number of cuts were ascertained for each weather station territory. The decline in quality was associated to increasing concentration of neutral detergent fibre (NDF) which was estimated by comparing the NDF concentration at DDBC1 to the NDF concentration when the forage was effectively cut. Moreover, PERQUALI estimated concentrations of acid detergent fibre (ADF) and crude protein (CP) using published equations. In 2008, quality losses estimated by PERQUALI were possibly overestimated compared to those observed in the field. This observation was based on the fact that the calculated duration of the cut was longer than the duration of the cut as provided by growers. Nevertheless, losses estimated by the model were generally in accordance with those observed by crop advisors. PERQUALI loss estimations were between 24.8 % and 66.7 % for hay while they were between 1.1 % and 21 % for silage. These results were in concordance with the fact that losses are usually lower for silage than those for hay. In 2008 specifically, the regions of Abitibi-Témiscamingue, Outaouais, Mauricie, Capitale-Nationale (Québec), Chaudière-Appalaches, and some parts of Lac-Saint-Jean were more affected by wet conditions during the harvesting period than other parts of the province. To confirm the estimation capacity of PERQUALI, we need to test the model using other climatic conditions since our model has only been tested for one-year data. To our knowledge, MEERA and PERQUALI are the first models that can estimate yield and quality losses for forage crop insurance that considers whole climatic effects.