Les produits de bois d’ingénierie jointés sont fréquemment utilisés pour la fabrication des éléments structuraux ou non-structuraux comme le lamellé-collé et les poutrelles en I. L’épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) est l’espèce la plus utilisée pour la fabrication des produits de bois d’ingénierie jointés dans l’est du Canada. Pour obtenir une surface de qualité satisfaisante au jointage, les paramètres d’usinage doivent être ajustés en fonction des propriétés du bois utilisé. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer l’effet de la vitesse de coupe et de l’épaisseur du copeau sur la résistance en traction du bois jointé d’épinette noire de haute masse volumique. Des colombages d’épinette noire ont été jointés sous douze conditions de coupe (4 vitesses de coupe entre 1860 m/min et 3960 m/min et 3 épaisseurs de copeau entre 0,51 mm et 1,27 mm). Un profil de type sans épaulement et une colle de type Polyuréthane Émulsion Prépolymère avec une pression d’assemblage de 3,45 MPa ont été utilisés dans le procédé de jointage. L’analyse factorielle a mis en évidence une interaction statistiquement significative entre la vitesse de coupe et l’épaisseur du copeau sur la résistance en traction (UTS). La vitesse de coupe était la variable ayant le plus influencé la valeur de UTS. L’influence de l’épaisseur du copeau était moins importante, son effet se manifestant seulement pour la vitesse de coupe de 3260 m/min. Les résultats montrent qu’on peut obtenir un bon jointage entre 1860 et 3960 m/min de vitesse de coupe et pour une épaisseur du copeau variant entre 0.51 et 1.27 mm. Le meilleur résultat a été obtenu pour une vitesse de coupe de 3260 m/min et une épaisseur de copeau de 0.89 mm. Ces résultats devraient être validés en usine en conditions d’opération en usine, notamment en évaluant le comportement de l’usure des couteaux. Mots-clés: aboutage, épinette noire, paramètres d’usinage, vitesse de coupe, épaisseur du copeau, haute densité, lamellé-collé, isocyanates. / Finger-jointed softwood lumber is widely used in manufacturing of structural or non structural applications such as glued laminated lumber and prefabricated wood I-joists. Black spruce (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) is the most frequently used species for finger jointed engineered wood products in Eastern Canada. However, some of the key machining parameters must be adjusted according to the properties of the wood in order to obtain a surface quality suited for the finger jointing process. The main objective of this study was to evaluate the effect of the cutting speed and chip load on the ultimate tensile strength (UTS) of finger jointed high density black spruce wood. Four different cutting speeds and three chip loads were used as variables. A feather profile was selected with a polyurethane-based adhesive and an end-pressure of 3.45 MPa. A factorial analysis showed a statistically significant interaction between cutting speed and chip load on the UTS. The cutting speed was the most significant variable affecting finger-jointed high density black spruce. The influence of chip load on UTS was lower, being apparent only at 3260 m/min cutting speed. Results indicated that suitable finger-jointing could be achieved within a range of 1860 m/min and 3960 m/min of cutting speed with a chip-load between 0.51 m and 1.27 mm. However, the best result was obtained at 3260 m/min cutting speed and 0.89 mm chip-load. These results need to be validated by performing running mills to verify for tool wear behaviour.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019 / Les changements climatiques pourraient induire un déplacement des conditions favorables aux espèces arborescentes entrainant une mésadaptation des populations locales. La migration assistée est une stratégie proactive qui permettrait de maintenir la productivité forestière et réduire la vulnérabilité des écosystèmes dans les nouvelles conditions climatiques. L’objectif de cette étude est d’évaluer les traits morpho-physiologiques des plants de huit sources génétiques d’épinette blanche (Picea glauca [Moench] Voss) mis en terre dans trois sites de plantation représentant un gradient climatique nord-sud de 1,7°C. Six des sources de semences provenaient de vergers à graines locaux de première génération alors que deux autres provenaient de vergers à graines de seconde génération constitués d’arbres originaires du Québec et de l’Ontario et sélectionnés dans des tests génécologiques. Aucune interaction n’a été observée entre les vergers à graines et les sites pour aucun des traits étudiés. La croissance en hauteur variait entre les vergers à graines, étant plus grande pour les sources de semences