L'objectif de l'étude était d'analyser l'impact relatif des phénomènes physiques, biologiques et biochimiques sur le déterminisme de l'ingestibilité et la digestion des fourrages tropicaux. Les hypothèses de travail étaient que : 1) valorisés à des stades physiologiques assez précoces, l'ingestibilité et la digestion des fourrages tropicaux pouvaient être significativement améliorées, 2) la capacité cellulolytique du rumen ne serait pas le premier facteur limitant l'ingestibilité et la digestion des fourrages, 3) la résistance à la mastication et en conséquence la vitesse de réduction de taille des particules alimentaires (comminution) serait le premier facteur limitant l'ingestibilité. Dans un premier temps, une méta-analyse des données de la littérature a été réalisée. Dans un deuxième temps, 2 groupes d'expérimentations ont été menés afin: 1) de définir les conditions d'étude du deuxième groupe expérimental, 2) de valider nos hypothèses de travail. Les résultats de la synthèse bibliographique ont confirmé que les fourrages tempérés étaient significativement mieux ingérés que les fourrages tropicaux (68.70 vs 57.83 g/PM ; P<0.001). De plus, la méta-analyse a mis en évidence que le travail masticatoire fourni pour valoriser 1kg de MS de fourrage tropical était deux fois plus important qu'avec un fourrage tempéré. Les résultats des expérimentations à but « méthodologique » ont prouvé : 1) l'efficacité de l'apport d'une mixture d'enzyme fibrolytique exogène (dégradabilité 24h d'un fourrage haché de 56j : 32.14 vs 39.25% en absence ou en présence d'enzyme, respectivement; P<0.0001) ; 2) que certains paramètres digestifs et ingestifs étaient différents selon la fréquence des repas (contenu total ruminal avec un fourrage de 21j : 1.01 vs 0.77 g/g MSI avec 4 ou 2 repas / jour, respectivement; P<0.001) ; 3) que certains paramètres digestifs et ingestifs étaient différents selon la période du nycthémère (index de mastication avec un fourrage de 56 jours : 1.07 vs 1.52 durant la période diurne ou nocturne, respectivement; P<0.05). Ainsi au cours du deuxième groupe expérimental, l'étude des dynamiques digestives a été réalisée en distribuant 2 repas par jour, les mesures ont été effectuées sur le nycthémère et l'étude en condition enzymatique non limitante, a été effectuée en apportant de l'enzyme fibrolytique exogène. Les résultats du 2ème groupe expérimental ont montré que 1) l'ingestibilité et la digestibilité diminuaient significativement avec le vieillissement du fourrage (MSI était de 86.69, 83.10, 69.37, 59.29, 50.60 g/PM respectivement pour les fourrages âgés de 14, 21, 28, 42 et 56 jours ; P<0.02) ; 2) l'ingestibilité n'était pas fonction de l'activité cellulolytique (P>0.4) ; 3) l'ingestibilité était inversement proportionnelle à l'index de mastication (MSI (g/PM)= 125 - 65.3 IdMast ; P<0.03). En conclusion, il apparaît que les jeunes fourrages tropicaux (<28j) présentent de bonnes valeurs nutritives, que le potentiel cellulolytique ne serait pas le premier facteur limitant l'ingestibilité, et qu'il s'agirait plutôt de la vitesse de communition. L'impact important de la variabilité individuelle sur l'ingestibilité, observé au cours de nos expérimentations, reste à confirmer.

Les caractéristiques de la ressource occupent une place prépondérante à toutes les étapes des processus d'ingestion et de sélection alimentaire par les herbivores, à court et à long terme. Par une approche expérimentale, nous avons contribué à une meilleure compréhension des adaptations mises en place par les chevaux confrontés à des variations de la qualité et de la hauteur de la végétation offerte.<br> A partir de l'analyse de données individuelles d'ingestion mesurées à l'auge pour une large gamme de fourrages, nous avons montré que les chevaux pouvaient compenser dans une certaine mesure une faible valeur nutritive du fourrage par une augmentation du niveau d'ingestion. Tous les individus n'ont pourtant pas exprimé la même réponse face à la diminution de la qualité de leur ressource. A partir de deux expériences conduites au pâturage, nous avons montré que lorsque les chevaux avaient le choix d'ajuster leur temps d'alimentation entre deux couverts variant uniquement en hauteur, ou simultanément en hauteur et en qualité, ils pouvaient maintenir un niveau d'ingestion de MSD relativement constant. Bien que la vitesse d'ingestion instantanée de MS digestible ait été plus élevée sur les couverts les plus accessibles, la déplétion des couverts au cours de la journée a probablement nivelé les vitesses d'ingestion moyennes réalisées sur l'ensemble des couverts, ce qui pourrait expliquer, au moins en partie, la constance des quantités ingérées journalières de MS digestible. Les résultats obtenus au pâturage et à l'auge s'inscrivent dans une relation générale montrant que lorsque la concentration en énergie et en azote de la ressource diminue, les chevaux peuvent maintenir leur niveau d'ingestion de façon à couvrir leurs besoins alimentaires.