Actuellement, l’Arctique canadien subit de grands changements, tant climatiques que socio- environnementaux, auxquels s’ajoute une pression croissante d’y exploiter les ressources naturelles. Les écosystèmes arctiques étant d’importants indicateurs des changements globaux futurs, il s’avère essentiel de mieux comprendre l’impact de ces changements sur la santé humaine et celle des écosystèmes. Pourtant, notre compréhension des cycles biogéochimiques des contaminants présente des lacunes importantes, notamment pour le cycle des métaux traces, qui subit d’importants déséquilibres en réponse aux changements climatiques. Dans la présente thèse, j’ai cherché à mieux comprendre les tendances écologiques à grande échelle des métaux traces dans les écosystèmes du Grand Nord canadien. Dans un premier temps, j’ai étudié les effets potentiels d’un climat en changement sur le cycle du mercure dans les lacs et les étangs nordiques. Cette étude pluriannuelle à grande échelle cherchait à déterminer si les mares thermokarstiques à forte activité microbienne pourraient être une source de méthylmercure dans l’est de l’Arctique canadien. Nos résultats démontrent que les mares de fonte de petite taille, omniprésentes dans le Grand Nord, pourraient devenir des sources de méthylmercure pour les écosystèmes aquatiques voisins, en réponse aux changements climatiques. Dans un second temps, cette thèse a examiné l’effet de la productivité aquatique sur la bioaccumulation de méthylmercure dans les organismes aquatiques à la base des réseaux trophiques. J’ai échantillonné des écosystèmes suivant une gamme décroissante de productivité afin d’étudier les implications des changements de productivité sur la bioaccumulation de mercure. Nos résultats suggèrent que dans ces lacs nordiques peu productifs, les indicateurs de la productivité, tels que la biomasse algale et la stoechiométrie des nutriments, ne sont pas les facteurs contrôlant l’accumulation de mercure à la base des réseaux aquatiques. Les troisième et quatrième chapitres de cette thèse se sont concentrées sur le comportement et le destin des éléments de terres rares dans les écosystèmes nordiques. Peu d’études écotoxicologiques ont été menées sur ces métaux et notre objectif principal était d’établir la base de référence avant la prolifération de projets d’exploitation minière aux latitudes nordiques. Nos résultats démontrent que les terres rares suivent des patrons de bioaccumulation spécifiques aux taxons et aux tissus, et que ces contaminants ne sont pas bioamplifiés dans les réseaux trophiques naturels. J’ai également identifié les facteurs environnementaux clés qui influencent la bioaccumulation de terres rares dans le zooplancton d’eau douce, incluant le pH, le carbone organique dissous, et la concentration de terres rares sous forme d’ion libre. Nos études soulignent la pertinence du zooplancton dans le suivi biologique de ces contaminants dans les écosystèmes d’eau douce. Dans un dernier temps, cette thèse met en lumière l’importance de mener de la recherche collaborative avec les communautés autochtones en Arctique, en examinant le succès d’un programme de suivi environnemental communautaire au Nunavik. J'ai contribué à ce projet de surveillance environnementale et à la création d’activités éducatives participatives visant l’intégration du savoir autochtone dans la recherche en écologie. J’ai également examiné comment la mise en place d’ateliers pour chercheurs en début de carrière pouvait jouer un rôle de plateforme-clé pour la réflexion sur les avantages et les défis de la recherche collaborative avec les communautés autochtones. En somme, la présente thèse a grandement amélioré notre compréhension de l’effet des changements socio-environnementaux sur la biodisponibilité et les dynamiques trophiques de mercure et des éléments de terres rares dans les écosystèmes de l’est de l’Arctique canadien. Mieux comprendre les répercussions des changements futurs sur le devenir des métaux traces dans l’environnement est crucial à l’évaluation de l’impact de ces changements sur le Nord et sur les communautés qui y vivent.

Mots-clés : environnement , mercure , méthylmercure , éléments de terres rares , métaux , arctiques , subarctiques , eau douce , réseaux trophiques , bioaccumulation , zooplancton , lacs , étangs , suivi environnemental communautaire , recherche collaborative , bioaccumulation