du sud et les vergers à graines de deuxième génération. Ces différences ont été maintenues pendant les quatre premières années en plantation. Le site central a montré la meilleure croissance en hauteur et la meilleure séquestration totale du carbone. Une analyse vectorielle n’a montré aucune carence en éléments minéraux durant les quatre premières années en plantation dans chacun des trois sites. La photosynthèse avant le débourrement des bourgeons n’a pas différé entre les vergers (sources de semences) et les sites, reflétant une forte plasticité. Ces résultats obtenus sur de jeunes plants laissent présager qu’une migration assistée des sources du sud vers des sites plus froids pourrait optimiser le rendement des plantations. Les sources septentrionales devraient bénéficier du réchauffement climatique sans toutefois égaler les performances des sources méridionales déplacées vers le nord. Ces recherches doivent toutefois se poursuivre pour confirmer que ces résultats se maintiennent à long terme. / Climate change could induce a shift of favorable conditions of tree species, leading to maladaptation of local populations. Assisted migration is a proactive strategy to face climate changes that aims to maintain forest productivity and reduce the vulnerability of ecosystems. The main objective of this study was to evaluate the difference of performance between eight white spruce genetics sources, each constituted of seed orchard seedlings and established in three plantation sites along a latitudinal transect representing a temperature gradient of 1.7°C simulating climate change. Six of these seed sources were from first-generation local seed orchards while the other two were from second-generation seed orchards constituted of trees originating from Quebec and Ontario and selected in genecological tests. No interaction for all traits studied was found significant between sites and seed sources. Height growth significantly varied between seed orchards, being greater for southern seed sources and second-generation seed orchards. These differences were maintained during the four years in the plantation. The central site showed the best growth in height and the greatest total carbon sequestration. Vector analysis showed that no nutrient deficiencies occurred during the first four years in plantation for each site. Photosynthesis before bud break did not significantly differ between seed orchards and sites, showing a strong plasticity. These results on young seedlings indicate that assisted migration could improve performance of southern seed sources and that the northern seed sources should benefit of warming temperature but would not match the growth performance of the southern seed sources moved to northern sites. Research must however continue to confirm over the long term these early results

L'objectif de cette recherche était de mettre au point une technique permettant la visualisation des résines aminoplastes sur et dans les fibres de bois de panneaux de moyenne densité (MDF). Cette technique devait à la fois permettre la mesure de la profondeur de pénétration des résines urée-formaldéhyde (UF) et urée-mélamineformaldéhyde (UMF) et l'évaluation de leur distribution sur la surface des fibres. Les systèmes d'encollages étudiés furent de type sec (mélangeur rotatif) et humide (mélangeur tubulaire). La présence de résine dans la paroi des fibres fut mise en évidence , par microscope confocal à balayage laser (MCBL) pour les deux systèmes. La pénétration de la résine peut être expliquée par la force d'ascension capillaire qui pousse les molécules de la résine dans les différents pores de la fibre lors de l'encollage. Les vitesses de pénétration n'ont pu être mesurées puisque les temps alloués aux mélanges furent suffisants pour que la pénétration soit maximale pour tous les échantillons. Nous avons remarqué que la profondeur de la pénétration dépend fortement du système d'encollage choisi. Le système d'encollage en ligne (tubulaire) présente l'avantage de mieux distribuer la résine sur la fibre avec une moyenne de 22% de la surface couverte. Cependant, l'humidité et la chaleur provoquent une pénétration plus importante de résine dans les parois cellulaires. Pour les mélangeurs humides, la profondeur maximale de pénétration correspond à l'épaisseur de la paroi cellulaire. La modélisation de la pénétration de la résine ne fut réalisée que pour les mélanges à sec où la profondeur moyenne de pénétration est de l'ordre d'un ou deux microns. En divisant cette profondeur par le temps de mélange le plus court, nous obtenons une approximation de la vitesse de pénétration. Les vitesses proposées par le modèle sont du même ordre de grandeur. Finalement, l'utilisation d'un microscope à force atomique (MFA) permit de visualiser la microstructure des fibres d'épinette préparées selon le procédé MDF. La paroi secondaire 1 (S1) et la lamelle moyenne (LM) sont très poreuses en comparaison avec la couche secondaire 2 (S2). Les pores de la paroi SI et de la LM sont de l'ordre de 20 nm en diamètre et sont le résultat d'une organisation aléatoire de petits agrégats de fibrilles. Les fibrilles de la paroi S2 forment des agrégats plus larges et enlignées selon l'axe longitudinal de la fibre. Les longs pores de cette paroi sont de l'ordre de 2-4 nm de large et ne peuvent être représentés par le MFA

