Face au déclin global de la biodiversité, de nombreux suivis de populations animales et végétales sont réalisés sur de grandes zones géographiques et durant une longue période afin de comprendre les facteurs déterminant la distribution, l’abondance et les tendances des populations. Ces suivis à larges échelles permettent de statuer quantitativement sur l’état des populations et de mettre en place des plans de gestion appropriés en accord avec les échelles biologiques. L’analyse statistique de ce type de données n’est cependant pas sans poser un certain nombre de problèmes. Classiquement, on utilise des modèles linéaires généralisés (GLM), formalisant les liens entre des variables supposées influentes (par exemple caractérisant l’environnement) et la variable d’intérêt (souvent la présence / absence de l’espèce ou des comptages). Il se pose alors un problème majeur qui concerne la manière de sélectionner ces variables influentes dans un contexte de données spatialisées. Cette thèse explore différentes solutions et propose une méthode facilement applicable, basée sur une validation croisée tenant compte des dépendances spatiales. La robustesse de la méthode est évaluée par des simulations et différents cas d’études dont des données de comptages présentant une variabilité plus forte qu’attendue (surdispersion). Un intérêt particulier est aussi porté aux méthodes de modélisation pour les données ayant un nombre de zéros plus important qu’attendu (inflation en zéro). La dernière partie de la thèse utilise ces enseignements méthodologiques pour modéliser la distribution, l’abondance et les tendances des rapaces diurnes en France. / In the context of global biodiversity loss, more and more surveys are done at a broad spatial extent and during a long time period, which is done in order to understand processes driving the distribution, the abundance and the trends of populations at the relevant biological scales. These studies allow then defining more precise conservation status for species and establish pertinent conservation measures. However, the statistical analysis of such datasets leads some concerns. Usually, generalized linear models (GLM) are used, trying to link the variable of interest (e.g. presence/absence or abundance) with some external variables suspected to influence it (e.g. climatic and habitat variables). The main unresolved concern is about the selection of these external variables from a spatial dataset. This thesis details several possibilities and proposes a widely usable method based on a cross-validation procedure accounting for spatial dependencies. The method is evaluated through simulations and applied on several case studies, including datasets with higher than expected variability (overdispersion). A focus is also done for methods accounting for an excess of zeros (zero-inflation). The last part of this manuscript applies these methodological developments for modelling the distribution, abundance and trend of raptors breeding in France.

Les invasions biologiques se sont intensifiées au cours des dernières décennies en raison d’une accélération des échanges commerciaux. Ces invasions représentent une menace pour les écosystèmes et de nombreuses activités anthropiques, il est donc crucial de comprendre les mécanismes qui les sous-tendent afin de mieux prévoir et limiter leurs impacts. Dans cette thèse, j’aborde la question du potentiel dispersif d’espèces natives et non natives impliquées dans une association phorétique nouvellement formée. En particulier, je me focalise sur le cas de l’association entre un nématode invasif ravageur des pinèdes, le nématode du pin (Bursaphelenchus xylophilus) et son insecte vecteur endémique en Europe (Monochamus galloprovincialis). J’ai tout d’abord étudié les flux de gènes de l’insecte vecteur seul afin d’identifier les barrières à sa dispersion. J’ai ensuite simulé l’expansion spatiale du couple nématode-vecteur à l’aide d’un modèle de dispersion, en intégrant l’effet synergique de cette nouvelle association. Les résultats obtenus au cours de cette thèse montrent qu’il existe un important potentiel de dispersion du nématode invasif en Europe par le biais de cette association phorétique. En revanche, certains paramètres de l’environnement tels que les reliefs et les températures basses qui leur sont associées, ainsi que les fortes densités en pins constituent des barrières à la dispersion du vecteur et donc des obstacles potentiels à l’expansion du nématode invasif. Au-delà des apports relatifs au modèle d’étude, cette thèse a conduit au développement de plusieurs méthodes pouvant être adaptées à d’autres cas d’associations phorétiques nouvelles et, par extension, contribuer à la compréhension de la dispersion des espèces au sein de ces systèmes complexes et peu étudiés. / Biological invasions dramatically increased over the last decades due to the intensification of international trade. These invasions constitute a threat for ecosystems and many anthropic activities, therefore it is crucial to understand underlying processes in order to better predict and manage their impacts. In this PhD thesis, I explore the potential of dispersion of native and non-native species involved in a novel phoretic association. I focus on the case of the association between a pest for pine forests, the pinewood nematode (Bursaphelenchus xylophilus) introduced in Europe, and its endemic insect vector (Monochamus galloprovincialis). I first estimated gene flows of the insect vector alone in order to identify the barriers and corridors to dispersal of this species. Then I have simulated the spatial spread of the nematode-vector couple using a spread model, and accounting for the synergistic effect of this novel association. The results obtained during this PhD showed that the invasive nematode has an important potential to spread through this phoretic association. However, some environmental features such as elevation, areas with low temperatures, and the high pine densities constitute barriers to dispersal of the vector and so, potential obstacles to the spread of the invasive nematode. Beyond these results focused on the model of study, this thesis has led to the development of several methods that may be adapted to other cases of novel phoretic association and, by extension, may contribute to a better understanding of dispersal of species involved in those complex and poorly known systems.

