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

Cette thèse de Doctorat examine le réseau trophique estuarien lié aux herbiers à zostères, Zostera noltii et quantifie le rôle trophique des consommateurs de la macrofaune benthique, dans deux zones intertidales de l'estuaire du Mondego, à différentes périodes de 1993 à 2008. Elle s'intéresse spécifiquement (i) à l'incorporation de l'azote issu des activités humaines, en considérant l'assimilation d'azote comme un indicateur de l'eutrophication et (ii) au rôle des zostères dans le réseau trophique benthique. Six modèles ont été développés afin d'analyser les effets, (i) d'un enrichissement en nutriments, (ii) des mesures de mitigation, et (iii) d'une inondation centennale, sur les propriétés du réseau trophique benthique estuarien. La présence de Z. noltii change peu la structure du réseau trophique planctonique, soutenu en partie par la matière organique particulaire et supporte principalement des poissons comme prédateurs. Les autres consommateurs montrent une grande variabilité de signature isotopique, ce qui suggère qu'ils peuvent changer de régime alimentaire en fonction des changements de l'environnement. En revanche, les δ13C et δ15N des producteurs et consommateurs de l'estuaire du Mondego montrent très peu de variation saisonnière, malgré une saisonnalité météorologique marquée, ainsi qu'une forte variation saisonnière des paramètres de la colonne d'eau (apports en sels nutritifs et concentration en chlorophylle a). Les modèles à l'état stable montrent enfin que la structure trophique de la communauté benthique de l'estuaire du Mondego est affectée différemment par chacun des évènements particuliers étudiés.

La gestion des milieux océaniques et côtiers nécessite des prédictions à court terme de leurs caractéristiques physiques et écologiques. Le succès des méthodes d'Assimilation de Données (AD) en météorologie montre que les données in-situ peuvent être incorporées dans des modèles dynamiques pour en améliorer les prédictions. <br /><p><br />Ce travail se focalise sur l'AD séquentielle (ADS), dérivée de la théorie de l'estimation statistique, en particulier le filtre de Kalman. Les obstacles auxquels se heurte l'application du filtre de Kalman aux systèmes océanographiques sont de deux sortes :<ul> <br /><li>des obstacles théoriques du fait de la non-linéarité des équations décrivant la dynamique physique et écologique du système alors que le filtre de Kalman est optimal pour des systèmes linéaires,<br /><li>des obstacles pratiques car les systèmes tridimensionnels sont discrétisés à haute résolution pour décrire précisément leur dynamique. On obtient des espaces d'état de l'ordre du million de paramètres, ce qui rend la méthode encombrante du point de vue de l'espace mémoire et des temps de calcul requis, cruciaux pour des applications en prédiction opérationnelle.</ul><br /><p><br />Dans le cas général il n'existe pas encore de solution qui réponde à ces deux exigences, mais des approximations classiques issues du filtre de Kalman sont utilisées, soit par un développement limité (Extended Kalman Filter EKF) soit par une méthode de Monte Carlo (Ensemble Kalman Filter EnKF). Puisque le filtre de Kalman et ses extensions EKF et EnKF utilisent une estimation linéaire pour la correction des résultats du modèle, formellement équivalente à un krigeage à moyenne connue, des modifications inspirées de la géostatistique sont proposées pour tenir compte des biais et des non linéarités. <br /><p><br />Deux méthodes courantes en ADS océanographique, le filtre de Kalman RRSQRT (déduit de l'EKF par approximation en valeurs propres dominantes) et l'EnKF, sont comparées dans un cas fictif de modèle écologique 1-D d'une colonne d'eau. Le filtre de Kalman RRSQRT est ensuite appliqué à l'ADS de hauteurs d'eau de la lagune de l'Oder dans le modèle hydrodynamique TRIM3D. L'estimation est améliorée en utilisant seulement trois stations et les temps d'initialisation du modèle sont considérablement réduits. Enfin, l'EnKF est appliqué à l'assimilation conjointe de hauteurs d'eau (5 stations) et de données de salinité (2 stations) de la lagune de l'Oder dans TRIM3D. Les difficultés liées à l'application de l'ADS aux modèles d'advection-diffusion sont mises en évidence.