La sélection d’habitat et les mouvements sont parmi les caractéristiques les plus étudiées en écologie animale puisqu’ils font partie intégrante de la dynamique et de la distribution des populations. En effet, la sélection d’habitat peut influencer la survie des cerfs de Virginie en hiver. Dans cette étude, j’ai montré que cette influence semble être plus importante à grande échelle, indiquant par le fait même son plus grand potentiel pour influencer la survie, d’où l’importance d’aménager adéquatement les ravages de cerfs de Virginie à grande échelle. Les cerfs ont également démontré une sélection pour les chemins primaires, influence qui s’est répercutée sur les mouvements. Ainsi, les cerfs ont diminué la distance parcourue lorsqu’ils se trouvaient à proximité des chemins lorsque les mouvements sont étudiés à fine échelle. De plus, l’utilisation d’intervalles de temps continus pour les points GPS, une méthode innovatrice, a permis de découvrir que, peu importe l’intervalle de temps étudié, les cerfs maximisent l’utilisation de l’habitat tout en minimisant leurs déplacements en revenant fréquemment sur leur pas. / Habitat selection and movements are among the most studied parameters in wildlife ecology since they influence population distribution and its dynamics. Indeed, habitat selection may influence white-tailed deer winter survival. In this study, I showed that the influence of habitat on survival appears to be more important at broad scale, thus indicating its greater potential to influence survival. This demonstrates the importance of adequately managing white-tailed deer yards at a broader scale. Deer also showed a selection for primary roads, an influence that was reflected on movements. They lowered their distance moved when movements were occurring near roads when these were studied at a fine temporal scale. Also, the use of a continuous-time interval for GPS fixes, a novel sampling strategy we used here, demonstrated that no matter the time interval used, white-tailed deer maximize their habitat use while minimizing displacements since they tend to reverse their direction.

Chez les arbres, la formation du bois dépend de la différenciation d'un tissu vasculaire appelé xylème secondaire. Les parois cellulaires du xylème sont riches en lignines, ce qui leur confère rigidité et imperméabilité indispensables au transport de la sève brute et au maintien du port dressé. La xylogénèse requiert la coordination de l'expression de plusieurs centaines de gènes dans le temps et dans l'espace. Cette coordination est assurée au niveau transcriptionnel par différents médiateurs protéiques, parmi lesquels il y a des facteurs de transcription de la famille MYB-R2R3. Peu de gènes de cette sous famille ont été préalablement caractérisés chez les conifères. Mon travail de thèse a consisté dans un premier temps à identifier plusieurs gènes MYBR2R3 potentiellement impliqués dans la formation du xylème chez les conifères, en particulier chez le pin loblolly (Pinus taeda) et l'épinette blanche (Picea glauca), et à réaliser leur caractérisation moléculaire. Différentes analyses phylogénétiques ont permis de mettre en évidence des similarités et des différences significatives dans la structure de cette famille entre les gymnospermes et les angiospermes. L'expression de ces mêmes gènes a été quantifiée par RT-QPCR, ce qui a révélé que PgMYB2, 4 et 8 sont préférentiellement exprimés dans le xylème secondaire de l'épinette et que leurs transcrits s'accumulent dans le bois de compression. La deuxième partie de mon travail a visé la caractérisation fonctionnelle de deux MYB-R2R3 de pin (PtMYBl et 8) réalisée via leur surexpression constitutive chez des transformants stables d'épinette. Ces deux facteurs MYB induisent une lignification ectopique cependant plus intense avec PfMYB8, qui bloque le développement normal des racines et conduit à la mort des plantules in vitro. L'analyse du transcriptome des plantules transgéniques par biopuces à ADN a dévoilé entre autres, l'augmentation de l'expression des gènes de la synthèse des lignines. La dernière