Les deux sous-espèces annuelles de téosinte qui sont les plus proches parents sauvages du maïs sont d’excellents systèmes pour étudier l’adaptation locale car leur distribution couvre un large éventail de conditions environnementales. Zea mays ssp. parviglumis est distribuée dans un habitat chaud et mésique en dessous de 1800 m d’altitude, tandis que Zea mays ssp. mexicana prospère dans des conditions sèches et fraîches à des altitudes plus élevées. Nous avons combiné des approches d’écologie inverse et de génétique association afin d’identifier les déterminants de l'adaptation locale chez ces téosintes. A partir de données de séquençage haut débit (HTS) de six populations comprenant des populations de basses et hautes altitudes, une étude précédente a identifié un sous-ensemble de 171 polymorphismes nucléotidiques (SNP candidats) présentant des signaux de sélection. Nous avons utilisé ces SNP candidats pour tester l'association entre la variation génotypique et phénotypique de 18 caractères. Notre panel d’association était constitué de 1663 plantes provenant de graines de 11 populations échantillonnées le long de deux gradients d’altitude. Il a été évalué deux années consécutives dans deux jardins communs. Nous avons contrôlé sa structure neutre en utilisant 18 marqueurs microsatellites. La variation phénotypique a révélé l’existence d'un syndrome altitudinal composé de dix caractères. Nous avons ainsi observé une augmentation de la précocité de floraison, une diminution de la production de talles et de la densité en stomates des feuilles ainsi qu’une augmentation de la taille, de la longueur et du poids des grains avec l’élévation croissante du site de collecte des populations. Ce syndrome a évolué malgré des flux de gènes détectables entre populations. Nous avons montré que le pourcentage de SNP candidats associés aux différents caractères dépend de la prise en compte de la structure neutre soit en cinq groupes génétiques (71,7%), soit en onze populations (11,5%), indiquant une stratification complexe. Nous avons testé les corrélations entre les variables environnementales et les fréquences alléliques des SNP candidats sur 28 populations. Nous avons trouvé un enrichissement à la fois pour les SNP présentant des associations phénotypiques et les SNP présentant des corrélations environnementales dans trois larges inversions chromosomiques, confirmant leur rôle dans l'adaptation locale. Pour explorer la contribution de la variation structurale à l'évolution adaptative, nous nous sommes concentrés sur le contenu en éléments transposables (ET) des six populations séquencées (HTS). Ces éléments constituent environ 85% du génome du maïs et contribuent à sa variabilité fonctionnelle. Nous avons effectué la première description populationnelle des ET chez les téosintes pour deux catégories d'insertions, celles présentes et celles absentes du génome de référence du maïs. Nous avons ensuite recherché des polymorphismes liés aux ET présentant des fréquences alléliques contrastées entre populations de basse et de haute altitude. Nous avons identifié un sous-ensemble d'insertions candidates. Enfin, nous avons génotypé, dans un panel d'association, des insertions d’ET connues pour avoir contribué à l'évolution phénotypique du maïs. Contrairement à ce qui a été observé chez le maïs, certaines de ces insertions n'ont montré aucun effet phénotypique chez les téosintes, ce qui suggère que leur effet dépend du fond génétique. Notre étude apporte de nouvelles connaissances sur l’adaptation altitudinale chez les plantes. Elle ouvre la discussion sur les défis soulevés par l'utilisation (1) d'outils