<br> En situation de choix binaire entre des sites d'alimentation dont la qualité était proche, les chevaux ont pâturé préférentiellement les couverts les plus hauts sur lesquels ils ont maximisé leurs vitesse d'ingestion de MS et de MS digestible (en accord avec les théories d'optimisation). À mesure que le couvert le plus haut est devenu mature, et donc que le compromis entre la qualité et la hauteur de la ressource est devenu important, les chevaux ont reporté leur temps d'alimentation sur les couverts les plus courts de meilleure qualité, bien que la vitesse d'ingestion de MS digestible soit restée plus élevée sur le couvert le plus haut. Nous avons montré que ce comportement est en relation avec la nécessité de satisfaire les besoins azotés, le choix des sites sélectionnés par les animaux pouvant s'expliquer par la vitesse d'ingestion instantanée de matières azotées digestibles permise par les couverts végétaux. Au cours de la journée, les chevaux n'ont pour autant pas exprimé des choix strictement optimaux, ne pâturant pas exclusivement le couvert le plus profitable. Dans l'étude où hauteur et qualité de l'herbe ont varié simultanément, le partage du temps d'alimentation entre les différents sites a probablement permis d'équilibrer leur régime sur la base de l'azote et de l'énergie.<br> Par la modulation de leur temps de pâturage sur les différents sites d'alimentation, les chevaux ont été capables d'adapter leur comportement à l'hétérogénéité de leur environnement, afin de maintenir un régime de bonne qualité et de satisfaire leurs besoins nutritionnels. Quelques perspectives de recherche sont proposées afin d'aboutir à des recommandations en terme de gestion de l'alimentation de ces herbivores et des prairies pâturées. Enfin, nous concluons sur la contribution de cette thèse à la compréhension des relations entre grands herbivores et ressources végétales.

L’écologie nutritionnelle des populations de cervidés revêt une grande importance en contexte de population surabondante. L’intense pression d’herbivorie de certaines populations de cervidés nuît à la régénération de la flore endémique et entraîne une baisse de la biodiversité. On explique encore mal la sélection alimentaire chez ces herbivores, ce qui nuit d’une part à notre capacité de prédire d’éventuels changements dans les trajectoires floristiques, et d’autre part à notre capacité d’anticiper la réponse démographique de ces herbivores. Or, notre capacité à acquérir des connaissances sur l’écologie nutritionnelle des herbivores peut être limitée par les contraintes logistiques et méthodologiques nécessaires à l’évaluation de la qualité nutritionnelle dans un contexte d’étude écologique, de même que par un manque d’objectivité dans la définition de devises alimentaires appropriées pour l’animal d’étude. Les principaux objectifs de mon projet de doctorat sont donc de développer de nouvelles méthodologies dans l’étude des interactions entre un grand cervidé, le cerf de Virginie (Odocoileus virginianus) et son habitat, et d’implémenter ces nouveux outils dans le cadre d’études écologiques. J’ai effectué mes recherches à l’île d’Anticosti, qui est un laboratoire naturel bien adapté à l’étude des populations abondantes de cervidés. Le cerf de Virginie y a été introduit en l’absence de prédateurs naturels il y a plus de 100 ans, et cette population de cervidés est l’une des les plus denses au monde. La forte pression d’herbivorie a profondément changé la composition floristique sur l’île. Puisque l’industrie forestière et le tourisme issu de la chasse au cerf y sont les deux activités économique les plus importantes, l’étude des interactions cerf-forêt y est cruciale, tant sur le plan scientifique que pour le développement régional. Cette thèse se décline en 4 chapîtres centraux (i.e. chapitres 1,2, 3 et 4) écrits sous formes d’articles. Les deux premiers articles sont consacrés à l’élaboration de nouvelles méthodes facilitant le monitoring de la nutrition du cerf de Virginie à l’île d’Anticosti. Dans un premier temps (chapitre 1), j’utilise des modèles prédictifs utilisant la spectroscopie dans le proche infrarouge ainsi que certaines propriétés chimiques des fèces de cerf afin de prédire son régime alimentaire. Je compare ensuite (chapitre 2) différentes méthodes afin de prédire des variables alimentaires obtenues par des digestions In vitro de différents fourrages qui utilisent la liqueur ruminale de cerf. Les deux chapitres suivants sont intégrateurs et propose des implémentations de nouvelles méthodes dans le cadre d’études écologiques à l’échelle du paysage. Je propose dans le chapitre 3 un nouvel indice de qualité alimentaire qui utilise la spectroscopie dans le proche infra-rouge, les géostatistiques ainsi que des données d’inventaires floristiques afin d’estimer les patrons de qualité alimentaire à l’échelle du paysage. Finalement, dans le chapitre 4, je cherche à expliquer les patrons de régénération en sapin beaumier dans certains secteurs de l’île d’Anticosti en dépit des densités élevées de cerf de Virginie. Pour ce faire, je teste une hypothèse qui stipule que les conditions édaphiques des parcelles en régénération affectent négativement la qualité alimentaire des tissus foliaires.