partie de ma thèse est consacrée à la caractérisation fonctionnelle de PtMYBM placé en parallèle sous le contrôle d'un promoteur constitutif et d'un promoteur préférentiel du xylème (gène codant l'alcool cinnamylique deshydrogénase). Les plantules transgéniques ont une synthèse accrue de plusieurs terpènes et produisent de nombreux transcrits potentiellement associés aux mécanismes de défense. / In trees, wood formation depends on the differentiation of a vascular tissue refered to as secondary xylem. Xylem cell walls are rich in lignins, which confer stiffness and impermeability, properties essential for the mechanical support of the tree and for the transport of water and minerals. Xylogenesis requires the coordinated expression of several hundred genes in time and space. The regulation of gene expression is controled at the transcriptional level by different protein mediators, including transcription factors of the R2R3-MYB family. Hitherto, very few genes of this sub-family have been characterized, specially in conifers. The first part of my thesis consists in the identification and molecular characterization of several genes belonging to this family and potentially involved in xylem formation in conifers, particularly in loblolly pine (Pinus taeda) and white spruce (Picea glauca). Phylogenetic analyses highlight the major similarities as well as significant differences in the MYB family structure between gymnosperms (trees) and angiosperms (herbaceous plants and trees). I used qRT-PCR to determine transcript levels of these genes and assess their expression profiles in spruce. The data showed that the spruce transcripts for PgMYB2, 4 and 8 accumulate preferentially in secondary xylem and are upregulated in compression wood. The second part of my work aimed the functional characterization of two pine R2R3-MYB (PtMYBl and 8) via their constitutive overexpression in stable spruce transformants. The overexpression of both of these MYB transcription factors led to ectopic lignification. However, the overexpression of PtMYB8 led to a more intense lignification; it also prevented normal root development leading to the death of the in vitro plantlets. Microarrays analyses of the transgenic plantlets showed that there was a significant upregulation of many lignin biosynthesis genes, among others. The final section of my thesis describes the functional characterization of PtMYB14 based on its overexpression with either a constitutive promoter or a xylem-preferential promoter (gene coding for the cinnanyl alcohol dehydrogenase). Both types of transgenics plantlets accumulated several terpenes compounds and produced numerous transcripts potentially involved in defence mechanisms.

L’architecture et la géo-ingénierie sont des domaines où les professionnels doivent prendre des décisions critiques. Ceux-ci requièrent des outils de haute précision pour les assister dans leurs tâches quotidiennes. La Réalité Augmentée (RA) présente un excellent potentiel pour ces professionnels en leur permettant de faciliter l’association des plans 2D/3D représentatifs des ouvrages sur lesquels ils doivent intervenir, avec leur perception de ces ouvrages dans la réalité. Les outils de visualisation s’appuyant sur la RA permettent d’effectuer ce recalage entre modélisation spatiale et réalité dans le champ de vue de l’usager. Cependant, ces systèmes de RA nécessitent des solutions de positionnement en temps réel de très haute précision. Ce n’est pas chose facile, spécialement dans les environnements urbains ou sur les sites de construction. Ce projet propose donc d’investiguer les principaux défis que présente un système de RA haute précision basé sur les panoramas omnidirectionels. / Architecture and geo-engineering are application domains where professionals need to take critical decisions. These professionals require high-precision tools to assist them in their daily decision taking process. Augmented Reality (AR) shows great potential to allow easier association between the abstract 2D drawings and 3D models representing infrastructure under reviewing and the actual perception of these objects in the reality. The different visualization tools based on AR allow to overlay the virtual models and the reality in the field of view of the user. However, the architecture and geo-engineering context requires high-accuracy and real-time positioning from these AR systems. This is not a trivial task, especially in urban environments or on construction sites where the surroundings may be crowded and highly dynamic. This project investigates the accuracy requirements of mobile AR GIS as well as the main challenges to address when tackling high-accuracy AR based on omnidirectional panoramas.