de génomique des populations pour identifier la variation adaptative, (2) de populations naturelles en génétique d’association, et (1) de ressources génétiques sauvages pour l'amélioration des espèces cultivées. / Annual teosintes, the closest wild relatives of maize, are ideal systems to study local adaptation because their distribution spans a wide range of environmental conditions. Zea mays ssp. parviglumis is distributed in warm and mesic conditions below 1800 m, while Zea mays ssp. mexicana thrives in dry and cool conditions at higher altitudes. We combined reverse ecology and association mapping to mine the determinants of local adaptation in annual teosintes. Based on high throughput sequencing (HTS) data from six populations encompassing lowland and highland populations growing along two elevation gradients, a previous study has identified candidate regions displaying signals of selection. Within those regions a subset of 171 candidate single nucleotide polymorphisms (SNPs) was selected to test their association to phenotypic variation at 18 traits. Our association panel encompassed 1663 plants from seeds collected from eleven populations sampled along the elevation gradients. We benefit from phenotypic characterization of all the plants in two common gardens located at mid-altitude for two years. In addition, we controlled for neutral structure of the association panel using 18 microsatellite markers. Phenotypic variation revealed the components of an altitudinal “syndrome” constituted of ten traits evolving under spatially-varying selection. Plants flowered earlier, produced less tillers, displayed lower stomata density and carried larger, longer and heavier grains with increasing elevation of population collection site. This syndrome evolved in spite of detectable gene flow among populations. The percentage of candidate SNPs associated with traits largely depended on whether we corrected for five genetic groups (71.7%) or eleven populations (11.5%), thereby indicating a complex stratification in our association panel. We analyzed correlations between environmental variables and allele frequencies of candidate SNPs on a larger set of 28 populations. We found enrichment for SNPs displaying phenotypic associations and environmental correlations in three Mb-scale chromosomal inversions, confirming the role of these inversions in local adaptation. To further explore the contribution of structural variation to adaptive evolution, we focused on transposable element (TE) content of the HTS populations. TEs constitute ~85% of the maize genome and contribute to its functional variability via gene inactivation and modulation of gene expression. We performed the first population-level description of TEs in teosintes for two categories of insertions, those present and those absent from the maize reference genome. We next searched for TE polymorphisms with contrasted allele frequencies between lowland and highland populations. We pinpointed a subset of adaptive candidate insertions. Finally, we genotyped in our association panel TE insertions known to have contributed to maize phenotypic evolution. In contrast to what was found in maize, some of these insertions displayed no measurable phenotypic effects in teosintes, suggesting that their effect depends on the genetic background. Altogether our study brings new insights into plant altitudinal adaptation. It opens discussions on the challenges raised by the use (1) of population genomic tools to discover adaptive variation, (2) of natural populations in association mapping, and (1) of wild genetic resources in crop breeding.

