Modélisation floue de l'habitat du saumon atlantique Salmo salar.

Cette these, realisee a l'INRS sous la direction des professeurs Andre St-Hilaire et Rick Cunjak, s'est voulue une contribution a l'amelioration et au developpement d'une methode de modelisation de l'habitat de trois stades de vie du saumon atlantique Salmo salar a l'aide de la logique floue. Atteindre cet objectif est passe dans un premier temps par l'estimation de l'incertitude associee a l'elicitation de multiples experts pour la definition et la combinaison des indices de preference d'habitat, puis par l'etude des influences des experiences personnelles des experts sur les estimations d'aires ponderees d'habitat utile, et enfin, par l'etude de l'impact des methodes de prises de mesures lors de l'echantillonnage de terrain (mesures en un point vs multiples mesures a l'interieur d'une superficie predeterminee). La logique floue permet de pallier certaines limitations qu'ont de nombreuses methodes de modelisation de l'habitat: sa capacite intrinseque a gerer les incertitudes et a integrer aisement les connaissances de multiples intervenants permettrait aux modeles flous d'etre facilement exportables sur de nombreuses rivieres et de produire des resultats fiables et pertinents. Nous avons donc developpe les modeles d'habitat des jeunes de l'annee, des tacons et des adultes frayants du saumon atlantique. Pour cela, trente experts du saumon ont defini chacun les ensembles et regles flous de ces modeles, c'est-a-dire la definition des categories des variables vitesse du courant, taille du substrat, profondeur et Indice de Qualite d'Habitat (IQH), et ensuite les IQH resultants des combinaisons des categories des trois variables physiques entre elles. Dans un premier temps, ces modeles flous ont ete utilises pour calculer des aires ponderees d'habitat utile a partir des simulations hydrauliques faites sur certains troncons de la riviere Romaine (Quebec, Canada) a l'aide du modele HEC-RAS. Ainsi, pour chaque expert et pour chaque stade de vie, une courbe d'Aires Ponderees Utiles (APU) standardisee en fonction d'un debit croissant a ete developpee. Avec des valeurs d'APU standardisees variant entre 0 et l, ces courbes avaient pour la plupart une forme caracteristique, a savoir une augmentation initiale des APU pour des debits croissants, jusqu'a atteindre un maximum ou un plateau. De cet ensemble de courbes, une courbe mediane d'APU a ete calculee, ainsi que les intervalles de confiance l'entourant, obtenus par un reechantillonnage de type bootstrap. Ces intervalles de confiance se sont averes relativement etroits et, dans le cadre d'une gestion de debits, permettraient d'evaluer les variations de la reponse des habitats disponibles pour un debit donne. Afin de pouvoir etre applique dans le cadre de gestion, il est necessaire de valider les performances du modele, c'est-a-dire certifier de son bon fonctionnement et de la justesse de ses predictions. Le modele developpe pour les jeunes de l'annee a ete valide a l'aide de donnees de la riviere Romaine fournies par une firme de consultant, et le modele des tacons a ete valide grâce a des donnees des rivieres Romaine, de meme que celles provenant des rivieres Little Southwest Miramichi, Catamaran (N.-B.) et Sainte-Marguerite (Qc). Les mesures de vitesse, de taille du substrat et de profondeur ont ete echantillonnees sur ces trois derniers cours d'eau, sur des transects de 8 sites et a chaque presence de tacons. Ainsi, il a ete possible de comparer les distributions des valeurs des IQH predits pour des presences et celle pour les absences. Pour les deux stades de vie, les valeurs d'IQH determinees par les modeles etaient significativement plus fortes pour les presences que pour les absences. La justesse des predictions d'un modele depend de la pertinence de la methode d'echantillonnage des mesures environnementales. Ainsi, nous nous sommes questionnes sur la distance optimale des prises de mesures autour du poisson, afin d'obtenir les meilleures predictions. Pour cela, lors de la campagne de terrain sur les rivieres Catamaran, Little Southwest Miramichi et Sainte Marguerite, les variables vitesse et profondeur ont ete mesurees a l'emplacement meme du poisson, puis a 5 endroits differents dans un quadrat ayant une longueur de 10, 25 et 50 cm. Les proportions des differentes granulometries ont ete considerees sur des surfaces croissantes en rapport avec les distances testees. Une distance supplementaire, jusqu'a 100 cm, a ete ajoutee en integrant les donnees des points des transects les plus proches. Ainsi, il a ete possible de montrer que les IQH determines par le modele flou des tacons etaient les plus forts et la variabilite la plus faible pour une distance de 50 cm, correspondant approximativement a la moyenne de la surface du territoire des tacons. Enfin, les experts impliques dans notre projet avaient des experiences et des formations differentes. Or, chaque experience personnelle modifie la perception de l'expert de son environnement, devenant alors la base fondamentale des modelisations basees sur les connaissances d'experts et la source de biais qui peuvent rendre difficile l'agregation d'experts entre eux. Pour chaque stade de vie, des courbes medianes d'APU et leurs intervalles de confiance ont ete traces de la meme maniere que celle decrite pour le protocole initial, en separant toutefois les experts selon l'experience personnelle testee: l'etendue geographique des connaissances de l'expert (Europe ou Amerique du Nord), l'origine de leurs connaissances (connaissances issues principalement du travail de terrain ou issues d'un melange equilibre entre travail de terrain et litterature academique) et le secteur d'emploi (institution privee ou publique). L'influence de l'experience personnelle testee etait consideree comme significative des que les intervalles de confiance cessaient de se chevaucher. Seule l'etendue geographique des connaissances des experts dans le modele flou d'habitat de reproduction a montre une influence significative. En consequence, meme si nos resultats pouvaient ne pas etre applicables pour d'autres systemes, le choix d'experts locaux en modelisation est recommande.