La découverte des facteurs qui contrôlent la structure spatiale des communautés d’arbres peut permettre d’expliquer la coexistence de nombreuses espèces en forêt tropicale. Notre thèse vise à déterminer la structure spatiale des arbres et à identifier certains facteurs à l’origine de ces structures en forêt tropicale d’Ipassa au Gabon. Nous avons étudié dans des dispositifs différents, la structure spatiale des communautés d’arbres et leur dispersion, l’influence des phases de développement de la forêt, des facteurs édaphiques et topographiques sur la répartition spatiale des arbres. L’effet des chablis sur la régénération a aussi été évalué. Dans le chapitre 1, l’étude de la structure spatiale et de la dispersion des espèces a été réalisée dans 3 parcelles d’un hectare choisies au hasard. Le test de Freeman-Tuckey démontre une différence significative dans la répartition des phases de développement. Les calculs de l’indice INDVAL ont identifié 30 espèces indicatrices de ces phases de développement. L’analyse de la structure spatiale au moyen du corrélogramme de Mantel révèle l’existence de corrélations spatiales significatives dans les données. Les calculs de l’indice de Morisita montrent que 88 espèces (48%) présentent une hyperdispersion alors que 75 espèces (41%) ont une structure spatiale agrégée. La répartition spatiale des arbres ne relève pas du hasard dans cette forêt. Dans le chapitre 2, l’analyse des correspondances multiples démontre que 30 espèces sont associées aux facteurs édaphiques et topographiques le long d’un transect de 5 km. L’étude du régime de perturbations sur 38 ha, au chapitre 3, établit que la forêt d’Ipassa est affectée par un gradient de chablis partiels, de chablis élémentaires, de chablis multiples et complexes. Le taux de renouvellement de la forêt avoisine 73 ans. L’analyse des correspondances multiples montre qu’environ 35 espèces d’arbres sciaphiles se régénèrent dans les chablis partiels et chablis élémentaires, 12 espèces héliophiles colonisent les chablis multiples. Plusieurs espèces ne semblent cependant pas associées aux variables d’habitat. Ainsi, les facteurs étudiés agiraient de manière contextuelle. Par l’hypothèse contextuelle, nous admettons que plusieurs facteurs déterminent la structure spatiale des arbres en forêt tropicale, l’effet ou l’absence d’effet de chaque facteur dépend du contexte écologique local. Ce faisant, les théories écologiques en forêt tropicale sur la structure spatiale des arbres et les facteurs qui les génèrent devraient intégrer le fait que le contexte écologique de chaque localité joue un rôle déterminant.

L'effet à court terme de la disponibilité en azote sur la formation du bois a été étudié chez le peuplier hybride. Les analyses ont été menées sur de jeunes arbres cultivés en serres et qui répondent rapidement à la fertilisation avec différentes concentrations de nitrate d'ammonium. Les arbres ayant reçu un apport élevé d'azote (10 mM) ont produit des fibres de xylème plus courtes (+ 18%) et au diamètre plus larges (+ 17%) dont la paroi cellulaire est plus épaisse par rapport aux témoins (apport d'azote 1 mM). Des colorations histologiques suggèrent que ces fibres accumulent moins de lignines et produisent une paroi enrichie en cellulose. Des variations dans la composition du bois ont aussi été mises en évidence par microspectrophotométrie FT-IR. Des analyses du bois ont donc été entreprises pour déterminer plus précisément le contenu en lignines et pour caractériser la structure des lignines qui sont déposées. Les arbres fortement fertilisés en azote produisent un bois dont la teneur en lignines est inférieure à celle des témoins (diminution de 100/0) d'après la méthode au bromure d'acétyle, mais pas selon la méthode e Klason. Par contre, la structure des lignines semble nettement affectée par l'apport élevé d'azote: on observe une diminution de la fréquence des liaisons β-O-4 et du rapport SIG, ainsi qu'une augmentation de la fréquence des unités H, des esters p-OH benzoïques et des unités G à groupe phénolique libre. Ces caractéristiques sont similaires à celles des lignines de peuplier formées lors des premiers stades de lignification. La fertilisation azotée affecte le taux de cellulose des parois ainsi que l'expression de gènes associés à la mise en place de la paroi. Des analyses réalisées pendant 28 jours de fertilisation ont montré une accumulation rapide des transcrits d'enzymes impliquées dans l'incorporation de nucléotides de sucres en réponse à l'azote. Au contraire, les transcrits de certains gènes participant à la lignification étaient moins abondants. Nos données suggèrent qu'une fertilisation azotée élevée modifie la formation des fibres du xylème de peuplier en leur donnant des caractéristiques similaires à celles des fibres de bois juvénile et de bois de tension.