La prise en compte de l'hétérogénéité spatiale des bassins versants est nécessaire pour répondre aux divers enjeux liés à la gestion des ressources en eaux, tant au niveau quantitatif que qualitatif. Les modèles hydrologiques spatialisés permettent de prendre en compte l'hétérogénéité des surfaces continentales et des données d'entrée dans la modélisation du cycle de l'eau. La revue bibliographique réalisée dans la première partie a permis d'aborder différents aspects de la problématique de la prise en compte de l'hétérogénéité spatiale dans les modèles hydrologiques. Cette revue a débouché sur la proposition d'une méthode de découpage spatiale suivant trois niveaux emboîtés, de manière à adapter la description de l'hétérogénité spatiale des bassins versants à la question posée. Le premier niveau consiste en un découpage en sous-bassins (REWs) organisés autour du réseau hydrographique. Le second niveau de discrétisation (hydro-paysages) permet de décrire l'hétérogénéité spatiale des REWs. Nous avons proposé un cadre méthodologique pour le découpage en hydro-paysages. Le troisième niveau permet d'obtenir les mailles finales de la modélisation après redécoupage éventuel des hydro-paysages en fonction de contraintes numériques. Un exemple sur le Haut-bassin de la Saône permet d'illustrer l'ensemble de la démarche. La méthodologie proposée est associée à une modélisation flexible permettant d'adapter le découpage spatial à l'échelle des données disponibles et à l'échelle des processus hydrologiques à modéliser. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons présenté les outils utilisés pour réaliser des modélisations hydrologiques ‘à la carte', basés sur la plate-forme de modélisation LIQUID qui a servi de support à notre travail. Afin de prendre en compte dans la modélisation, les mailles non-structurées issues du découpage spatial proposé, nous avons développé un modèle de simulation des tranferts latéraux dans la zone saturée. Il résout l'équation de Boussinesq 2D sur un maillage irrégulier mais conforme. Différents tests ont été réalisés pour valider le modèle. Nous avons enfin abordé, sur quelques exemples simples, la problématique du couplage de différents modules en partant de ce module saturé et en étudiant le couplage avec les écoulements dans la rivière et la zone non saturée.

Débat public, participation, délibération, autant de termes utilisés pour parler de normes et de dispositifs qui participeraient au nouvel « impératif délibératif » (Blondiaux et Sintomer 2002). Ce mémoire présente une analyse du débat public sur le plan d'urbanisme de Montréal avec un schéma d'analyse inspiré de celui de Simard et Fourniau (2007). Notre discussion du processus de débat porte non seulement sur la phase formelle des audiences publiques, mais aussi sur les étapes de concertation en amont et sur divers processus plus ou moins publicisés en aval. Ceci permet une réflexion d'ordre procédural plus riche qui considère la diversité des dispositifs dans une perspective de complémentarité. Pour chercher des effets du débat public sur le plan d'urbanisme, nous adoptons le parti de la congruence (Offner 1993), ce qui nous amène à une analyse de l'interaction entre des dynamiques contextuelles et des mobilisations des participants au débat. Certaines de ces congruences concordent avec des modifications au plan d'urbanisme. Notre étude propose aussi des implications du contexte particulier de la nouvelle ville de Montréal (avec la création des arrondissements) sur le contenu du débat public, sur certaines de ses manifestations procédurales ainsi que sur sa portée. Notre dernier chapitre montre que la dynamique du débat public en aval, dans la phase de mise en oeuvre du plan d'urbanisme, se déploie beaucoup plus dans les débats sur les grands projets que sur les mécanismes prévus à cette fin, qui comportent des embûches de par leur faible publicité et le caractère technique du processus réglementaire. Dans l'ensemble, notre étude met en lumière l'importance du contexte : autant le processus de débat que ses effets s'inscrivent dans des dynamiques contextuelles. / In this master thesis, the mechanisms of public debate used to discuss the urban master plan of Montreal are analysed with a framework inspired by Simard and Fourniau (2007), which contains a serie of deliberative criterion. Public debate is used as a terminology to include diverse possible mechanisms and norms of debate and of public participation. Our discussion covers not only the formal phase of the debate (in the public hearings) but also the informal forums. We conclude that this allows for a richer procedural analysis based on a perspective of complementarity between diverse mechanisms of public debate. In the search for effects of the public debate on the urban master plan, we found a number of cases where contextual dynamics interacted with the demands of participants. These « congruences » (Offner 1993) concurred with the evolution of the planning document. This master thesis also presents interesting findings related to constraints on public debate brought about by the particular political and institutional context of Montreal. The coordination between the scale of the central city and the newly constituted boroughs had implications on the content of the debate, on procedural components as well as on its impact in the plan and the implementation phase. This suggests that studies of public debate and of public participation events should consider as an important dimension the contextual dynamics.