Cette thèse de Doctorat examine le réseau trophique estuarien lié aux herbiers à zostères, Zostera noltii et quantifie le rôle trophique des consommateurs de la macrofaune benthique, dans deux zones intertidales de l’estuaire du Mondego, à différentes périodes de 1993 à 2008. Elle s’intéresse spécifiquement (i) à l’incorporation de l’azote issu des activités humaines, en considérant l’assimilation d’azote comme un indicateur de l’eutrophication et (ii) au rôle des zostères dans le réseau trophique benthique. Six modèles ont été développés afin d’analyser les effets, (i) d’un enrichissement en nutriments, (ii) des mesures de mitigation, et (iii) d’une inondation centennale, sur les propriétés du réseau trophique benthique estuarien. La présence de Z. noltii change peu la structure du réseau trophique planctonique, soutenu en partie par la matière organique particulaire et supporte principalement des poissons comme prédateurs. Les autres consommateurs montrent une grande variabilité de signature isotopique, ce qui suggère qu’ils peuvent changer de régime alimentaire en fonction des changements de l’environnement. En revanche, les δ13C et δ15N des producteurs et consommateurs de l’estuaire du Mondego montrent très peu de variation saisonnière, malgré une saisonnalité météorologique marquée, ainsi qu’une forte variation saisonnière des paramètres de la colonne d’eau (apports en sels nutritifs et concentration en chlorophylle a). Les modèles à l’état stable montrent enfin que la structure trophique de la communauté benthique de l’estuaire du Mondego est affectée différemment par chacun des évènements particuliers étudiés. / This dissertation examines the estuarine food web related to the eelgrass Zostera noltii and quantifies the ecological trophic role of benthic macrofauna consumers, in intertidal areas of the Mondego estuary, covering different time periods from 1993 to 2008. It specifically focuses (i) on the incorporation of the nitrogen derived from human activities, considering the N uptake as an eutrophication index, and (ii) on the role of the eelgrass in the benthic food web. In addition, six mass-balanced models were developed to assess the effects of (i) a period of nutrient enrichment, (ii) the implementation of mitigation measures, and (iii) a centenary flood, on the benthic estuarine food web properties.

Cette étude propose d’identifier les facteurs affectant la consommation d’aliments traditionnels à travers une perspective écologique, afin de réduire les taux de prévalence élevés de maladies chroniques et ralentir la forte diminution de consommation d’aliments traditionnels chez les Cris du nord québécois. Pour ce faire, une méthode mixte « sequential explanatory », fut utilisée, combinant quatre groupes focus (n=23) et une régression logistique (n=374) à partir de données secondaires issues de trois études transversales. Selon les résultats de la régression logistique: l’âge, chasser, marcher, le niveau d’éducation et la communauté de résidence étaient associées à une consommation d’aliments traditionnelle trois fois/semaine (p<0,05). Subséquemment, des groupes focus vinrent enrichir et contredire ces résultats. Par exemple : les participants étaient en désaccord avec le fait qu’il n’y avait aucune association entre les aliments traditionnels et l’emploi. Ils croyaient que les personnes sans emploi ont plus d’opportunités pour aller chasser mais peu d’argent pour couvrir les dépenses et inversement pour ceux avec emploi. Ce double effet aurait possiblement fait disparaître l’association dans la régression logistique. Suite aux groupes focus, plusieurs facteurs furent identifiés et distribués dans un modèle écologique suggérant que la consommation d’aliments traditionnels est principalement influencée par des facteurs sociaux, communautaires et environnementaux et ne se limite pas aux facteurs individuels. En conclusion, afin de promouvoir l’alimentation traditionnelle, quatre suggestions de priorités d’action sont proposées. L’alimentation traditionnelle doit faire partie des stratégies de santé publique pour réduire les taux de maladies chroniques et améliorer le bien-être des populations autochtones. / To reduce the high prevalence rates of chronic diseases and slow the sharp decline in consumption of traditional foods for the Cree, northern Quebec, this study proposes to identify the factors affecting the consumption of traditional foods through an ecological perspective. A mixed method design was used combining focus groups (n = 23) with secondary data analysis from three cross-sectional studies (n = 374). First, a logistic regression was performed followed by interviews, providing additional information to enrich, clarify and even contradict interpretations based on quantitative analyzes. In light of the results, two scientific papers were written. The results clearly identified several factors that help or interfer with the consumption of traditional foods. These factors are distributed on four levels of influence :individual, social, community and environmental. A better documentation of environmental, social and community factors is desirable for future research. These findings will have an immediate application in public health planning.