Avec le développement rapide des technologies permettant la collecte et l’échange des données géospatiales, la quantité de bases de données géospatiales disponibles est en constante augmentation. Ces bases de données géospatiales représentent souvent une même réalité géographique de façon différente, et sont, par conséquent, sémantiquement hétérogènes. Afin que les utilisateurs de différentes bases de données puissent échanger des données et collaborer dans un but commun, ils doivent avoir une compréhension commune de la signification des données échangées et résoudre ces hétérogénéités, c’est-à-dire que l’interopérabilité sémantique doit être assurée. Il existe actuellement plusieurs approches visant à établir l’interopérabilité sémantique. Cependant, l’arrivée puis la récente prolifération des réseaux ad hoc modifient et rendent plus complexe la résolution du problème de l’interopérabilité sémantique. Les réseaux ad hoc de bases de données géospatiales sont des réseaux qui peuvent s’auto-organiser, pour des besoins ponctuels, sans qu’une structure particulière soit définie a priori. En raison de leur dynamicité, de l’autonomie des sources qui les composent, et du grand volume de sources disponibles, les approches dites « traditionnelles » qui ont été conçues pour établir l’interopérabilité sémantique entre deux sources ou un nombre limité et statique de sources ne sont plus adaptées. Néanmoins, bien que les caractéristiques d’une approche pour l’interopérabilité sémantique dans les réseaux ad hoc doivent permettre d’agir sur un grand volume de sources, il demeure essentiel de prendre en compte, dans la représentation de la sémantique des données, les caractéristiques particulières, les contextes et les dimensions spatiales, thématiques et temporelles des données géospatiales. Dans cette thèse, une nouvelle approche pour l’interopérabilité sémantique en temps réel dans les réseaux ad hoc de bases de données géospatiales est proposée afin de répondre à la fois aux problématiques engendrées par les réseaux ad hoc et les bases de données géospatiales. Les contributions de cette approche pour l’interopérabilité sémantique en temps réel concernent majoritairement la collaboration dynamique entre les utilisateurs de bases de données géospatiales du réseau ad hoc, la représentation et l’extraction des connaissances, le mapping sémantique automatisé, la similarité sémantique et la propagation des requêtes dans le réseau ad hoc. Le cadre conceptuel qui sous-tend l’approche se base sur les principes de la communication dans les réseaux sociaux. À la suite du cadre conceptuel qui établit les fondements de l’approche, cette thèse présente un nouveau modèle de représentation des coalitions de bases de données géospatiales, dans le but de faciliter, dans un contexte d’interopérabilité sémantique, la collaboration entre les utilisateurs de bases de données géospatiales du réseau. Sur la base de ce modèle, une approche de découverte des sources pertinentes et de formation des coalitions se basant sur les principes de l’analyse des réseaux est proposée. Afin de gérer les changements du réseau en temps réel, des opérateurs de gestion des changements dans les coalitions sont proposés. Une fois les coalitions établies, les échanges de données entre les membres d’une même coalition ou de coalitions différentes ne peuvent être assurées que si la représentation de la sémantique est suffisamment riche et que les ontologies qui décrivent les différentes bases de données sont sémantiquement réconciliées. Pour ce faire, nous avons développé dans cette thèse un nouveau modèle de représentation des concepts, le soit le Concept multi-vues augmenté (Multi-View Augmented Concept - MVAC) dont le rôle est d’enrichir les concepts des ontologies avec leurs différentes contextes, la sémantique de leurs propriétés spatiotemporelles, ainsi que les dépendances entre leurs caractéristiques. An Ensuite, une méthode pour générer les concepts MVAC est développée, laquelle comprend une méthode pour l’extraction des différentes vues d’un concept qui sont valides dans différents contextes, puis une méthode d’augmentation du concept qui extrait les dépendances implicites au moyen d’algorithme de fouille de règles d’association. Ensuite, deux modèles complémentaires furent développés pour résoudre les hétérogénéités sémantiques entre les concepts MVAC. Dans un premier lieu, un modèle graduel de mapping sémantique automatisé, le G-MAP, établit les relations sémantiques qualitatives entre les concepts MVAC au moyen de moteurs de