Débat public, participation, délibération, autant de termes utilisés pour parler de normes et de dispositifs qui participeraient au nouvel « impératif délibératif » (Blondiaux et Sintomer 2002). Ce mémoire présente une analyse du débat public sur le plan d'urbanisme de Montréal avec un schéma d'analyse inspiré de celui de Simard et Fourniau (2007). Notre discussion du processus de débat porte non seulement sur la phase formelle des audiences publiques, mais aussi sur les étapes de concertation en amont et sur divers processus plus ou moins publicisés en aval. Ceci permet une réflexion d'ordre procédural plus riche qui considère la diversité des dispositifs dans une perspective de complémentarité. Pour chercher des effets du débat public sur le plan d'urbanisme, nous adoptons le parti de la congruence (Offner 1993), ce qui nous amène à une analyse de l'interaction entre des dynamiques contextuelles et des mobilisations des participants au débat. Certaines de ces congruences concordent avec des modifications au plan d'urbanisme. Notre étude propose aussi des implications du contexte particulier de la nouvelle ville de Montréal (avec la création des arrondissements) sur le contenu du débat public, sur certaines de ses manifestations procédurales ainsi que sur sa portée. Notre dernier chapitre montre que la dynamique du débat public en aval, dans la phase de mise en oeuvre du plan d'urbanisme, se déploie beaucoup plus dans les débats sur les grands projets que sur les mécanismes prévus à cette fin, qui comportent des embûches de par leur faible publicité et le caractère technique du processus réglementaire. Dans l'ensemble, notre étude met en lumière l'importance du contexte : autant le processus de débat que ses effets s'inscrivent dans des dynamiques contextuelles. / In this master thesis, the mechanisms of public debate used to discuss the urban master plan of Montreal are analysed with a framework inspired by Simard and Fourniau (2007), which contains a serie of deliberative criterion. Public debate is used as a terminology to include diverse possible mechanisms and norms of debate and of public participation. Our discussion covers not only the formal phase of the debate (in the public hearings) but also the informal forums. We conclude that this allows for a richer procedural analysis based on a perspective of complementarity between diverse mechanisms of public debate. In the search for effects of the public debate on the urban master plan, we found a number of cases where contextual dynamics interacted with the demands of participants. These « congruences » (Offner 1993) concurred with the evolution of the planning document. This master thesis also presents interesting findings related to constraints on public debate brought about by the particular political and institutional context of Montreal. The coordination between the scale of the central city and the newly constituted boroughs had implications on the content of the debate, on procedural components as well as on its impact in the plan and the implementation phase. This suggests that studies of public debate and of public participation events should consider as an important dimension the contextual dynamics.

Mémoire en recherche-création ; Aide financière octroyée : CIRMMT Student Award / Les conditions d'utilisation de théories scientifiques au cours du processus de composition musicale et plus généralement pour l'élaboration de théories esthétiques musicales sont au coeur du travail proposé. Une position critique est tout d'abord avancée relativement aux nombreux écueils historiques relevés. Elle permet d'en dégager quelques pistes d'exploration pour les processus compositionnels que je me suis proposé de suivre au fur et à mesure des pièces électroacoustiques et mixtes présentées. En particulier, des spécificités empruntées aux mécanismes vibratoires non-linéaires, aux modèles sociologiques déterministes ou prédictifs sont injectés au sein même des processus de création des mes oeuvres. Cinq pièces sont présentées. Les thématiques et les contraintes occasionnées par les modèles empruntés sont décrits ainsi que les réalisations techniques qui leur ont servi de support. Chaque pièce présente donc une démarche et des outils technologiques et informatiques particuliers. Ces pistes exploratoires feront intervenir contrainte formelle, limitation du contrôle du compositeur, improvisation, traitement et spatialisation en temps réel et développements originaux implémentés en Max/MSP et en Python. Par ailleurs, un outil d'aide à la composition spatiale proposant une perspective inédite de visualisation du champs de pression produit par les trajectoires et par le système de reproduction virtuel, et développé pendant ma maîtrise est présenté. / The use of science theories during the compositionnal process, especially in a purpose of esthetical properties abstraction is questionned. First, a criticist point-of-vue is adressed, on the basis of several historical examples. A personnal method dedicated to the development of original compositionnal process were deduced. In particular, the specific mecanisms related to nonlinear vibrations and deterministic sociological model could be inserted into the creative processes. Five electroacoustic and contemporay music pieces are presented. Themes and constraints provoked by the model insertion are detailed. They gather form-contraints, control limitations, improvisation, real-time processing and real-time spatialization implemented in Max/MSP and Python. Moreover, a refined sound-field rendering tool dedicated to computer-assisted composition is introduced.