raisonnement basé sur des règles d’inférence qui intègrent de nouveaux critères de matching. Ce modèle se distingue par sa capacité à prendre en compte une représentation plus riche et complexe des concepts. Puis, nous avons développé un nouveau modèle de similarité sémantique, Sim-Net, adapté aux réseaux ad hoc et basé sur le langage de la logique descriptive. La contribution des deux modèles permet une interprétation optimale par l’utilisateur de la signification des relations entre les concepts de différentes bases de données géospatiales, améliorant ainsi l’interopérabilité sémantique. La dernière composante est une approche multi-stratégies de propagation des requêtes dans le réseau ad hoc, où les stratégies, formalisées à l’aide du langage Lightweight Coordination Calculus (LCC) qui supporte les interactions basées sur des normes sociales et des contraintes dans un système distribué, représentent différents moyens employés pour communiquer dans les réseaux sociaux. L’approche de propagation intègre un algorithme d’adaptation en temps réel des stratégies aux changements qui modifient le réseau. L’approche a été implémentée sous forme de prototype utilisant la plateforme Java JXTA qui simule les interactions dynamiques entre des pairs et des groupes de pairs (réseau peer-to-peer). L’utilité, la faisabilité et les avantages de l’approche sont démontrés par un scénario de gestion de désastre naturel. Cette thèse apporte aussi une contribution supplémentaire en développant le nouveau concept de qualité de l’interopérabilité sémantique ainsi qu’un cadre pour l’évaluation de la qualité de l’interopérabilité sémantique en tant que processus. Ce cadre est utilisé à des fins d’évaluation pour valider l’approche. Ce concept de qualité de l’interopérabilité sémantique ouvre de nombreuses perspectives de recherches futures concernant la qualité des échanges de données dans un réseau et son effet sur la prise de décision. / The recent technological advances regarding the gathering and the sharing of geospatial data have made available important volume of geospatial data to potential users. Geospatial databases often represent the same geographical features but from different perspectives, and therefore, they are semantically heterogeneous. In order to support geospatial data sharing and collaboration between users of geospatial databases to achieve common goals, semantic heterogeneities must be resolved and users must have a shared understanding of the data being exchanged. That is, semantic interoperability of geospatial data must be achieved. At this time, numerous semantic interoperability approaches exist. However, the recent arrival and growing popularity of ad hoc networks has made the semantic interoperability problem more complex. Ad hoc networks of geospatial databases are network that self-organize for punctual needs and that do not rely on any predetermined structure. “Traditional” semantic interoperability approaches that were designed for two sources or for a limited static number of known sources are not suitable for ad hoc networks, which are dynamic and composed of a large number of autonomous sources. Nevertheless, while a semantic interoperability approach designed for ad hoc network should be scalable, it is essential to consider, when describing semantics of data, the particularities, the different contexts and the thematic, spatial and temporal aspects of geospatial data. In this thesis, a new approach for real time semantic interoperability in ad hoc network of geospatial databases that address the requirements posed by both geospatial databases and ad hoc networks is proposed. The main contributions of this approach for real time semantic interoperability are related to the dynamic collaboration among user agents of different geospatial databases, knowledge representation and extraction, automatic semantic mapping and semantic similarity, and query propagation in ad hoc network based on multi-agent theory. The conceptual framework that sets the foundation of the approach is based on principles of communication between agents in social network. Following the conceptual framework, this thesis proposes a new model for representing coalitions of geospatial databases that aim at supporting the collaboration among user agents of different geospatial databases of the network, in a semantic interoperability context. Based on that model, a new approach for discovering relevant sources and coalitions mining based on network analysis techniques is proposed. Operators for the management of events affecting coalitions are defined to manage real times changes occurring in the ad hoc network. Once coalitions are established, data exchanges inside a coalition or between different coalitions are possible only if the representation of semantics of rich enough, and the semantic reconciliation is achieved between ontologies describing the different geospatial databases. To achieve this goal, in this thesis we have defined a new representation model for concepts, the Multi-View Augmented Concept (MVAC). The role of this model is to enrich concepts of ontologies with their various contexts, the semantics of their spatiotemporal properties, and the dependencies between their features. A method to generate MVAC concept was developed. This method includes a method for the extraction of the different views of a concept that correspond to the different contexts, and an augmentation method based on association rule mining to extract dependencies between features. Then, two complementary models to resolve semantic heterogeneity between MVAC concepts were developed. First, a gradual automated semantic mapping model, the G-MAP, discovers qualitative semantic relations between MVAC concepts using rule-based reasoning engines that integrate new matching criteria. The ability of this model to take as input a rich and complex representation of concepts constitutes the contribution of this model with respect to existing ones. Second, we have developed Sim-Net, a Description Logic- based semantic similarity model adapted to ad hoc networks. The combination of both models supports an optimal interpretation by the user of the meaning of relations between concepts of different geospatial databases, improving semantic interoperability. The last component is a multi-strategy query propagation approach for ad hoc network. Strategies are formalized with the Lightweight Coordination Calculus (LCC), which support interactions between agents based on social norms and constraints in a distributed system, and they represent the different strategies employed to communicate in social networks. An algorithm for the real time adaptation of strategies to changes affecting the network is proposed. The approach was implemented with a prototype using the Java JXTA platform that simulates dynamic interaction between peers and groups of peers. The advantages, the usefulness and the feasibility of the approach were demonstrated with a disaster management scenario. An additional contribution is made in this thesis with the development of the new notion of semantic interoperability quality, and a framework to assess semantic interoperability quality. This framework was used to validate the approach. This new concept of semantic interoperability quality opens many new research perspectives with respect to the quality of data exchanges in network and its impact on decision-making.

Le Haut Commissariat des Nations Unies pour les Réfugiés (HCR) publie chaque année des statistiques alarmantes quant à l'augmentation du nombre de personnes déplacées dans le monde en raison de conflits. Des millions d'individus se retrouvent dans des installations pour réfugiés qui s'étendent sur de vastes espaces et perdurent dans le temps. Le choix rapide d'un emplacement le plus optimal possible s'avère donc indispensable pour l'établissement d'un camp viable. Les systèmes d'infirmations géographiques (SIG), en tant qu'outil d'aide à la décision en matière de sélection de site, peuvent apporter une grande contribution en ce sens. Le présent mémoire présente une recherche exploratoire de l'état des SIG dans le secteur humanitaire, plus précisément dans le cadre de la désignation des sites pour l'implantation de quartiers provisoires pour des populations délocalisées. Premièrement, afin de prendre connaissance des besoins des experts dans le domaine, un inventaire et une analyse des critères de sélection est effectuée. Dans un second temps, une description des logiques de sélection employées donne lieu à une meilleure compréhension des méthodes de travail dans lesquels s'insèrent les critères relevés. Cette stratégie permet d'évaluer la potentielle utilité et faisabilité technique des SIG en réponse aux exigences des travailleurs du milieu. Les possibles raisons de la sous-utilisation des SIG pour la détermination de zones d'hébergement temporaires sont ensuite discutées, dans le but de fournir des pistes de réflexion à de futures recherches visant une optimisation de l'emploi des SIG en faisant face aux impératifs du secteur humanitaire.