Mémoire en recherche-création / L’expérience sonore immersive est souvent associée à la spatialisation du son. Mais, le phénomène d’immersion est plutôt complexe et le réduire au seul emploi d’un dispositif technique ne permet pas d’en apprécier les causes multiples sur le plan de la réception. Ce mémoire présente un projet de recherche-création intitulé Cathédrales, dont l’objectif est de mieux comprendre la réception d’une œuvre de musique acousmatique spa- tialisée en 3D et intentionnellement immersive. Ce travail porte notamment sur les stratégies de composition adoptées et leurs effets, au regard des intentions de départs et de l’analyse des commentaires émis par un ensemble d’auditeurs-participants. Les trois premiers chapitres présentent les aspects conceptuels soutenant la démarche de création des œuvres Ville Aux Cent Clochers et Réverbérence. Le premier chapitre vise à préciser d’entrée de jeu ce que signifie l’immersion sonore, de sa compréhension plus générale jusqu’à ses significations plus particulières; le deuxième chapitre présente ensuite l’immersion sous l’angle d’une narratologie naturelle de la musique; tandis que le troisième chapitre intègre cette approche narrative au langage du cinéma pour l’oreille et adapte le tout au contexte multidirectionnel du médium de diffusion sonore. Les deux parties qui composent l’œuvre Cathédrales : I. Ville Aux Cent Clochers et II. Réverbérence, sont présentées au quatrième chapitre. Après avoir introduit le propos de l’œuvre dans son ensemble, les intentions et les stratégies spécifiques à chacune de ces pièces y sont également développées. Enfin, le cinquième chapitre présente les résultats de deux études de réception, impliquant un certain nombre d’auditeurs, sur l’écoute de musiques spatialisées pour dôme de haut-parleurs. L’analyse esthésique découlant de ces enquêtes permet de proposer différentes catégories conceptuelles de l’expérience sonore immersive. Ces catégories peuvent éventuellement servir à schématiser les effets de certaines stratégies de composition, combinées à l’emploi d’un dispositif technologique particulier, sur la réception d’une musique spatialisée en 3D. / The immersive sound experience is often associated with sound spatialization. But the immersive phenomenon is rather complex and reducing it to the sole usage of a technical device does a disservice to our appreciation of its multiple causes in terms of a work’s reception. This memoir presents a research-creation project, entitled Cathédrales, that aims to better understand the reception of an intentionally immersive 3Dspatialized acousmatic music. This work focuses on the adopted compositional strategies and their effects, with regard to initial intentions and the analysis of comments made by listener participants. The first three chapters present the concepts underlying the creative process for the works Ville Aux Cent Clochers ("City of a hundred bell towers") and Réverbérence ("Reverberence"). The first chapter clarifies the meaning of sound immersion from the outset, from its more general understanding to its more specific meanings; the second chapter then presents immersion under the scope of a natural narratology of music; while the third chapter integrates such narrative approach within the language of a "cinema for the ear", while adapting it to the multidirectional context of the sound diffusion medium. In the fourth chapter are presented the two parts composing Cathédrales ("Cathedrals") : I. Ville Aux Cent Clochers and II. Réverbérence. After introducing the concept of the work as a whole, the intentions and strategies that are more specific to each part of the work are then exposed. Finally, the fifth chapter presents the results of two case studies on the reception behaviors of multiple participants listening to spatialized music over a loudspeakers dome. Aesthesic analysis arising from these surveys allows to provide different conceptual categories of the immersive sound experience. Such categorization may eventually serve to schematize the effects of certain compositional strategies, in combination with the usage of a particular technological device, on the reception of 3D spatialized music.